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1　电路中的能量转化
［学习目标］　1.理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系(重难点)。
一、电功和电功率
1.电功
(1)电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的　　　　　在做功。电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的。
(2)电功的计算公式：W=　　　　。
单位：焦耳，符号为J。
常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h=　　　　　　　　 J。
2.电功率
(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。
(2)公式：P==　　　　。
(3)单位：瓦特，符号为W。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
(5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器的电流就是它的额定电流。
(1)电功率越大，表示电流做功越多。(　　)
(2)由公式P=可知，时间越短，功率越大。(　　)
例1　(来自教材改编)四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“10 V　4 W”，RB、RD的规格为“10 V　2 W”。下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是(　　)
A.PA=PCB.PB>PC>PA>PD
C.PD>PA>PC>PB
D.PA=PC>PB=PD
二、焦耳定律
1.焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟　　　　　　　　成正比，跟　　　　　　　　及　　　　　　　　成正比。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。
(2)表达式 Q=　　　　　。
2.热功率
(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。
(2)公式：P热=I2R。
电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为什么？
例2　两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B并联在电路中，A的长度为2L，直径为d；B的长度为L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为(　　)
A.QA∶QB=1∶8
B.QA∶QB=8∶1
C.QA∶QB=1∶2
D.QA∶QB=4∶1
例3　(多选)(来自教材改编)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是(　　)
A.其中R2是供加热用的电阻丝
B.当开关K接通时电饭锅为加热状态，K断开时为保温状态
C.要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2∶1
D.要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(-1)∶1
三、电路中的能量转化
1.电动机工作时的能量转化关系
(1)电动机从电源获得能量，一部分转化为　　　　　　，还有一部分转化为内能。
(2)电动机的简易模型及其功率、效率
①电动机消耗的功率(总功率)：P总=UI。
②电动机的发热功率：P热=I2R。
③电动机的输出功率(机械功率)P机=P总-P热=UI-I2R。
④电动机的效率：η=×100%。
2.电池充电时的能量转化关系：电池从电源获得的能量一部分转化为电池的　　　　能，还有一部分转化为内能。
(1)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。(　　)
(2)电热Q=I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(　　)
(3)任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt，且W=Q。(　　)
例4　一台电风扇电动机电阻为20 Ω，接上220 V电源后正常工作，输入的电功率为66 W。 求：
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；
(2)电风扇正常工作时，转化为机械能的功率和转化为内能的功率，以及电动机的效率；
(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流是多大？电动机消耗电能的功率和发热功率各是多大？
纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
比较项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
元件特点 电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、小灯泡 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器，如电动机、电解槽
能量转化 电能全部转化为内能： W=Q=UIt=I2Rt=t 电能转化为内能和其他形式的能： W=UIt，Q=I2Rt，W=Q+E其他
功率特点 电功率等于热功率： P电=P热=UI=I2R= 电功率等于热功率与其他功率之和： P电=UI P热=I2R P电=P热+P其他
欧姆定律 适用，I= 不适用，I<
答案精析
一、
1.(1)静电力　(2)UIt　3.6×106
2.(2)UI
易错辨析
(1)×　(2)×
例1　C　[根据R=可知RA=RCPA，因RB、RC两端电压相等，根据P=可知PC>PB，因RA、RC电阻相等，IA>IC，根据P=I2R可知PA>PC，即PD>PA>PC>PB，故选C。]
