高中物理人教必修三第1節(jié) 電路中的能量轉(zhuǎn)化

1、第1節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究1.理解電功、電功率、電熱、熱功率的概念。2.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別。1.弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。2.了解公式QI2Rt(PI2R)、Qeq f(U2t,R)(Peq f(U2,R)的適用條件。3.通過有關(guān)實(shí)例，讓學(xué)生理解非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。1.探究電功與電流、電壓、時(shí)間的關(guān)系。2.探究電功、電熱與其他形式的能在非純電阻電路中轉(zhuǎn)化的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)一電功和電功率觀圖助學(xué)電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？電風(fēng)扇工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？1.電功

2、(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：WIUt(3)單位：焦耳，符號(hào)為J。常用的單位：千瓦時(shí)(kWh)，也稱“度”，1 kWh3.6106 J。2.電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功。(2)公式：Peq f(W,t)UI。(3)單位：瓦特，符號(hào)為W。(4)意義：表示電流做功的快慢。思考判斷(1)電流做功的過程中，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。()(2)電功WUIt可以用來計(jì)算所有電路中電流所做的功。()(3)電流通過用電器時(shí)，電流做的功越多，說明用電器的電功率越大。()(4)電功率越大，電流做功一定越快。()知識(shí)點(diǎn)二焦耳

3、定律觀圖助學(xué)用電爐燒水時(shí)，爐盤內(nèi)的電爐絲被燒得通紅，產(chǎn)生大量的熱，而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是什么原因？1.焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(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)表達(dá)式：QI2Rt。2.熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率。(2)表達(dá)式：PI2R。(3)物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量。思考判斷(1)電熱QI2Rt可以用來計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱。()(2)根據(jù)電功的公式和歐姆定律可以推導(dǎo)出電熱的公式，因此電功和電熱是完全相同的。()(3)QI2Rt適用于任何電路求熱量。()知識(shí)點(diǎn)三電路中的能量轉(zhuǎn)化觀圖助學(xué)標(biāo)有“220

4、V40 W”的白熾燈泡和“220 V40 W”的電動(dòng)機(jī)，把它們并聯(lián)后接到220 V的照明電路中，二者都能正常工作，它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱相同嗎？1.兩種電路(1)純電阻電路：電流通過純電阻電路做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能。(2)含有電動(dòng)機(jī)或電解槽等的電路稱為非純電阻電路。在非純電阻電路中，電流做功將電能除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其他形式的能。2.電動(dòng)機(jī)的功率和效率(1)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是電動(dòng)機(jī)消耗的總功率，P入U(xiǎn)I。(2)電動(dòng)機(jī)的熱功率是線圈上電阻的發(fā)熱功率，P熱I2r。(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率是電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，P出IUI2r。(4)電動(dòng)機(jī)的效率：e

5、q f(P出,P入)100%eq f(IUI2r,IU)100%。思考判斷(1)電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，所以在任何情況下，都不能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。()(2)電動(dòng)機(jī)消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為線圈內(nèi)阻上的電熱。()電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功的大小量度了電能的變化量，標(biāo)志著電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少。電流做功一方面與實(shí)際功率有關(guān)，另一方面還與通電時(shí)間有關(guān)，只有實(shí)際功率與時(shí)間乘積越大時(shí)，電流做功才越多，因此用電器額定功率越大接在電路中電流做的功不一定越多。電烤箱是焦耳定律的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用。電烤箱可以把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并且時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多，所以不小心的

6、話面包就會(huì)被烤糊。含有電動(dòng)機(jī)或電解槽等的電路稱為非純電阻電路。兩種電路的功、熱關(guān)系純電阻電路非純電阻電路電流、電壓和電阻三者間的關(guān)系遵循歐姆定律，Ieq f(U,R)不遵循歐姆定律，Ieq f(U,R)能量轉(zhuǎn)化規(guī)律電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即WQUItI2Rteq f(U2,R)t電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能，電功WUIt，而電熱QI2Rt，即WQW其他Q功率關(guān)系電功率等于熱功率，即P電P熱UII2Req f(U2,R)電功率P電UI，熱功率P熱I2R，P電P熱P其他元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈等電動(dòng)機(jī)、電解槽、電風(fēng)扇等核心要點(diǎn) 對(duì)電功、電功率的理解觀察探究(1)如圖所示，電路中

