2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 第5節(jié) 焦耳定律學(xué)案 新人教版選修3-1

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1、第5節(jié)　焦耳定律 　1．理解電功的概念，掌握電功和電功率的計(jì)算公式．　2．搞清電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系． 3．理解焦耳定律，掌握焦耳定律的應(yīng)用．　4．理解純電阻電路和非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化． 一、電功和電功率 1．電功 (1)定義：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積． (2)公式：W＝IUt． (3)國(guó)際單位：焦，符號(hào)為J． (4)意義：電流做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．即電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度． 2．電功率 (1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做

2、的功． (2)公式：P＝＝IU． (3)單位：瓦，符號(hào)為W． (4)意義：表示電流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．焦耳定律 (1)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比． (2)公式：Q＝I2Rt． (3)適用范圍：任何電路． 2．熱功率 (1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱． (2)公式：P＝＝I2R． 判一判　(1)電功是指電流通過(guò)一段電路所做的功，實(shí)質(zhì)是靜電力在這段電路中所做的功，其表達(dá)式為W＝UIt．(　　) (2)電流做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，電流做了多少功，表明就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．(　　

3、) (3)用電器的實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時(shí)消耗的電功率，實(shí)際功率有時(shí)可以大于其額定功率．(　　) (4)焦耳定律的表達(dá)式為Q＝I2Rt，此式適用于任何電路．　(　　) (5)三個(gè)公式P＝UI、P＝I2R、P＝?jīng)]有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所以P即是電功率．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 想一想　在任何情況下，都可以用公式Q＝I2Rt來(lái)求電熱嗎？ 提示：焦耳定律表達(dá)式Q＝I2Rt是個(gè)普遍式，適用于任何情況下求電熱． 做一做　(多選)下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是(　　) A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱

4、一定越多 B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝t只適用于純電阻電路 C．在非純電阻電路中，UI>I2R D．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路 提示：選BCD．由電功率公式P＝可知，電功率越大，表示電流做功越快．對(duì)于一段電路，有P＝UI，I＝，焦耳熱Q＝Rt，可見(jiàn)Q與P、t都有關(guān)．所以，P越大，Q不一定越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，而I＝只適用于純電阻電路，選項(xiàng)B正確．在非純電阻電路中，電流所做的功等于焦耳熱與其他形式的能之和，所以W>Q，即UI>I2R，選項(xiàng)C正確．Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，選項(xiàng)D正確． 　純電阻電路中功

5、率的計(jì)算 1．串、并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系 (1)串聯(lián)電路中各個(gè)電阻的電功率跟它的阻值成正比，即＝＝…＝＝I2． (2)并聯(lián)電路中各個(gè)電阻的電功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2． (3)無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于電路中各電阻消耗的功率之和． 2．額定功率和實(shí)際功率 (1)用電器正常工作時(shí)所消耗的功率叫做額定功率．當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額時(shí)，電流達(dá)到額定電流I額，電功率也達(dá)到額定功率P額，且P額＝U額I額． (2)用電器的實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時(shí)消耗的電功率．為了使用電器不被燒毀，要求實(shí)際功率不能大于其額定功率． 3．

6、在純電阻電路中，P＝UI＝＝I2R，此類(lèi)題目主要考查串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及公式P＝UI、P＝和P＝I2R的靈活選擇及應(yīng)用． 【題組過(guò)關(guān)】 1．有額定電壓都是110 V，額定功率PA＝100 W，PB＝40 W的電燈兩盞，若接在電壓是220 V的電路上，兩盞電燈均能正常發(fā)光，那么電路中消耗功率最小的電路是圖中的哪一個(gè)(　　) 解析：選C．由P＝和已知條件可知，RA110 V，B燈被燒毀，兩燈不能正常發(fā)光．對(duì)于B電路，由于RAU并，B燈燒毀．對(duì)于C電路，由于B燈與變阻器的并聯(lián)電阻可能等于