二、
1.(1)电流的二次方　导体的电阻
通电时间　(2)I2Rt
思考与讨论
电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积，因为烙铁头的电阻大，在通电电流和通电时间相同时，烙铁头产生的热量多，导线的电阻很小，产生的热量少，所以烙铁头的温度高于导线的温度。
例2　A　[电阻丝A、B的长度之比为2∶1，直径之比为1∶2，则横截面积比为1∶4，根据电阻定律R=ρ知，电阻之比为8∶1，电阻丝A、B并联在电路中，电压相同，根据I=可得电阻丝A、B中的电流之比为IA∶IB=1∶8，根据Q=I2Rt可知电阻丝A、B在相同的时间内产生的热量之比为QA∶QB=1∶8，故选A。]
例3　ABD　[由P=可得，当接通K时，电路中的总电阻变小，功率变大，电饭锅处于加热状态；当断开K时，电路中的总电阻变大，功率变小，电饭锅处于保温状态，则R2是供加热用的电阻丝，A、B正确；使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，由P=I2R可知，电阻R2在保温与加热状态下的电流之比为1∶，根据I=知(R1+R2)∶R2=∶1，则R1∶R2=(-1)∶1，C错误，D正确。]
三、
1.(1)机械能
2.化学
易错辨析
(1)×　(2)√　(3)×
例4　(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3%　
(3)11 A　2 420 W　2 420 W
解析　(1)由P=UI可得电风扇正常工作时通过电动机的电流是I== A=0.3 A。
(2)线圈电阻发热功率PQ=I2r=1.8 W；
电风扇正常工作时转化为机械能的功率
P机=P-PQ=64.2 W；
电动机的效率为η=×100%≈97.3%。
(3)当叶片不转动时，电动机为纯电阻用电器，这时通过电动机的电流为I'==11 A；
电动机消耗的电功率和发热功率均是
P'=UI'=I'2r=2 420 W。(共48张PPT)
电路中的能量转化
1
第
十
二
章
1.理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。
2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系(重难点)。
学习目标
内容索引
课时对点练
一、电功和电功率
二、焦耳定律
三、电路中的能量转化
< 一 >
电功和电功率
1.电功
(1)电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的 在做功。电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的。
(2)电功的计算公式：W＝ 。
单位：焦耳，符号为J。
常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝ J。
静电力
UIt
3.6×106
2.电功率
(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。
(2)公式：P＝＝ 。
(3)单位：瓦特，符号为W。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
(5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器的电流就是它的额定电流。
UI
(1)电功率越大，表示电流做功越多。(　　)
(2)由公式P＝可知，时间越短，功率越大。(　　)
×
×
　(来自教材改编)四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“10 V　4 W”，RB、RD的规格为“10 V　2 W”。下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是
A.PA＝PCB.PB>PC>PA>PD
C.PD>PA>PC>PB
D.PA＝PC>PB＝PD
例1
√
根据R＝可知RA＝RCPA，因RB、RC两端电压相等，根据P＝可知PC>PB，因RA、RC电阻相等，IA>IC，根据P＝I2R可知PA>PC，即PD>PA>PC>PB，故选C。
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< 二 >
焦耳定律
1.焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟____
_________及 成正比。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。
(2)表达式Q＝ 。
2.热功率
(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。
(2)公式：P热＝I2R。
电流的二次方
导体
的电阻
通电时间
I2Rt
思考与讨论
电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为什么？
答案　电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积，因为烙铁头的电阻大，在通电电流和通电时间相同时，烙铁头产生的热量多，导线的电阻很小，产生的热量少，所以烙铁头的温度高于导线的温度。
　(来自教科教材改编)两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B并联在电路中，A的长度为2L，直径为d；B的长度为L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为
A.QA∶QB＝1∶8
B.QA∶QB＝8∶1
C.QA∶QB＝1∶2
D.QA∶QB＝4∶1
例2
√
电阻丝A、B的长度之比为2∶1，直径之比为1∶2，则横截面积比为1∶4，根据电阻定律R＝ρ知，电阻之比为8∶1，电阻丝A、B并联在电路中，电压相同，根据I＝可得电阻丝A、B中的电流之比为IA∶IB＝1∶8，根据Q＝I2Rt可知电阻丝A、B在相同的时间内产生的热量之比为QA∶QB＝1∶8，故选A。