7、電流為I，通電時(shí)間為t，那么在這段時(shí)間內(nèi)通過這段電路任一截面的電荷量是多少？如果這段電路兩端的電勢(shì)差是U，靜電力做的功是多少？(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同，兩者間有何關(guān)系？答案(1)ItIUt(2)不相同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少。電流做功的快慢用電功率表示，電流做功的多少用電功表示。電流做功的多少與做功的時(shí)間和做功的快慢有關(guān)。探究歸納1.對(duì)電功的理解(1)從力的角度看，電流做功的實(shí)質(zhì)是靜電力對(duì)自由電荷做功。(2)從能的角度看，電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功的大小量度了電能的減少量，標(biāo)志著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少。(

8、3)電功WUItqU對(duì)任何電路都適用。2.對(duì)電功率的理解(1)電功率Peq f(W,t)UI對(duì)任何電路都適用。(2)額定功率和實(shí)際功率額定功率：用電器正常工作時(shí)所消耗的功率，也是用電器兩端電壓為額定電壓(或通過的電流為額定電流)時(shí)消耗的電功率。用電器銘牌上所標(biāo)的功率即為額定功率。實(shí)際功率：用電器實(shí)際工作時(shí)消耗的電功率。為了保證用電器不被損壞，要求實(shí)際功率不能大于其額定功率。試題案例例1 一根電阻絲在通過2 C的電荷量時(shí)電流所做的功為8 J，若在相同的時(shí)間內(nèi)通過4 C的電荷量，求：(1)電阻絲上的電流所做的功；(2)電流做功的功率是原來的幾倍。解析(1)設(shè)電阻絲的電阻為R，由qIt得eq f(I

9、2,I1)eq f(q2,q1)，由WI2Rt得eq f(W2,W1)eq f(Ieq oal(2,2),Ieq oal(2,1)eq f(qeq oal(2,2),qeq oal(2,1)，所以W24W132 J。(2)由電功率Peq f(W,t)得eq f(P2,P1)eq f(W2,W1)4(倍)。答案(1)32 J(2)4倍針對(duì)訓(xùn)練1 一個(gè)電阻接入某電路后，消耗的功率為110 W，通過3 C的電荷量時(shí)，有330 J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則下列說法錯(cuò)誤的是()A.電阻兩端所加電壓為330 VB.通過電阻的電流為1 AC.電阻通電時(shí)間為3 sD.這個(gè)電阻的阻值為110 解析由WqU知，電阻兩端

10、所加電壓Ueq f(W,q)110 V，A錯(cuò)誤；由PIU得Ieq f(P,U)1 A，B正確；由WPt得通電時(shí)間teq f(W,P)3 s或teq f(q,I)eq f(3,1) s3 s，C正確；由Req f(U,I)，得R110 ，D正確。答案A核心要點(diǎn) 純電阻電路中的電功率的分析與計(jì)算觀察探究甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示?，F(xiàn)將兩燈泡串聯(lián)接在電路中，兩燈泡均發(fā)光，則兩燈泡哪一個(gè)較亮？若將兩燈泡并聯(lián)接在電路中，兩燈泡均發(fā)光，哪一個(gè)較亮？答案兩燈泡串聯(lián)時(shí)甲燈較亮；兩燈泡并聯(lián)時(shí)，乙燈較亮。探究歸納1.在純電阻電路中，由于WQ，Ieq f(U,R)，所以有UII2Req f(U2,R)。2