7、RA，所以可能UA＝UB＝110 V，兩燈可以正常發(fā)光．對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B并聯(lián)電阻，則UA＝UB＝110 V，兩燈可以正常發(fā)光．比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為(IA－IB)×110 V，而D電路中變阻器功率為(IA＋I(xiàn)B)×110 V，所以C電路消耗的電功率最小． 2．A、B為“220 V，100 W”的兩盞相同的燈泡，C、D為“220 V，40 W”的兩盞相同燈泡”，A、B燈的電阻為_(kāi)_______Ω；C、D電阻為_(kāi)_______Ω．現(xiàn)將四盞燈泡接成如圖所示電路，并將兩端接入電路，各燈實(shí)際功率分別為PA、PB、PC、PD，則實(shí)際功率的大小順序是_____

8、___________________________________________________________________． 解析：根據(jù)R＝得：RA＝RB＝ Ω＝484 Ω，RC＝RD＝ Ω＝1 210 Ω；由電路圖可知，B、C并聯(lián)，所以電壓相等，根據(jù)P＝可知：PB>PC，A、D串聯(lián)，電流相等，根據(jù)P＝I2R可知，PD>PA；A、D的電流大于B、C的電流，根據(jù)P＝I2R可知：PA>PB，PD>PC，所以PD>PA>PB>PC． 答案：484　1 210　PD>PA>PB>PC 　非純電阻電路的功率計(jì)算 在非純電阻電路中，要注意區(qū)別電功和電熱，并應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題．

9、 (1)電熱Q＝I2Rt． (2)電功W＝UIt． (3)對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，能量守恒公式為UIt＝E機(jī)＋I(xiàn)2Rt或UI＝P機(jī)＋I(xiàn)2R，其中E機(jī)、P機(jī)為電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能和機(jī)械功率． 命題視角1　電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 　如圖所示的電路中，電爐電阻R＝10 Ω，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻r＝1 Ω，電路兩端的電壓U＝100 V，電流表的示數(shù)為30 A，問(wèn)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為多少？通電1 min，電動(dòng)機(jī)做的有用功為多少？ [思路點(diǎn)撥] [解析]　題圖中的兩個(gè)支路分別為純電阻電路(電爐)和非純電阻電路(電動(dòng)機(jī))．在純電阻電路中可運(yùn)用歐姆定律I＝直接求出電流，而非純電阻電路中的電流只能運(yùn)用干路和支路

10、中電流的關(guān)系求出． 在非純電阻電路中，電功大于電熱，兩者的差值才是有用功．根據(jù)歐姆定律，通過(guò)電爐的電流為 I1＝＝ A＝10 A． 根據(jù)并聯(lián)電路中的干路電流和支路電流的關(guān)系，則通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I2＝30 A－I1＝20 A． 電動(dòng)機(jī)的總功率為P＝UI2＝100×20 W＝2×103 W． 因電動(dòng)機(jī)發(fā)熱而損耗的功率為P′＝Ir＝400 W， 電動(dòng)機(jī)的有用功率(機(jī)械功率)為 P″＝P－P′＝1．6×103 W， 電動(dòng)機(jī)通電1 min做的有用功為 W＝P″t＝1．6×103×60 J＝9．6×104 J． [答案]　20 A　9．6×104 J 命題視角2　電動(dòng)機(jī)中與力學(xué)綜

11、合問(wèn)題的分析 　如圖所示是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖．電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r＝0．8 Ω，電路中另一電阻R＝10 Ω．直流電壓U＝160 V，電壓表示數(shù)UV＝110 V． (1)求通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流； (2)求輸入電動(dòng)機(jī)的電功率； (3)若電動(dòng)機(jī)以v＝1 m/s的速度勻速豎直向上提升重物，則該重物的質(zhì)量為多少？(g取10 m/s2) [解析]　(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R兩端的電壓 UR＝U－UV＝(160－110)V＝50 V 流過(guò)電阻R的電流IR＝＝ A＝5 A 即通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流IM＝IR＝5 A． (2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UM＝UV＝110 V 輸入電動(dòng)機(jī)

