《2019-2020學(xué)年高考物理 主題2 電路及其應(yīng)用 5 焦耳定律學(xué)案（必修3）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高考物理 主題2 電路及其應(yīng)用 5 焦耳定律學(xué)案（必修3）（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、5　焦耳定律 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：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. 科學(xué)思維：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Q＝I2Rt(P＝I2R)、Q＝(P＝)的適用條件.3.通過(guò)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. 一、電功和電功率 1.電功 (1)電功是指電路中靜電力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程. (2)電功的計(jì)算公式：W＝IUt. 單位：焦耳，符號(hào)為J. 常用的單位：千瓦時(shí)(kW·h)，也稱“度”，1k

2、W·h＝3.6×106J. 2.電功率 (1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功. (2)公式：P＝＝UI. (3)單位：瓦特，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)表達(dá)式：Q＝I2Rt. 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：P＝I2R. (3)物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量. 1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)電功率越大，表示電流做功越多.(×) (2)電功W＝UIt可以用來(lái)計(jì)算所有電路中電流所

3、做的功.(√) (3)電熱Q＝I2Rt可以用來(lái)計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱.(√) (4)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.(√) 2.通過(guò)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，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_______. 答案　 解析　根據(jù)Q＝I2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的，時(shí)間不變，Q′＝2·2R·t＝I2Rt＝Q. 一、電功和電熱的理解 電吹風(fēng)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？ 答案　電吹風(fēng)工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能.電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

4、能. 1.電功和電功率 W＝UIt是電功的計(jì)算式，P＝UI是電功率的計(jì)算式，適用于任何電路. 2.電熱和熱功率 Q＝I2Rt是電熱的計(jì)算式，P熱＝I2R是熱功率的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路產(chǎn)生的電熱和熱功率. 3.純電阻電路與非純電阻電路 (1)純電阻電路：電流通過(guò)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)非純電阻電路：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. 4.純電阻電路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

5、電動(dòng)機(jī)、電解槽 能量轉(zhuǎn)化情況 電功和電熱的關(guān)系 W＝Q即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 電功率和熱功率的關(guān)系 P＝P熱，即IU＝I2R P＝P熱＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 歐姆定律是否成立 U＝IR，I＝ 成立 U＞IR，I＜ 不成立 說(shuō)明 W＝UIt、P電＝UI適用于任何電路計(jì)算電功和電功率 Q＝I2Rt、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W＝Q，P電＝P熱；非純電阻電路W>Q，P電>P熱 例1　(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

6、做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 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 答案　BCD 解析　電功率公式P＝，表示電功率越大，電流做功越快.對(duì)于一段電路，有P＝IU，I＝，焦耳熱Q＝()2Rt，可見(jiàn)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. 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，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W>Q，即UI>I2R，C正確. Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，D正

7、確. 二、純電阻電路中的功率分配及計(jì)算 1.在純電阻電路中，由于W＝Q，I＝，所以有UI＝I2R＝. 2.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 ＝ ＝ 總功率 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn 3.額定功率和實(shí)際功率 (1)用電器正常工作時(shí)所消耗的電功率叫做額定功率.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. 例2　(2018·西安高新一中期末)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Q＝I2Rt可知，電爐的發(fā)熱量減小 B.

8、由Q＝UIt可知，電爐的發(fā)熱量不變 C.由Q＝t可知，電爐的發(fā)熱量增大 D.無(wú)法確定 答案　C 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Q＝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. 例3　額定電壓都是110V、額定功率PA＝100W、PB＝40W的燈泡兩盞，若接在電壓為220V的電路上，使兩盞燈泡均能正常發(fā)光，且消耗功率最小的電路是(　　) 答案　C 解析　判斷燈泡能否正常發(fā)光，就要判斷電壓是否是額定電壓，或電流是否是額定電流，對(duì)燈泡有P＝UI＝，可知RA＜RB. 對(duì)于A電路，由于RA＜RB，所以UB＞

9、UA，且有UB＞110V，B燈被燒毀，UA＜110V，A燈不能正常發(fā)光. 對(duì)于B電路，由于RB＞RA，A燈又并聯(lián)滑動(dòng)變阻器，并聯(lián)電阻小于RB，所以UB＞U并，B燈被燒毀，A燈不能正常發(fā)光. 對(duì)于C電路，B燈與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光. 對(duì)于D電路，若滑動(dòng)變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光. 比較C、D兩個(gè)電路，當(dāng)燈A、B均正常發(fā)光時(shí)，由于C電路中滑動(dòng)變阻器功率為(IA－IB)×110V，而D電路中滑動(dòng)變阻器功率為(IA＋I(xiàn)B)×110V，所以C電路消耗電功率最小. 三、非純電阻電路功率的