11、.串、并聯(lián)電路中的功率關(guān)系串聯(lián)電路并聯(lián)電路功率分配eq f(P1,P2)eq f(R1,R2)eq f(P1,P2)eq f(R2,R1)總功率PP1P2PnPP1P2Pn從能量轉(zhuǎn)化的角度看，無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，無論是純電阻電路還是非純電阻電路，電路消耗的總功率均等于電路中各部分消耗的功率之和。3.額定功率和實(shí)際功率(1)用電器正常工作時(shí)所消耗的電功率叫作額定功率。當(dāng)實(shí)際電壓達(dá)到額定電壓時(shí)，實(shí)際功率等于額定功率。(2)為了用電器不被燒毀，實(shí)際功率不能大于額定功率。特別提醒：(1)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題，比例法求解會(huì)使問題簡(jiǎn)化，但一定要確定是正比關(guān)系還是反比關(guān)系。(2)當(dāng)分析用

12、電器的功率問題時(shí)，一定要注意用電器的安全，即不要超過用電器的額定電壓、額定電流。試題案例例2 把兩根電阻相同的電熱絲先串聯(lián)后并聯(lián)分別接在同一電源上，若要產(chǎn)生相等的熱量，則兩種方法所需的時(shí)間之比t串t并為()A.11 B.21C.41 D.14解析設(shè)每根電熱絲電阻為R0，則R串2R0，R并eq f(R0,2)。由QWeq f(U2,R)t得t串t并41。答案C例3 額定電壓都是110 V，額定功率PA100 W，PB40 W的電燈兩盞，若接在電壓是220 V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是()思路點(diǎn)撥(1)兩電燈均正常發(fā)光時(shí)，其電壓必為額定電壓。(2)滑動(dòng)變阻器消耗

13、的功率最小時(shí)電路總功率就最小。解析對(duì)燈泡有PUIeq f(U2,R)，可知RARB，對(duì)于A電路，由于RARB，所以UBUA，則有UB110 V，B燈被燒毀，A錯(cuò)誤；對(duì)于B電路，由于RBRA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于RB，所以UBU并，B燈被燒毀，B錯(cuò)誤；對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UAUB110 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的并聯(lián)電阻，則UAUB110 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(IAIB)110 V，而D電路中變阻器功率為(IAIB)110 V，所以C電路消耗電功率最小。答案C針對(duì)訓(xùn)練

14、2 把家用電爐的電熱絲剪去一小段后，繼續(xù)使用，則在同樣的時(shí)間內(nèi)()A.由QI2Rt可知，電爐的發(fā)熱量減小B.由QUIt可知，電爐的發(fā)熱量不變C.由Qeq f(U2,R)t可知，電爐的發(fā)熱量增大D.無法確定解析將家用電爐的電熱絲剪去一小段后，其電阻R變小，由于加在電爐兩端的電壓U不變，因此由公式Qeq f(U2,R)t可知，在相同時(shí)間t內(nèi)，電爐的發(fā)熱量Q增大，選項(xiàng)C正確。答案C針對(duì)訓(xùn)練3 (多選)如圖所示，L1、L2是兩個(gè)規(guī)格不同的燈泡，當(dāng)它們?nèi)鐖D連接時(shí)，恰好都能正常發(fā)光，設(shè)電路兩端的電壓保持不變，在將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是()A.滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大B.通過滑動(dòng)

15、變阻器的電流變小C.L1變暗，L2變亮D.L1變亮，L2變暗解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻增大，總電阻增大，總電流減小，L1燈兩端電壓減小，L1燈變暗，L2和滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，通過L2的電流增大，L2燈變亮，通過滑動(dòng)變阻器的電流減小，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。答案ABC核心要點(diǎn) 非純電阻電路中的電功率、熱功率的分析與計(jì)算觀察探究如圖所示為一正常工作的電動(dòng)機(jī)，其工作電壓為220 V。(1)電動(dòng)機(jī)消耗的電能會(huì)全部轉(zhuǎn)化為線圈產(chǎn)生的內(nèi)能嗎？(2)其工作電壓是線圈兩端電壓?jiǎn)幔看鸢?1)一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(2)不是。其工作電壓大于線圈兩端電壓。探究歸納1.純電阻電路

