粤教版高中物理选修31第二章电路第五docx文档格式.docx
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，下列叙述正确的是（ ）
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②适用于任何电路的电热功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算
D．以上均不正确
2．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图1（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图（b）所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图（c）所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为（ ）
图1
A．P1＝4P2 B．PD＝P/9
C．P1<
4P2D．PD>
P2
知识点二 焦耳定律
3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝
t只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，UI>
I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
4．如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻RM＝0.6Ω，R＝10Ω，U＝160V，电压表的读数为110V．则：
图2
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）电动机工作1h所产生的热量是多少？
【方法技巧练】
一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法
5．有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L1和L2都标有“200V 100W”字样，L3和L4都标有“220V 40W”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？
最亮的灯是哪一盏？
图3
6．额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个（ ）
二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析
7．（双选）一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（ ）
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率小于电炉消耗的功率
8．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；
若把电动机接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．则：
（1）电动机正常工作时的输出功率为多大？
（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
三、闭合电路功率问题的分析
9．如图4所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图象，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象．用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和效率分别为（ ）
图4
A．4W,33%B．2W,33%
C．2W,67%D．4W,67%
10．如图5所示的电路中，电池的电动势E＝5V，内电阻r＝10Ω，固定电阻R＝90Ω，R0是可变电阻．在R0由0增加到400Ω的过程中，求：
图5
（1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率；
（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和．
1．（双选）不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V 40W”的灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．接在110V的电路中时的功率为20W
B．接在110V的电路中时的功率为10W
C．接在440V的电路中时的功率为160W
D．接在220V的电路中时的功率为40W
2．通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；
若电阻为2R，电流为I/2时，则在时间t内产生的热量为（ ）
A．4QB．2QC．Q/2D．Q/4
3．关于电功和电热，下面说法正确的是（ ）
A任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt且W＝Q
B．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt但W有时不等于Q
C．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用
D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路
4．一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则（ ）
A．电动机t秒内产生的热量是Q＝UIt
B．电动机t秒内产生的热量是Q＝I2Rt
C．电动机的功率为P＝I2R
D．电动机的功率为P＝U2/R
5．如图6所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（ ）
图6
A．路端电压变小
B．电流表的示数变大
C．电源内阻消耗的功率变小
D．电路的总电阻变大
6．如图7所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W，此电路中允许消耗的最大功率为（ ）
图7
A．24WB．16W
C．12WD．15W
7．下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1min产生的热量为（ ）
电热水壶
型号
SP—356A
额定电压
220V
额定功率
1800W
额定频率
50Hz
额定容量
1.5L
A.1.80×
103JB．1.10×
104J
C．1.32×
104JD．1.08×
105J
8．（双选）有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图8所示，从图线可以判断（ ）
图8
A．电阻A的阻值大于电阻B
B．电阻A的阻值小于电阻B
C．电压相同时，流过电阻A的电流强度较大
D．两电阻串联时，电阻A消耗的功率较大
9．如图9所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.2Ω，标有“8V 16W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15Ω，则电源的输出功率为（ ）
图9
A．16WB．440W
C．80WD．400W
10．如图10所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线．若A、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为（ ）
图10
A．1WB．6W
C．2WD．2.5W
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答 案
11．如图11所示，电源电压恒为U＝14V，小灯泡L标有“4V 8W”，电动机的线圈电阻rM＝1.0Ω，当变阻器调到2Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．
图11
12．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V时，电流为0.3A．松开转动轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作．则：
该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？
电动机的机械功率是多少？
第五节 电功率答案
课前预习练
1．W＝UIt 任何电路 P＝UI 任何电路
2．平方 正比 正比 Q＝I2Rt 任何电路 快慢
P＝I2R 任何电路
3．等于 大于 Q＝I2Rt
4．P总＝P内＋P外 I2R＋I2r
5．C 6.B 7.AB
课堂探究练
1．AB [P＝UI、P＝
适用于任何电路的电功率的计算，而P＝I2R、P＝
只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝
只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B正确．]
2．C [从电阻器D的I—U图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图（b）中，三个电阻消耗的功率相等，都为P＝
＝
，说明三个电阻的阻值相等，即R1＝R2＝RD.连接成图（c）所示的电路时，电阻器D两端的电压小于U，电阻器D的阻值RD′>
RD，这时电阻器RD两端的电压UD>
，电阻R1两端的电压U1<
，电阻R2两端的电压U2＝UD>
，由电功率计算式综合比较得出，A、B、D错误，C正确．]
3．A [电功率公式P＝
，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝
，焦耳热Q＝（
）2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A不对．
W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路．而I＝
只适用于纯电阻电路，B对．
在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>
Q，即UI>
I2R，C对．
Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．]
4．
（1）5A
（2）550W （3）5.4×
解析
（1）电动机是非纯电阻，不能用公式
来求电路中的电流．R两端的电压为
UR＝U－UM＝160V－110V＝50V，I＝
A＝5A.
