电功、电热、电功率和热功率(含答案).doc

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电功、电热、电功率和热功率

1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度．

计算电功时用公式W＝IUt，计算电热时用公式Q＝I2Rt.

2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q、UIt≥I2Rt.

（1）纯电阻电路：

如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q.计算时可任选一公式：

W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝t.

（2）非纯电阻电路：

如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W>Q.电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．

1、如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈

电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，

下列判断正确的是 （　　）

A．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 图8

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．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率

解析　电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又Q＝I2Rt，故A、B正确，C、D错误．

答案　AB

电功和电热的处理方法

　　　1.P＝UI、W＝UIt、Q＝I2Rt在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W＝Q，UIt＝I2Rt，在非纯电阻电路中，W>Q，UIt>I2Rt.

2．在非纯电阻电路中，由于UIt>I2Rt，即U>IR，欧姆定律R＝不再成立．

3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．

2、电阻R和电动机M串联接到电路中，如图9所示，

已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机

正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，

经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1， 图9

电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（　　）

A．U1

C．W1＝W2，Q1>Q2 D．W1

答案　A

解析　电动机是非纯电阻，其两端电压U2>IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1

3、如图5所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻

为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，

则该未知电路的电功率一定为 （　　）

A．I2R B. 图5

C．UI D．UI－I2R

答案　C

解析　不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P＝UI，选项C正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P＝UI＝I2R＝，故A、B错误；而UI－I2R为电能转化为其他形式能的功率，故D错误．

4、在研究微型电动机的性能时，应用如图6所示的实验电路．

调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电

压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调节R并使电动

机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A 图6

和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为 （　　）

A．32W B．44W C．47W D．48W

答案　A

解析　当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r＝，代入数据得r＝4Ω，重新调节R并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P＝UI－I2r，代入数据得P＝32W，B、C、D错误，A正确．

5、如图7所示，电源电动势E＝8V，内电阻为r＝0.5Ω，“3V,3W”

的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动

机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝1.5Ω.下列说法中正确的

是 （　　）

A．通过电动机的电流为1.6A 图7

B．电源的输出功率是8W

C．电动机消耗的功率为3W

D．电动机的输出功率为3W

答案　D

解析　“3V,3W”的灯泡L与电动机M串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为IL＝＝A＝1A；路端电压U＝E－Ir＝8V－1×0.5V＝7.5V，电源的输出功率P出＝UI＝7.5×1W＝7.5W；电动机消耗的功率为PM＝P出－PL＝7.5W－3W＝4.5W；电动机的热功率为P热＝IR0＝12×1.5W＝1.5W；电动机的输出功率为PM－

P热＝4.5W－1.5W＝3W；本题答案为D.

6、如图9所示，一直流电动机与阻值R＝9Ω的电阻串联在电源上，

电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，用理想电压表测出电动机

两端电压U＝10V，已知电动机线圈电阻RM＝1Ω，则下列

说法中正确的是（　　） 图9

A．通过电动机的电流为10A

B．电动机的输入功率为20W

C．电动机的热功率为4W

D．电动机的输出功率为16W

答案　BCD

解析　由E＝30V，电动机两端电压为10V可得R和电源内阻上分担电压为20V，则I＝A＝2A，故A错误；电动机输入功率P＝UI＝10V×2A＝20W，故B正确；P热＝I2RM＝4×1W＝4W，故C正确；P输出＝P－P热＝20W－4W＝16W，故D正确．

7、一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：

（1）电动机的输入功率；

（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；

（3）线圈的电阻．

答案　

（1）0.6W　

（2）6J　（3）5Ω

解析　

（1）电动机的输入功率P入＝UI＝3×0.2W＝0.6W.

（2）电动机提升重物的机械功率

P机＝Fv＝4×W＝0.4W.根据能量关系P入＝P机＋PQ，得热功率

PQ＝P入－P机＝（0.6－0.4）W＝0.2W.所产生的热量Q＝PQt＝0.2×30J＝6J.

（3）根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈的电阻

R＝＝Ω＝5Ω.

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