16、和非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動(dòng)機(jī)、電解槽能量轉(zhuǎn)化情況電功和電熱的關(guān)系WQ即IUtI2RtWQE其他UItI2RtE其他電功率和熱功率的關(guān)系PP熱即IUI2RPP熱P其他即IUI2RP其他歐姆定律是否成立UIR，Ieq f(U,R)，歐姆定律成立UIR，Ieq f(U,R)，歐姆定律不成立說明WUIt、P電UI適用于任何電路計(jì)算電功和電功率QI2Rt、P熱I2R適用于任意電路計(jì)算電熱和熱功率只有純電阻電路滿足WQ，P電P熱；非純電阻電路WQ，P電P熱2.電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系(1)區(qū)別：電功率是指某段電路的總功率，即這段電路上消耗的全部電功率，

17、表示電流在一段電路中做的功等于這段電路兩端的電壓U和通過這段電路的電流I的乘積，P電UI。熱功率是指元件(導(dǎo)體)因發(fā)熱而消耗的功率，電流通過元件發(fā)熱的功率等于通過元件(導(dǎo)體)的電流的平方與電阻的乘積，P熱I2R。(2)聯(lián)系：對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率；對(duì)非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除內(nèi)能外其他形式的能的功率之和。試題案例例4 (多選)下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是()A.電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B.WUIt適用于任何電路，而WI2Rteq f(U2,R)t只適用于純電阻電路C.在非純電阻電路中，UII2RD.焦耳熱QI2Rt適用于任何電

18、路解析電功率公式Peq f(W,t)，表示電功率越大，電流做功越快。對(duì)于一段電路，有PIU，Ieq f(P,U)，焦耳熱Q(eq f(P,U)2Rt，可見Q與P、U、t、R都有關(guān)，所以P越大，Q不一定越大，A錯(cuò)誤；WUIt適用于任何電路，而Ieq f(U,R)只適用于純電阻電路，B正確；在非純電阻電路中，電流做的功焦耳熱其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C正確；QI2Rt適用于任何電路，D正確。答案BCD例5 規(guī)格為“220 V36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 ，求：(1)接上220 V電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗

19、的功率和發(fā)熱的功率。解析(1)排氣扇在220 V電壓下正常工作電流Ieq f(P,U)eq f(36,220) A0.16 A，發(fā)熱功率P熱I2R0.16240 W1 W，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率P機(jī)PP熱(361)W35 W。(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于純電阻，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)通過排氣扇的電流Ieq f(U,R)eq f(220,40) A5.5 A。電動(dòng)機(jī)消耗的功率等于發(fā)熱功率PP熱IU5.5220 W1 210 W。由于發(fā)熱量很大，將很快燒壞電動(dòng)機(jī)線圈。答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W方法總結(jié)電動(dòng)機(jī)電路的分析方法(1)分清是純電阻電路還是非純電阻電

20、路.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是純電阻電路。(2)分清要求的是電功還是電熱(或熱功率)，對(duì)照公式的適用條件，合理選擇公式。(3)電動(dòng)機(jī)的輸入功率即總功率P入IU，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱I2r，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出P入P熱。針對(duì)訓(xùn)練4 關(guān)于電功W和電熱Q的說法正確的是()A.在任何電路中都有WUIt、QI2Rt，且WQB.在任何電路中都有WUIt、QI2Rt，但W不一定等于QC.WUIt、QI2Rt均只有在純電阻電路中才成立D.WUIt在任何電路中都成立，QI2Rt只在純電阻電路中才成立解析WUIt適用于任何電路，QI2Rt也適用于任何電路，如果是純電阻電路，則WQ，在非純電阻電路