10、分析與計(jì)算 1.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＝UI. (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＝IU－I2r. (4)電動(dòng)機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%. 2.串、并聯(lián)電路的總功率 (1)串聯(lián)電路：P總＝U總I＝(U1＋U2＋U3＋…)I＝P1＋P2＋P3＋… (2)并聯(lián)電路：P總＝UI總＝U(I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3＋…)＝P1＋P2＋P3＋… 從能量轉(zhuǎn)化的角度看，無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，無(wú)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

11、分消耗的功率之和. 例4　(2018·九江一中月考)有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A；把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A. (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？ 答案　(1)0.5Ω　(2)1.5W　(3)8W 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r＝＝Ω＝0.5Ω (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＝UI＝2×1W＝2W 線圈內(nèi)阻的熱功率P熱＝

12、I2r＝12×0.5W＝0.5W 則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率P出＝P總－P熱＝2W－0.5W＝1.5W (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P＝＝W＝8W. 例5　小型直流電動(dòng)機(jī)(其線圈內(nèi)阻為r＝1Ω)與規(guī)格為“4V　4W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R＝5Ω的電阻串聯(lián)，然后接至U＝12V的電源上，如圖1所示，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，求： 圖1 (1)通過(guò)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. 答案　(1)0.6A　(2)2.04W　(3)85% 解析　(1)流經(jīng)燈泡的電流IL＝＝A＝1A 流經(jīng)電阻R的電流

13、 IR＝＝A＝1.6A 流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流I＝IR－IL＝0.6A. (2)電動(dòng)機(jī)消耗的總功率P′＝ULI＝4×0.6W＝2.4W 電動(dòng)機(jī)的熱功率 P熱＝I2r＝(0.6)2×1W＝0.36W 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P′－P熱＝2.4W－0.36W＝2.04W (3)電動(dòng)機(jī)的效率： η＝×100%＝×100%＝85%. [學(xué)科素養(yǎng)]　通過(guò)以上兩題使學(xué)生熟練掌握電功、電熱的基本公式，并能區(qū)別應(yīng)用電功率、熱功率的相關(guān)公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，充分體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng). 針對(duì)訓(xùn)練　如圖2所示，有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V　60W”的燈泡串聯(lián)后接在電

14、壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(　　) 圖2 A.電解槽消耗的電功率為120W B.電解槽的發(fā)熱功率為60W C.電解槽消耗的電功率為60W D.電路消耗的總功率為60W 答案　C 解析　燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明電解槽和燈泡均分得110V電壓，且干路電流I＝I燈＝A，則電解槽消耗的電功率P＝P燈＝60W，A錯(cuò)，C對(duì)；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R內(nèi)≈1.3W，B錯(cuò)；整個(gè)電路消耗的總功率P總＝220×W＝120W，D錯(cuò). 1.(對(duì)電功率的理解)如圖3所示，一幢居民樓里住著生活習(xí)慣各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電風(fēng)扇

15、等.停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是(　　) 圖3 A.P＝I2R B.P＝ C.P＝IU D.P＝I2R＋ 答案　C 解析　家用電器中有純電阻也有非純電阻，故總電功率只能用P＝UI來(lái)計(jì)算，C正確. 2.(對(duì)焦耳定律的理解)(多選)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過(guò)相同的電流且正常工作，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消耗的功率

16、 答案　ABD 3.(純電阻電路功率的分配及計(jì)算)把6個(gè)相同的電燈接成如圖4甲、乙所示兩電路，通過(guò)調(diào)節(jié)供電電壓與變阻器R1、R2的阻值，使兩組電燈均能正常發(fā)光，并且兩電路消耗的總電功率也相同，則R1、R2大小滿足(　　) 圖4 A.R2＝9R1 B.R2＝6R1 C.R2＝3R1 D.R1＝R2 答案　A 解析　設(shè)每個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)其電流為I，則題圖甲中總電流為3I，題圖乙中總電流為I；要使兩電路消耗的總電功率也相同，需使PR1＝PR2，即(3I)2R1＝I2R2，故R2＝9R1，所以選項(xiàng)A正確. 4.(非純電阻電路功率的計(jì)算)(2018·清華附中期中)小電瓶車的電源電動(dòng)勢(shì)為