　(多选)(来自教材改编)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是
A.其中R2是供加热用的电阻丝
B.当开关K接通时电饭锅为加热状态，K断开时
为保温状态
C.要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，
应为2∶1
D.要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(－1)∶1
例3
√
√
√
由P＝可得，当接通K时，电路中的总电阻变小，功率变大，电饭锅处于加热状态；当断开K时，电路中的总电阻变大，功率变小，电饭锅处于保温状态，则R2是供加热用的电阻丝，A、B正确；
使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，由P＝I2R可知，电阻R2在保温与加热状态下的电流之比为1∶，根据I＝知(R1＋R2)∶R2＝∶1，则R1∶R2＝(－1)∶1，C错误，D正确。
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< 三 >
电路中的能量转化
1.电动机工作时的能量转化关系
(1)电动机从电源获得能量，一部分转化为 ，还有一部分转化为内能。
(2)电动机的简易模型及其功率、效率
①电动机消耗的功率(总功率)：P总＝UI。
②电动机的发热功率：P热＝I2R。
③电动机的输出功率(机械功率)P机＝P总－P热＝UI－I2R。
④电动机的效率：η＝×100%。
2.电池充电时的能量转化关系：电池从电源获得的能量一部分转化为电池的 能，还有一部分转化为内能。
机械能
化学
(1)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。
(　　)
(2)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。
(　　)
(3)任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W＝Q。(　　)
×
√
×
　(来自鲁科教材)一台电风扇电动机电阻为20 Ω，接上220 V电源后正常工作，输入的电功率为66 W。 求：
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；
例4
答案　0.3 A
由P＝UI可得电风扇正常工作时通过电动机的电流是I＝ A＝0.3 A。
(2)电风扇正常工作时，转化为机械能的功率和转化为内能的功率，以及电动机的效率；
答案　64.2 W　1.8 W　97.3%
线圈电阻发热功率PQ＝I2r＝1.8 W；
电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机＝P－PQ＝64.2 W；
电动机的效率为η＝×100%≈97.3%。
(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流是多大？电动机消耗电能的功率和发热功率各是多大？
答案　11 A　2 420 W　2 420 W
当叶片不转动时，电动机为纯电阻用电器，这时通过电动机的电流为I'＝＝11 A；
电动机消耗的电功率和发热功率均是P′＝UI′＝I′2r＝2 420 W。
纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
总结提升
比较 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
元件 特点 电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、小灯泡 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器，如电动机、电解槽
总结提升
比较 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
能量 转化 电能转化为内能和其他形式的能：

W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋E其他
总结提升
比较 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
功率 特点 电功率等于热功率与其他功率之和：
P电＝UI
P热＝I2R
P电＝P热＋P其他
欧姆 定律
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< 四 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 ACD D D 见解析 B D B
题号 8 9 10 答案 C D (1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω
对一对
答案
1
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9
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考点一　电功和电热的理解
1.(多选)(来自鲁科教材)下列有关公式的说法正确的是
A.计算电功时W＝UIt适用于任何电路
B.对任何电路W＝UIt＝t
C.在非纯电阻电路中，UI>I2R
D.计算焦耳热时，Q＝I2Rt适用于任何电路
基础对点练
√
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10
答案
√
√
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2
3
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5
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8
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10
答案