12、的功率P電＝IMUM＝550 W． (3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱＝Ir＝20 W 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出＝P電－P熱＝530 W 又P出＝mgv，所以m＝＝53 kg． [答案]　(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg 解決電動(dòng)機(jī)問(wèn)題的一般方法 (1)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UM、通過(guò)的電流IM的求解是關(guān)鍵，但由于不是純電阻電路不滿足歐姆定律，UM、IM都是利用電路規(guī)律間接求解的． (2)對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，求電功率用P電＝IMUM，求熱功率用P熱＝Ir，求輸出機(jī)械功率用P出＝P電－P熱． (3)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率還可用P出＝F牽·v．　 【題組突破】 1．(2018·

13、婁星區(qū)測(cè)試)一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為IU B．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2R C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU－I2R D．電動(dòng)機(jī)的功率可寫(xiě)為IU＝I2R＝ 解析：選D．電動(dòng)機(jī)的總功率為P＝UI，故A正確；電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，根據(jù)焦耳定律：P熱＝I2R，故B正確；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P出＝P－P熱＝UI－I2R，故C正確；因?yàn)镻＞P熱，即UI＞I2R，U＞IR，歐姆定律不適用，故UI≠I(mǎi)2R≠，故D錯(cuò)誤． 2．微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻一定，把它接入電壓為U1＝0．2 V的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得此時(shí)流過(guò)

14、電動(dòng)機(jī)的電流是I1＝0．4 A；若把電動(dòng)機(jī)接入電壓為U2＝2．0 V的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I2＝1．0 A，求： (1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R； (2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率及吸塵器的效率； (3)如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)此時(shí)的發(fā)熱功率(設(shè)此時(shí)線圈未被燒壞)． 解析：(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)線圈電阻為R，則 R＝＝ Ω＝0．5 Ω． (2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的功率為 P＝U2I2＝2．0×1．0 W＝2．0 W 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈電阻損耗的功率為 P損＝IR＝1．02×0．5 W＝0．5 W 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為 P出＝P－P損

15、＝(2．0－0．5)W＝1．5 W 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)吸塵器的效率為 η＝×100%＝×100%＝75%． (3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)，電功全部轉(zhuǎn)化為電熱 P熱＝＝ W＝8 W． 答案：(1)0．5 Ω　(2)1．5 W　75%　(3)8 W [隨堂檢測(cè)] 1．(多選)馬路上的“微公交”是用蓄電池對(duì)車(chē)上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車(chē)提供動(dòng)力．若車(chē)上蓄電池輸出電壓為48 V，電池容量為120 A·h，電動(dòng)機(jī)額定電壓為48 V，額定功率為1．2 kW，則(　　) A．電動(dòng)機(jī)在額定電壓下工作時(shí)，額定電流為25 A B．蓄電池充滿電時(shí)能儲(chǔ)存5 760 J的能 C．蓄電池充滿電后最多

16、能供電動(dòng)機(jī)正常工作4．8 h D．電動(dòng)機(jī)在額定電壓下工作1 h，流過(guò)的電荷量為4．32×105 C 解析：選AC．由P＝UI知，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下的額定電流為I＝＝25 A，選項(xiàng)A正確；蓄電池儲(chǔ)存的電能最多為E＝UQ≈2．07×107 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；最長(zhǎng)工作時(shí)間T＝＝17 250 s≈4．8 h，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)在額定電壓下工作1 h，流過(guò)的電荷量q＝It＝25×3 600 C＝9×104 C，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．如表為某電熱水壺銘牌上的一部分內(nèi)容，根據(jù)表中的信息，可計(jì)算出電熱水壺在額定電壓下以額定功率工作時(shí)的電流約為(　　) 型號(hào) DF－938 額定功率 900 W 額定電