17、12V，電源內(nèi)阻不計(jì)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為1Ω，當(dāng)它以5m/s的速度在水平地面勻速行駛時(shí)，受到的摩擦力為7.2N，求此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流. 答案　6A 解析　電瓶車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)＝Ff＝7.2N， 由P＝Fv可知，電瓶車輸出功率：P＝7.2×5W＝36W， 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝UI－I2r＝36W， 代入數(shù)據(jù)得：12I－I2＝36 計(jì)算得出：I＝6A. 一、選擇題 考點(diǎn)一　電功、電功率 1.室內(nèi)有幾種用電器：1.5kW的電飯煲、200W的電冰箱、750W的取暖器、250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)器.如果進(jìn)線處有13A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220V，下列情況下不能同時(shí)使用的是

18、(　　) 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 答案　C 解析　電路中允許的最大功率為Pm＝UI＝2860W.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. 2.如圖1所示為某兩個(gè)電阻的U－I圖象，則電阻之比R1∶R2和把兩電阻串聯(lián)后接入電路時(shí)消耗功率之比P1∶P2及并聯(lián)后接入電路時(shí)消耗功率之比P1′∶P2′分別是(　　) 圖1 A.2∶1　2∶1　1∶2 B.2∶1　1∶2　2∶1 C.1∶2　1∶2　2∶1 D.1∶2　2∶1　1∶2 答案　A 3.(多選)有兩個(gè)燈泡L1、L2，額定電壓皆為6

19、V，額定功率分別為6W、3W，將它們接在電路中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.若將它們串聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為9W B.若將它們串聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為4.5W C.若將它們并聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為9W D.若將它們并聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為4.5W 答案　BC 解析　當(dāng)兩燈泡串聯(lián)時(shí)，電流相等，L1的額定電流為I1＝＝1A，電阻R1＝＝6Ω，L2的額定電流為I2＝＝0.5A，電阻R2＝＝12Ω.要使兩燈泡不致被燒壞，電路中的最大電流為0.5A，最大功率為Pmax＝I22R1＋I(xiàn)22R2＝4.5W，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)兩燈泡并聯(lián)時(shí)，電壓相

20、等，當(dāng)電壓為6V時(shí)，兩燈皆可正常發(fā)光，此時(shí)電路最大功率為9W，故C正確，D錯(cuò)誤. 4.A、B為“220V　100W”的兩盞相同的燈泡，C、D為“220V　40W”的兩盞相同的燈泡.現(xiàn)將四盞燈泡接成如圖2所示的電路，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)際功率的大小關(guān)系為(　　) 圖2 A.PA＝PB，PC＝PD B.PA＝PD＞PB＝PC C.PD＞PA＞PB＞PC D.PB＞PC＞PD＞PA 答案　C 解析　根據(jù)R＝得，RA＝RB＜RC＝RD.由電路圖知，UB＝UC，根據(jù)P＝知PB＞PC；因?yàn)镮A＝ID，根據(jù)P＝I2R知，PD＞PA.流過(guò)A、D的

21、電流大于流過(guò)B、C的電流，由P＝I2R知，PA＞PB，PD＞PC，所以PD＞PA＞PB＞PC. 考點(diǎn)二　焦耳定律、熱功率 5.關(guān)于電功W和電熱Q的說(shuō)法正確的是(　　) A.在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B.在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C.W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在純電阻電路中才成立 D.W＝UIt在任何電路中都成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中才成立 答案　B 解析　W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，也適用于任何電路，如果是純電阻電路，則W＝Q，在非純電阻電路中W>Q，B對(duì)

22、，A、C、D錯(cuò). 考點(diǎn)三　純電阻、非純電阻電路 6.有一臺(tái)電風(fēng)扇，額定電壓為220V，額定電功率為50W，線圈電阻為0.4Ω.當(dāng)電風(fēng)扇在額定電壓下工作時(shí)，關(guān)于它的線圈電阻每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少，有四位同學(xué)計(jì)算如下，其中正確的是(　　) A.Q＝I2Rt＝2×0.4×60J≈1.24J B.Q＝Pt＝50×60J＝3000J C.Q＝IUt＝×220×60J＝3000J D.Q＝t＝×60J＝7.26×106J 答案　A 解析　電風(fēng)扇正常工作時(shí)產(chǎn)生的熱量是由于線圈發(fā)熱產(chǎn)生的，所以每分鐘產(chǎn)生的熱量為Q＝I2Rt≈1.24J，A正確. 7.(多選)(2018·山師附中期末)日常生活