公式W＝UIt是计算电路的总功的大小，适用于任何电路，A正确；
当电路为纯电阻电路时，根据欧姆定律I＝， 可以推导出W＝I2Rt、W＝t，所以W＝I2Rt、W＝t只适用于纯电阻电路，B错误；
在非纯电阻电路中，UI表示的是总功率的大小，而I2R只是电路中发热功率，还有对外做功的功率的大小，所以UI>I2R，C正确；
Q＝I2Rt适用于任何电路中的焦耳热的计算，D正确。
2.我国某品牌的电动汽车使用磷酸铁锂电池，其续航里程可达400公里。已知某节磷酸铁锂电池放电电压为2.5 V，容量为300 A·h，则该节电池储存的电能约为
A.750 kW·h B.75 kW·h
C.7.5 kW·h D.0.75 kW·h
1
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答案
电池储存电能E＝UIt＝2.5×300×10－3 kW·h＝0.75 kW·h，故选D。
√
考点二　纯电阻电路的分析与计算
3.(来自教科教材改编)A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为
A.1∶1∶1 B.1∶2∶2
C.2∶1∶1 D.1∶4∶4
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10
答案
√
B、C两个灯泡并联，UB＝UC，B、C两个灯泡消耗的实际功率相同，由P＝得RB＝RC，IA＝2IB＝2IC，由P＝I2R及PA＝PB＝PC得RA∶RB∶RC＝1∶4∶4，故选D。
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8
9
10
答案
4.(来自教材)如图，输电线路两端的电压U为220 V，每条输电线的电阻R为5 Ω，电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB为40 Ω的电热水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？
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7
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10
答案
答案　见解析
当只有电热水器A时，I＝ A＝5.5 A
故UA＝IRA＝5.5×30 V＝165 V，PA＝I2RA＝5.52×30 W＝907.5 W
当再并联电热水壶B时，总电流为I'＝ A≈8.11 A，
A、B上的电压UA'＝UB＝U－I'·2R＝(220－8.11×2×5) V＝138.9 V
电热水器A消耗的功率PA'＝ W≈643.11 W
电热水壶B消耗的功率PB＝ W≈482.33 W。
1
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10
答案
考点三　非纯电阻电路的分析与计算
5.如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做的功为W2，产生
的热量为Q2，则有
A.U1＝U2，Q1C.W1U2，Q1＝Q2
1
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10
答案
√
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10
答案
电阻R和电动机M串联，流过两用电器的电流相同。电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则Q1＝Q2，电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，少部分转化为热能Q2，电流通过R做的功等于Q1，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，则W1IR，则U16.(来自教材改编)一台电动机，线圈的电阻是0.4 Ω，当它两端所加的电压为220 V时，通过的电流是5 A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率分别是
A.1 100 W　10 W B.1 090 W　10 W
C.10 W　1 100 W D.10 W　1 090 W
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10
答案
√
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9
10
答案
电动机发热的功率P热＝I2r＝52×0.4 W＝10 W
总功率P＝IU＝1 100 W
对外做功的功率P出＝P－P热＝1 090 W，故选D。
7.(2025·渭南市高二期末)手机长时间充电容易引发安全事故，许多学校为了安全和规范管理，禁止学生将手机带入校园，更不允许学生夜间在教室对手机进行充电。如图所示为某款充电器对手机进行充电的示意图，充电器的输出电压为5.0 V，手机锂电池的电阻r＝0.1 Ω。若充电过程手机处于关机状态，充电器的输出功率为5.0 W，则关于充电过程下列说法正确的是
A.充电器的输出电流为50 A
B.充电器的输出电流为1.0 A
C.手机锂电池的发热功率为1.0 W
D.电能转化为化学能的功率为5.0 W
√
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答案
能力综合练
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答案
输出电流为I＝ A＝1.0 A，故A错误，B正确；
手机锂电池的发热功率为Pr＝I2r＝12×0.1 W＝0.1 W，故C错误；
充电过程电能转化为化学能的功率P＝P－Pr＝5.0 W－0.1 W＝4.9 W，故D错误。
8.(2024·广州市高二期中)现有标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，两个灯泡可以正常发光，且整个电路消耗功率最小的是
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10