17、壓 220 V 額定容量 1．2 L A．6．8 A　　　　　　　 B．4．1 A C．1．2 A D．0．24 A 解析：選B．由銘牌讀出電熱水壺額定功率為P＝900 W，額定電壓為U＝220 V；由P＝UI得，通過(guò)電熱水壺額定電流為：I＝＝ A≈4．1 A． 3． 如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒為U，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻與電爐L的電阻相同，電動(dòng)機(jī)正常工作，在相同的時(shí)間內(nèi)，下列判斷正確的是(　　) A．電爐放出的熱量大于電動(dòng)機(jī)放出的熱量 B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓 C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓 D．電動(dòng)機(jī)消耗的功率等于電爐消耗的功率 解析：選B

18、．電動(dòng)機(jī)M與電爐L串聯(lián)，電流相等，電阻相等，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，電爐放出的熱量與電動(dòng)機(jī)放出的熱量相等，故A錯(cuò)誤．設(shè)電動(dòng)機(jī)M線圈電阻與電爐L的電阻均為R，電路中電流為I，根據(jù)歐姆定律得：電爐兩端的電壓UL＝IR，電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，其電壓UM＞IR，則有UM＞UL，所以電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓，故B正確，C錯(cuò)誤．電動(dòng)機(jī)消耗的功率PM＝UMI，電爐消耗的功率PL＝ULI，UM＞UL，則PM＞PL，即電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率，故D錯(cuò)誤． 4．一臺(tái)電風(fēng)扇的額定功率是60 W，內(nèi)阻為2 Ω，當(dāng)把它接在220 V的電壓下時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)． (1)求電風(fēng)扇正常運(yùn)

19、轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)它的電流多大？每秒鐘有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？ (2)若接上電源后，電風(fēng)扇因故不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)它的電流多大？電風(fēng)扇實(shí)際消耗的電功率多大？此時(shí)可能會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？ 解析：(1)電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗的功率為額定功率P＝UI，所以I＝＝ A≈0．27 A，由能量守恒定律得W＝Q＋E，Pt＝I2Rt＋E，所以E＝Pt－I2Rt≈59．85 J． (2)電風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于純電阻，由歐姆定律得U＝I′R，所以I′＝＝ A＝110 A，實(shí)際消耗的電功率P′＝＝ W＝24 200 W．由于電風(fēng)扇實(shí)際消耗的電功率遠(yuǎn)大于其額定功率，且電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電風(fēng)扇將被燒壞． 答案：(1)0．27

20、 A　59．85 J　(2)110 A　24 200 W　電風(fēng)扇將被燒壞 [課時(shí)作業(yè)] [學(xué)生用書(shū)P137(單獨(dú)成冊(cè))] 一、單項(xiàng)選擇題 1．某汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“200 kW”的字樣，其表示(　　) A．實(shí)際功率　　　　　　 B．瞬時(shí)功率 C．平均功率 D．額定功率 解析：選D．汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)功率為汽車(chē)正常工作時(shí)的功率，即為額定功率． 2．(2018·淄博校級(jí)聯(lián)考)如果家里的微波爐(1 000 W)、電視機(jī)(100 W)和洗衣機(jī)(400 W)平均每天都工作2 h，一個(gè)月(30天計(jì))的用電量是(　　) A．10 kW·h B．20 kW·h C．45 kW·h

21、D．90 kW·h 解析：選D．P＝1 000 W＋100 W＋400 W＝1 500 W＝1．5 kW，故W＝Pt＝1．5 kW×2 h×30＝90 kW·h． 3．如圖所示的路燈為太陽(yáng)能路燈，每只路燈的光伏電池板有效采光面積約0．3 m2．晴天時(shí)電池板上每平方米每小時(shí)接收到的太陽(yáng)輻射能約為3×106 J．如果每天等效日照時(shí)間約為6 h，光電池一天產(chǎn)生的電能可供30 W的路燈工作8 h．光電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為(　　) A．4．8% B．9．6% C．16% D．44% 解析：選C．路燈每天消耗的電能 W有＝Pt＝30×8×3 600 J＝8．64×105 J， 路燈每