23、用的電吹風(fēng)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，得到熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干.設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它與電阻為R2的電熱絲相串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，消耗的電功率為P，則以下選項(xiàng)正確的是(　　) A.IU>P B.IU＝P C.P>I2(R1＋R2) D.P＝I2(R1＋R2) 答案　BC 解析　根據(jù)題意可知，通過(guò)電吹風(fēng)的電流為I，它兩端的電壓為U，所以它消耗的電功率P＝UI，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；電吹風(fēng)內(nèi)部有兩部分電阻，一是電熱絲的電阻，二是電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，所以熱功率為I2(R1＋R2)，因?yàn)橛幸徊糠蛛娔苻D(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，所以P

24、>I2(R1＋R2)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤. 8.(2018·河北正定中學(xué)段考)一個(gè)電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上(電源內(nèi)阻忽略不計(jì))，均正常工作.用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5.0A，通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50A，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.電飯煲的電阻為44Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440Ω B.電飯煲消耗的電功率為1555W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5W C.1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.6×103J D.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍 答案　C 解析　由于電

25、飯煲是純電阻用電器，所以R1＝＝44Ω，P1＝UI1＝1100W，其在1min內(nèi)消耗的電能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣機(jī)為非純電阻用電器，所以R2≠＝440Ω，P2＝UI2＝110W，其在1min內(nèi)消耗的電能W2＝UI2t＝6.6×103J，其熱功率P熱≠P2，而P1＝10P2，所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍，只有選項(xiàng)C正確. 9.電阻R和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)接到電路中，如圖3所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，開(kāi)關(guān)接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作.設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電流通過(guò)電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生

26、熱量為Q2，則有(　　) 圖3 A.U1＜U2，Q1＝Q2 B.U1＝U2，Q1＝Q2 C.W1＝W2，Q1＞Q2 D.W1＜W2，Q1＜Q2 答案　A 解析　電動(dòng)機(jī)是非純電阻，其兩端電壓U2＞IR＝U1，B錯(cuò)；電流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此，W1＜W2，C錯(cuò)；產(chǎn)生的熱量由Q＝I2Rt可判斷Q1＝Q2，A對(duì)，D錯(cuò). 二、非選擇題 10.(2017·啟東中學(xué)高一下期末)如圖4所示，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，電爐子的電阻R＝4Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r＝1Ω，恒定電壓U＝12V.當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，理想電流表A示數(shù)為I1；當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，理想電流表A示數(shù)為I2＝

27、5A.求： 圖4 (1)理想電流表的示數(shù)I1及電爐子發(fā)熱功率； (2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率. 答案　(1)3A　36W　(2)20W 解析　(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得： I1＝＝A＝3A 其發(fā)熱功率為：PR＝I12R＝32×4W＝36W； (2)當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為： I3＝I2－I1＝2A， 電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得： UI3＝P出＋I(xiàn)32r， 代入數(shù)據(jù)解得：P出＝20W. 11.規(guī)格為“220V　36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω，求： (1)接220V的電源后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率； (2)如果

28、接上(1)中電源后，扇葉卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率. 答案　(1)35W　1W　(2)1210W　1210W 解析　(1)排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為I＝＝A≈0.16A. 發(fā)熱功率為P熱＝I2R＝(0.16)2×40W≈1W. 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為 P機(jī)＝P－P熱＝(36－1) W＝35W. (2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)所在電路成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為 I′＝＝A＝5.5A. 電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于發(fā)熱功率： P電′＝P熱′＝UI′＝220×5.5W＝1210W. 12.一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在380

29、V電壓下正常工作時(shí)，能將30kg的貨物在30s內(nèi)勻速提升30m，通過(guò)它的電流是1A.除電動(dòng)機(jī)線圈生熱，其他能量損失不計(jì)，求在此過(guò)程中：(g取10N/kg) (1)拉力對(duì)貨物做功的功率； (2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率； (3)電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量. 答案　(1)300W　(2)300W　(3)2400J 解析　(1)貨物勻速上升，故拉力等于重力， 故有F＝mg＝30×10N＝300N， 上升的速度為v＝＝＝1m/s， 故拉力的功率為P＝Fv＝300×1W＝300W. (2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P＝300W. (3)由能量守恒定律可知 Q＝IUt－mgh＝(1×380×30－300×30) J＝2400J. 13