答案
√
L1(110 V　40 W)和L2(110 V　100 W)的额定电压相同，由P＝可知R1>R2，A图中由串联电路电流相等，两灯的电压不相等，可知图中L1、L2一定不会同时正常发光，故A错误；
D图中灯L2与滑动变阻器并联，总电阻小于L2的电阻，所以灯L2两端的电压小于灯L1两端的电压，图中L1、L2一定不会同时正常发光，故D错误；
由并联电路电压相等特点可知B图中L1、L2电压相等，两灯可以正常发光，P总＝2(P1＋P2)；C图中L1与滑动变阻器并联，总电阻小于L1的阻值，可能与L2的阻值相等，则两灯可以正常发光，P总'＝2P2，所以P总>P总'，所以消耗功率最小的是C图电路，故选C。
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答案
9.(来自鲁科教材改编)下表是某品牌电动自行车的主要技术参数。
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答案
整车质量 40 kg 蓄电池工作电压 36 V
最高车速 30 km/h 一次充电电耗 0.88 kW·h
电动机效率 75% 充电时间 8 h
最大骑行噪声 62 dB 一次充电连续行驶里程 50 km
质量m＝60 kg的人骑该电动自行车在水平路面上以6 m/s的速度匀速行驶，受到的阻力是人与车总重的0.02。重力加速度g取10 m/s2，则该过程中通过电动机的电流约为
A.1.1 A B.2.2 A C.3.3 A D.4.4 A
√
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答案
由题可知，匀速行驶时人与车受到的阻力为Ff＝(m＋m车)g×0.02＝20 N
则骑行过程中车的机械功率为P＝Ffv＝120 W
由表格知电动机效率为η＝75%
则电动机的总功率为P'＝＝160 W
由表格知电动机输入电压为36 V，则其电流为I＝ A≈4.4 A。
10.(来自鲁科教材)一台小型电动机在3 V电压下工作， 匀速提升重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A，在30 s内将该物体匀速提升3 m。不计除电动机线圈发热之外的能量损失，求：
(1)电动机的输入功率；
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答案
尖子生选练
答案　0.6 W
电动机的输入功率P入＝UI＝3×0.2 W＝0.6 W。
(2)在提升重物的30 s内电动机线圈所产生的热量；
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答案
答案　6 J
电动机提升重物的机械功率P机＝Fv＝4× W＝0.4 W
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＝0.2 W
所产生热量Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J
(3)线圈的电阻。
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答案
答案　5 Ω
根据焦耳定律Q＝I2Rt
得线圈电阻R＝ Ω＝5 Ω。
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本课结束
第
十
二
章　第十二章　电能 能量守恒定律
1　电路中的能量转化
分值：50分
[1~3、5、6题，每题4分]
考点一　电功和电热的理解
1.(多选)下列有关公式的说法正确的是
A.计算电功时W=UIt适用于任何电路
B.对任何电路W=UIt=t
C.在非纯电阻电路中，UI>I2R
D.计算焦耳热时，Q=I2Rt适用于任何电路
2.我国某品牌的电动汽车使用磷酸铁锂电池，其续航里程可达400公里。已知某节磷酸铁锂电池放电电压为2.5 V，容量为300 A·h，则该节电池储存的电能约为
A.750 kW·h B.75 kW·h
C.7.5 kW·h D.0.75 kW·h
考点二　纯电阻电路的分析与计算
3.A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为
A.1∶1∶1 B.1∶2∶2
C.2∶1∶1 D.1∶4∶4
4.(7分)(来自教材)如图，输电线路两端的电压U为220 V，每条输电线的电阻R为5 Ω，电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB为40 Ω的电热水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？
考点三　非纯电阻电路的分析与计算
5.如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做的功为W2，产生的热量为Q2，则有
A.U1=U2，Q1C.W1U2，Q1=Q2
6.(来自教材改编)一台电动机，线圈的电阻是0.4 Ω，当它两端所加的电压为220 V时，通过的电流是5 A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率分别是
A.1 100 W　10 W B.1 090 W　10 W
C.10 W　1 100 W D.10 W　1 090 W
[7~9题，每题5分]
7.(2025·渭南市高二期末)手机长时间充电容易引发安全事故，许多学校为了安全和规范管理，禁止学生将手机带入校园，更不允许学生夜间在教室对手机进行充电。如图所示为某款充电器对手机进行充电的示意图，充电器的输出电压为5.0 V，手机锂电池的电阻r=0.1 Ω。若充电过程手机处于关机状态，充电器的输出功率为5.0 W，则关于充电过程下列说法正确的是
A.充电器的输出电流为50 A
B.充电器的输出电流为1.0 A
C.手机锂电池的发热功率为1.0 W
D.电能转化为化学能的功率为5.0 W
8.(2024·广州市高二期中)现有标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，两个灯泡可以正常发光，且整个电路消耗功率最小的是