（2）P入＝UMI＝110×
5W＝550W.
（3）Q＝I2RMt＝5.4×
5．L3最暗，L4最亮
解析 由它们的额定电压、额定功率判断出R1＝R2<
R3＝R4，即R4>
R1>
R23并，由串联电路的功率分配可得P4>
P1>
（P2＋P3），由并联电路的功率分配可得P2>
P3，所以L3最暗，L4最亮．
方法总结 在比较两个灯泡的功率大小时，可先比较有相同量的两个灯泡，L1与L4电流相同，利用P＝I2R比较功率大小；
L2与L4电压相同，利用P＝
比较功率大小；
L1与L2电阻相同，利用P＝I2R比较功率大小．
6．C [判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流．
由P＝
和已知条件可知RA<
RB.
对于A电路，由于RA<
RB，所以A灯若正常发光，UB>
110V，B灯被烧毁，两灯不能正常发光．
对于B电路，由于RB>
RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB>
U并，A灯若正常发光，则B灯烧毁．
对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光．
对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光．
比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为（IA－IB）×
110，而D电路中变阻器功率为（IA＋IB）×
110，所以C电路消耗电功率最小．]
方法总结 解此类问题的思路分两步：
①先分清哪个电路的A、B灯能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值，其余两个也达到额定值方面分析．②确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法去比较，也可以用定性分析法比较．
7．AB [电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：
U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R.对于电动机有：
U>
IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>
I2R.]
8．
（1）1.5W
（2）8W
解析
（1）接U＝0.2V电压，电机不转，电能全部转化成内能，故可视为纯电阻电路．电流I＝0.4A，
根据欧姆定律，线圈电阻R＝
Ω＝0.5Ω.
当接U′＝2.0V电压时，电流I′＝1.0A，
故输入电功率P电＝U′I′＝2.0×
1.0W＝2.0W，
热功率P热＝I′2R＝12×
0.5W＝0.5W.
故输出功率即机械功率
P机＝P电－P热＝（2.0－0.5）W＝1.5W.
（2）如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P热′＝
W＝8W.
方法总结
（1）电动机是非纯电阻用电器，要注意区分电功率和热功率，电功率用P总＝UI计算，热功率P热＝I2R，机械功率P机＝P总－P热．
（2）注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题．
9．D
10．
（1）R0＝100Ω时，Pm＝
W
（2）0.01W
解析
（1）可变电阻R0上消耗的热功率
P1＝I2R0＝（
）2R0＝
由上式可得：
当R0＝100Ω时，P1有最大值Pm＝
W＝
W.
（2）r和R上消耗的热功率之和P2＝I2（R＋r）＝
×
100
由上式可知，R0最大时，P2最小，即当R0＝400Ω时，P2有最小值P2min＝
100W＝0.01W.
方法总结 电源的输出功率P与外电阻R的关系P出＝UI＝I2R＝（
）2R＝
由上式可知：
当R＝r时，P出有最大值，且最大值Pm＝
.
根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，二者关系如图所示．
课后巩固练
1．BD [由P额＝
得，灯泡的电阻R＝
Ω＝1210Ω，当电压为110V时，P＝
W＝10W；
电压为440V时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P＝0.]
2．C [由电热公式Q＝I2Rt可得Q′＝（
I）22Rt＝
I2Rt＝
Q.]
3．B
4．B [电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt，它转化为两部分：
一是电动机内阻上产生的热能Q＝I2Rt，二是电动机对外输出的机械能E＝UIt－I2Rt.]
5．A [滑动触头由a端滑向b端的过程中，R1值减小，因此总电阻变小，D错误；
干路电流变大，路端电压变小，A正确；
内阻消耗的功率变大，C错误；
定值电阻R3两端的电压变小，电流表示数变小，B错误．]
6．D
7．D [由铭牌可知，电热水壶的功率为1800W，所以正常加热1分钟产生的热量为Q＝Pt＝1800×
60J＝1.08×
105J．]
8．BC
9．C [电路的总电流I＝
A＝10A，
则电源的输出功率为P＝IU额＝10×
8W＝80W]
10．C [由图象中不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3V，短路电流为I＝3A，所以电源的内阻为r＝
＝1Ω.图象上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝（1×
3－12×
1）W＝2W．故正确选项为C.]
11．66.7%
解析 小灯泡正常工作I＝
＝2A
电动机的输入功率P入＝I（U－U1－IR）＝12W
线圈电阻消耗的功率P内＝I2rM＝4W
所以电动机的机械效率
η＝
＝66.7%.
12．1.6W 0.96W
解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：
r＝
Ω＝1Ω.
电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为
P入＝I1U1＝0.8×
2W＝1.6W，
电动机的机械功率为
P机＝P入－I
r＝1.6W－0.82×
1W＝0.96W.
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