22、天接收的太陽(yáng)能 W總＝W0St＝3×106×0．3×6 J＝5．4×106 J， 效率η＝＝＝16%，選項(xiàng)C正確． 4． (2018·寧波高二期中)粗細(xì)均勻的金屬環(huán)上A、B、C、D四點(diǎn)把其周長(zhǎng)四等分，如圖所示，當(dāng)A、B點(diǎn)接入電路中時(shí)，圓環(huán)消耗的電功率為P；當(dāng)A、D點(diǎn)接入電路中時(shí)，電源內(nèi)阻不計(jì)，圓環(huán)消耗的電功率為(　　) A．3P B． C．P D． 解析：選B．設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，金屬環(huán)每一等份的電阻為R，則當(dāng)A、B點(diǎn)接入電路中時(shí)總電阻R1＝R 當(dāng)A、D點(diǎn)接入電路中時(shí)總電阻R2＝＝R 由功率公式P＝，U＝E得 P2∶P1＝R1∶R2＝4∶3，又P1＝P，得P2＝．

23、 5．如圖所示，把兩個(gè)相同的燈泡分別接在甲、乙電路中，甲電路兩端的電壓為8 V，乙電路兩端的電壓為16 V．調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時(shí)變阻器消耗的功率分別為P1和P2，兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，則下列關(guān)系中正確的是(　　) A．P甲＜P乙 B．P甲＞P乙 C．P1＞P2 D．P1＝P2 解析：選D．由燈都正常發(fā)光可知，R1中電流是R2中電流二倍，R1兩端電壓是R2兩端電壓的二分之一，兩變阻器消耗的功率相等，兩電路中消耗的總功率相等，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 6．(2018·南寧高二檢測(cè))如圖所示，有一內(nèi)電阻為4．4 Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110

24、V　60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(　　) A．電解槽消耗的電功率為120 W B．電解槽的發(fā)熱功率為60 W C．電解槽消耗的電功率為60 W D．電路消耗的總功率為60 W 解析：選C．燈泡能正常發(fā)光，說(shuō)明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且干路電流I＝I燈＝＝ A，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝IU＝60 W，C正確，A錯(cuò)誤；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R內(nèi)≈1．3 W，B錯(cuò)誤；整個(gè)電路消耗的總功率P總＝220× W＝120 W，D錯(cuò)誤． 7．(2018·普寧市校級(jí)月考)如圖為A、B兩燈泡的I－U圖象，把它們串聯(lián)接在220 V的恒壓

25、電源上，根據(jù)圖象，計(jì)算A、B兩燈泡的實(shí)際功率分別約為(　　) A．48．4 W、22 W B．22 W、48．4 W C．50 W、170 W D．5 W、17 W 解析：選D．兩燈泡串聯(lián)接在220 V的電壓下，則可知兩燈泡電流相等，且總電壓為220 V，則由題圖可知，電流約為0．1 A，A的電壓為50 V，B的電壓約為170 V，則由P＝UI可知，A的功率為5 W，B的功率為17 W． 二、多項(xiàng)選擇題 8．(2018·武漢高二檢測(cè))如圖所示，電阻R1＝20 Ω，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R2＝10 Ω．當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是0．5 A，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，電路兩端的電

26、壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是(　　) A．I＝1．5 A B．I＜1．5 A C．P＝15 W D．P＜15 W 解析：選BD．電路兩端的電壓為：U＝I1R1＝0．5 A×20 Ω＝10 V．電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，UI2＞IR2，所以I2＜＝1 A．電流表的示數(shù)I＝I1＋I(xiàn)2＜1．5 A，A錯(cuò)誤，B正確．電路總功率P＝U(I1＋I(xiàn)2)＜15 W，C錯(cuò)誤，D正確． 9．(2018·山東日照一中月考)假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示．圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)連線與橫軸成α角，曲線在A點(diǎn)的切線與橫軸成β角，則(　　) A．白熾燈的電阻隨電壓的增