21、中WQ，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B針對(duì)訓(xùn)練5 小型直流電動(dòng)機(jī)(其線圈內(nèi)阻為r1 )與規(guī)格為“4 V4 W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R5 的電阻串聯(lián)，然后接至U12 V的電源上，如圖所示，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，求：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出；(3)電動(dòng)機(jī)的效率。解析(1)流經(jīng)燈泡的電流ILeq f(P,UL)eq f(4,4) A1 A流經(jīng)電阻R的電流IReq f(UUL,R)eq f(124,5) A1.6 A流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流IIRIL0.6 A。(2)電動(dòng)機(jī)消耗的總功率PULI40.6 W2.4 W電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱I2r(0.6)21 W0.36

22、W電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出PP熱2.4 W0.36 W2.04 W。(3)電動(dòng)機(jī)的效率eq f(P出,P)100%eq f(2.04,2.4)100%85%。答案(1)0.6 A(2)2.04 W(3)85%1.(對(duì)電功的理解)(多選)關(guān)于電功，下列說法中正確的有()A.電功的實(shí)質(zhì)是靜電力所做的功B.電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度C.靜電力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率越來越大D.電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等答案AB2.(焦耳定律的應(yīng)用)通過電阻R的電流為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流為eq f(I,2)，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()A.4Q B.2Q C.eq

23、 f(Q,2) D.eq f(Q,4)解析根據(jù)QI2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼膃q f(1,2)，時(shí)間不變，則熱量變?yōu)樵瓉淼膃q f(1,2)，C正確。答案C3.(熱功率的計(jì)算)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為100 V，電阻為1 。正常工作時(shí)，通過的電流為5 A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為()A.500 W B.25 WC.1 000 W D.475 W解析電動(dòng)機(jī)的熱功率PI2r521 W25 W，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B4.(對(duì)純電阻電路和非純電阻電路的理解)有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2 V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4 A；把它接入2 V電壓的電路

24、中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1 A。(1)求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(2)求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；(3)如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為多大？解析(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)電路為純電阻電路，由歐姆定律可知電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻req f(U0,I0)eq f(0.2,0.4) 0.5 。(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電路為非純電阻電路，消耗的總功率P總UI21 W2 W線圈內(nèi)阻的熱功率P熱I2r120.5 W0.5 W則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率P出P總P熱2 W0.5 W1.5 W。(3)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子突然被卡住時(shí)，此時(shí)電路為純電阻電路，發(fā)熱功率Peq f(U2,r)eq f(22,0.5)

25、 W8 W。答案(1)0.5 (2)1.5 W(3)8 W基礎(chǔ)過關(guān)1.室內(nèi)有幾種用電器：1.5 kW的電飯煲、200 W的電冰箱、750 W的取暖器、250 W的電視機(jī)和2 kW的空調(diào)器。如果進(jìn)線處有13 A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220 V，下列情況下不能同時(shí)使用的是()A.電飯煲和電冰箱B.取暖器和空調(diào)器C.電飯煲和空調(diào)器D.電冰箱、電視機(jī)和空調(diào)器解析電路中允許的最大功率為PmUI2 860 W。用電器的功率之和大于Pm時(shí)，用電器就不可以同時(shí)使用，故C正確。答案C2.額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈，各自在額定電壓下正常工作了相同的時(shí)間。比較它們產(chǎn)生的熱量，結(jié)果是()A.電風(fēng)扇

26、最多 B.電烙鐵最多C.日光燈最多 D.一樣多解析在三種用電器中，只有電烙鐵是純電阻用電器，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故選項(xiàng)B正確。答案B3.(多選)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同時(shí)間內(nèi)()A.電爐放熱與電動(dòng)機(jī)放熱相等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)消耗的功率大于電爐的功率解析電爐屬于純電阻，電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻，對(duì)于電爐有：UIR，放熱QI2Rt，消耗功率PI2R，對(duì)于電動(dòng)機(jī)有：UIR，放熱QI2Rt，消耗功率PUII2R。答案ABD4.(多選)理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱

27、，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干，設(shè)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，電流為I，消耗的電功率為P，則有()A.PUI B.PI2(R1R2)C.PUI D.PI2(R1R2)解析電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的功率PUI，且大于發(fā)熱功率，選項(xiàng)C、D正確。答案CD5.三只電阻R1、R2和R3按如圖所示連接，在電路的A、B端加上恒定電壓后，電阻R1消耗的功率最大，則三只電阻的阻值大小關(guān)系為()A.R1R2R3 B.R2R1R3C.R3R2R1 D.R1R3R2解析電阻R1、R2并聯(lián)，二者兩端的電壓相等，因?yàn)殡娮鑂1消耗的功率最大，由功率公式Peq f(U2,

28、R)，可判斷R2R1，由串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過電阻R1的電流小于通過電阻R3的電流，根據(jù)功率公式PI2R，可判斷R1R3，故選項(xiàng)B正確。答案B6.加在某電動(dòng)機(jī)上的電壓是U(V)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P(W)，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r()，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的電熱功率為()A.P B.eq f(U2,r)C.eq f(P2r,U2) D.Peq f(P2r,U2)解析因?yàn)镻IU，Ieq f(P,U)，所以P熱(eq f(P,U)2r，故C正確。答案C7.(多選)如圖所示，把四個(gè)相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后，燈泡都正常發(fā)光，且兩個(gè)電路的總功率相等。則下列對(duì)這兩個(gè)電路中的U甲、U乙、R甲、R乙之

29、間的關(guān)系的說法，正確的是()A.U甲2U乙 B.U甲2U乙C.R甲4R乙 D.R甲2R乙解析設(shè)燈泡的電阻為R，正常發(fā)光時(shí)電流為I，電壓為U，由于兩個(gè)電路的總功率相等，PU甲IU乙2I，得U甲2U乙；又由U甲2UIR甲，U乙U2IR乙，得R甲4R乙，故選項(xiàng)B、C正確。答案BC8.圖為甲、乙兩燈泡的IU圖像，根據(jù)圖像，計(jì)算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220 V的電路中時(shí)實(shí)際發(fā)光的功率約為()A.15 W，30 W B.30 W，40 WC.40 W，60 W D.60 W，100 W解析從圖像的橫坐標(biāo)(U)為220 V的刻度可找出對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)(I)的值分別為I甲0.18 A，I乙0.27 A。則P甲U

30、I甲40 W，P乙UI乙60 W，C正確。答案C9.如圖所示，電源電壓8 V(內(nèi)阻不計(jì))，閉合開關(guān)后，電流表的示數(shù)為0.2 A，電流表的示數(shù)為0.3 A。電流表均可視為理想電表。試求：(1)R1的電功率；(2)1 min內(nèi)R2消耗的電能。解析由電路圖可知I2II10.3 A0.2 A0.1 A(1)P1UI180.2 W1.6 W。(2)QWUI2t80.160 J48 J。答案(1)1.6 W(2)48 J能力提升10.如圖為一種服務(wù)型機(jī)器人，其額定功率為48 W，額定工作電壓為24 V，機(jī)器人的鋰電池容量為20 Ah。則機(jī)器人()A.額定工作電流為20 AB.充滿電后最長(zhǎng)工作時(shí)間為2 hC.電池充滿電后總電荷量為7.2104 CD.以額定電流工作時(shí)每秒消耗能量為20 J解析由PIU知額定電流Ieq f(P,U)2 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；充滿電后，鋰電池容量為20 Ah，最長(zhǎng)工作時(shí)間teq f(Q,I)10 h，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電池充滿電后總電荷量QIt203 600 C7.2104 C，選項(xiàng)C正確；以額定電流工作時(shí)每秒消耗能量WIUt48 J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C11.A、B為“220 V100 W”的兩盞相同的燈泡，C、D為“220 V40 W”的兩盞相同的燈泡?，F(xiàn)將四