A.　　　　　　　　B.
C.　　　　　　　　D.
9.下表是某品牌电动自行车的主要技术参数。
整车质量 40 kg 蓄电池工作电压 36 V
最高车速 30 km/h 一次充电电耗 0.88 kW·h
电动机效率 75% 充电时间 8 h
最大骑行噪声 62 dB 一次充电连 续行驶里程 50 km
质量m=60 kg的人骑该电动自行车在水平路面上以6 m/s的速度匀速行驶，受到的阻力是人与车总重的0.02。重力加速度g取10 m/s2，则该过程中通过电动机的电流约为
A.1.1 A B.2.2 A C.3.3 A D.4.4 A
10.(8分)一台小型电动机在3 V电压下工作， 匀速提升重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A，在30 s内将该物体匀速提升3 m。不计除电动机线圈发热之外的能量损失，求：
(1)(2分)电动机的输入功率；
(2)(4分)在提升重物的30 s内电动机线圈所产生的热量；
(3)(2分)线圈的电阻。
答案精析
1.ACD　[公式W=UIt是计算电路的总功的大小，适用于任何电路，A正确；当电路为纯电阻电路时，根据欧姆定律I=， 可以推导出W=I2Rt、W=t，所以W=I2Rt、W=t只适用于纯电阻电路，B错误；在非纯电阻电路中，UI表示的是总功率的大小，而I2R只是电路中发热功率，还有对外做功的功率的大小，所以UI>I2R，C正确；Q=I2Rt适用于任何电路中的焦耳热的计算，D正确。]
2.D　[电池储存电能E=UIt=2.5×300×10-3 kW·h=0.75 kW·h，故选D。]
3.D　[B、C两个灯泡并联，UB=UC，B、C两个灯泡消耗的实际功率相同，由P=得RB=RC，IA=2IB=2IC，由P=I2R及PA=PB=PC得RA∶RB∶RC=1∶4∶4，故选D。]
4.见解析
解析　当只有电热水器A时，I== A=5.5 A
故UA=IRA=5.5×30 V=165 V，
PA=I2RA=5.52×30 W=907.5 W
当再并联电热水壶B时，总电流为I'== A≈8.11 A，A、B上的电压UA'=UB=U-I'·2R=(220-8.11×2×5) V=138.9 V
电热水器A消耗的功率
PA'== W≈643.11 W
电热水壶B消耗的功率
PB== W≈482.33 W。
5.B　[电阻R和电动机M串联，流过两用电器的电流相同。电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则Q1=Q2，电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，少部分转化为热能Q2，电流通过R做的功等于Q1，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，则W1IR，则U16.D　[电动机发热的功率P热=I2r=52×0.4 W=10 W
总功率P=IU=1 100 W
对外做功的功率P出=P-P热=1 090 W，故选D。]
7.B　[输出电流为I== A=1.0 A，故A错误，B正确；
手机锂电池的发热功率为
Pr=I2r=12×0.1 W=0.1 W，故C错误；
充电过程电能转化为化学能的功率
P=P-Pr=5.0 W-0.1 W=4.9 W，故D错误。]
8.C　[L1(110 V　40 W)和L2(110 V　100 W)的额定电压相同，由P=可知R1>R2，A图中由串联电路电流相等，两灯的电压不相等，可知图中L1、L2一定不会同时正常发光，故A错误；
D图中灯L2与滑动变阻器并联，总电阻小于L2的电阻，所以灯L2两端的电压小于灯L1两端的电压，图中L1、L2一定不会同时正常发光，故D错误；
由并联电路电压相等特点可知B图中L1、L2电压相等，两灯可以正常发光，P总=2(P1+P2)；C图中L1与滑动变阻器并联，总电阻小于L1的阻值，可能与L2的阻值相等，则两灯可以正常发光，P总'=2P2，所以P总>P总'，所以消耗功率最小的是C图电路，故选C。]
9.D　[由题可知，匀速行驶时人与车受到的阻力为
Ff=(m+m车)g×0.02=20 N
则骑行过程中车的机械功率为P=Ffv=120 W
由表格知电动机效率为η=75%
则电动机的总功率为P'==160 W
由表格知电动机输入电压为36 V，
则其电流为I== A≈4.4 A。]
10.(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω
解析　(1)电动机的输入功率
P入=UI=3×0.2 W=0.6 W。
(2)电动机提升重物的机械功率
P机=Fv=4× W=0.4 W
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=0.2 W
所产生热量Q=PQt=0.2×30 J=6 J
(3)根据焦耳定律Q=I2Rt
得线圈电阻R== Ω=5 Ω。

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