27、大而減小 B．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tan β C．在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0 D．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為 解析：選CD．白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0，選項(xiàng)C正確． 10．(2018·南昌校級(jí)聯(lián)考)如圖所示是某型號(hào)電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成，已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1 000 W，關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若S1、S2閉合，則電吹風(fēng)吹冷風(fēng) B．電熱絲的電阻為5

28、5 Ω C．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的機(jī)械功率為880 W D．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120 J 解析：選BD．若S1、S2閉合，電熱絲接入，則此時(shí)電熱絲發(fā)熱，電吹風(fēng)吹出的是熱風(fēng)，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲消耗的功率為P＝P熱－P冷＝1 000 W－120 W＝880 W，由P＝，可知R＝＝ Ω＝55 Ω，故B正確；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的功率為吹冷風(fēng)時(shí)的功率，故只有120 W，故C錯(cuò)誤；當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率仍為120 W，故每秒鐘消耗的電能為120 J，故D正確． 三、非選擇題 11．如圖所示，A為電解槽，N為電爐子，恒定電壓U＝12 V，電解

29、槽內(nèi)阻rA＝2 Ω，當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為4 A，求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？ (2)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？ 解析：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I1＝，得R＝＝＝2 Ω，其發(fā)熱功率為：PR＝UI1＝12×6 W＝72 W． (2)電解槽為非純電阻元件，發(fā)熱功率為：P熱＝IrA＝42×2 W＝32 W．總功率為：P總＝UI2＝12×4 W＝48 W，故電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為：P化＝P總－P熱＝(48－32) W＝16 W． 答案：(1)2 Ω　72 W　(2)16 W 1

30、2．(2018·安溪縣校級(jí)模擬)電動(dòng)自行車(chē)作為一種重要的交通工具，越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)，如表是一輛電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)指標(biāo)，其中額定車(chē)速是指電動(dòng)車(chē)滿載情況下在平直道路上以額定功率勻速行駛的速度． 額定車(chē)速 載車(chē)質(zhì)量 載重 電源 電源輸出電壓 充電時(shí)間 額定輸出功率 電動(dòng)機(jī)額定工作電壓和電流 18km/h 40 kg 80 kg 36 V/12 A·h ≥36 V 6～8 h 180 W 36 V/6 A 請(qǐng)參考表中數(shù)據(jù)，完成下列問(wèn)題(g取10 m/s2)： (1)此車(chē)所配電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？ (2)在行駛過(guò)程中電動(dòng)車(chē)受阻力是車(chē)重(包括滿載重)的k倍，試計(jì)算

31、k的大小是多少？ (3)若電動(dòng)車(chē)滿載時(shí)在平直道路上以額定功率行駛，且阻力大小恒定，當(dāng)車(chē)速為3 m/s時(shí)，加速度為多少？ 解析：(1)從表中可知，輸出功率P出＝180 W， 輸入功率P入＝UI＝36×6 W＝216 W ① 由于內(nèi)阻消耗的功率等于輸入功率與輸出功率的差： Pr＝I2r＝P入－P出 ② 所以：r＝ Ω＝1 Ω． ③ (2)車(chē)正常行駛時(shí)：P額＝Ffvm＝k(M＋m)gvm ④ 所以：k＝＝0．03． ⑤ (3)又P額＝Fv ⑥ F－k(M＋m)g＝(M＋m)a ⑦ 由⑥⑦代入數(shù)據(jù)得：a＝0．2 m/s2． 答案：(1)1 Ω　(2)0．03　(3)0．2 m/s2 14