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第十二章 电能 能量守恒定理
第16讲　电路中的能量转化
【考点梳理】
考点一、电功和电功率
1．电功
(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程．
(2)电功的计算公式：W＝UIt.
单位：焦耳，符号为J.
常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 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＝＝UI.
(3)单位：瓦特，符号为W.
(4)意义：表示电流做功的快慢．
考点二、焦耳定律
1．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．
(2)表达式：Q＝I2Rt.
2．热功率
(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率．
(2)表达式：P热＝I2R.
(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量．
考点三、电路中的能量转化
从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，即P电＝P机＋P损，其中P电＝UI，P损＝I2R.
重难点技巧总结
1．串、并联电路的功率分配关系
(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即＝＝…＝＝I2.
(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2.
(3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和．
2．纯电阻电路与非纯电阻电路
(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．
(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能．例如电动机P总＝P出＋P热．
3．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较
纯电阻电路 非纯电阻电路
举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽
能量转化情况
电功和电热的关系 W＝Q即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他
电功率和热功率的关系 P＝P热，即IU＝I2R P＝P热＋P其他即IU＝I2R＋P其他
欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝成立 U＞IR，I＜不成立
说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热
【题型归纳】
题型一：电功与电功率的计算和应用
1．（2021·山东·微山县第二中学高二月考）已知两电阻、的I-U的关系图像如图所示，把、并联接到一个电源上，消耗的电功率为6W，则电源的输出功率为（　　）
A．4W B．8W C．10W D．15W
2．（2021·新疆·莎车县第一中学高二期中）假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则（　　）
A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I2
D．在A点，白炽灯的电阻可表示为
3．（2021·山东·枣庄八中高二月考）如图甲所示电路中，电源电动势为，内阻不计，、、
为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关s闭合后下列判断正确的是（　　）
A．电流为电流的2倍 B．、、的电阻相等
C．此时的电阻为 D．此时消耗的电功率为
题型二：串并联电路的电路计算
4．（2021·重庆市长寿中学校高二月考）如图（a）、（b）所示，两电路中、两灯额定电压和额定功率都相同，接在电源电压恒为12V的电路上，要使两灯均正常发光，两电路消耗功率为（　　）
A． B． C． D．
5．（2021·湖北·汉阳一中高二月考）把6个相同的电灯接在如图甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器、的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则、大小满足（　　）
A． B．
C． D．
6．（2021·全国·高二专题练习）如图所示的电路中，、都是“、”的电阻，是“、”的电阻，则间允许消耗的最大功率是（　　）
A． B． C．8W D．9W
题型三：混联电路中的功率计算
7．（2020·湖北·通城县第二高级中学高二期中）现有标有“110V 40W”的灯泡L1和标有“110V 100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，能让L1，L2同时正常发光的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2020·上海·华师大二附中高二月考）有三个电阻的阻值及额定功率分别为、、、、、，它们组成的电路如图甲、乙、丙所示，关于各图的说法正确的是（　　）
A．图甲两端允许加的最大电压为 B．图乙干路允许流过的最大电流为
C．图丙两端允许加的最大电压为 D．图丙允许消耗的最大电功率为
9．（2020·上海·高二学业考试）将标有“，”的白炽灯和标有“，”的白炽灯，与一只滑动变阻器（）组合起来接在的线路上，要使、都能正常发光而且最省电，应选择的电路图是（　　）
A．B．C． D．
题型四：焦耳定律的计算
10．（2021·山东·济南德润高级中学高二月考）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（　　）
A．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
B．在非纯电阻电路中，
C．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
D．焦耳热适用于任何电路
11．（2020·陕西·咸阳市实验中学高二月考）如图所示，R1=6，R2=3，R3=4，左右两端接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是（　　）
A．电流之比是I1：I2：I3=4：3：6
B．电压之比是U1：U2：U3=1：1：2
C．功率之比是P1：P2：P3=4：3：6
D．相同时间内产生热量之比Q1：Q2：Q3=6：3：4
12．（2020·云南·维西县傈僳族自治县第二中学高二期末）两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d，B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为（ ）
A．QA∶QB=2∶1 B．QA∶QB=1∶2
C．QA∶QB=1∶1 D．QA∶QB=4∶1
题型五：电动机的能量转化计算（非纯电阻的电路）
13．（2021·山东·枣庄八中高二月考）一只风扇，标有“、”，电动机线圈电阻为，把它接入电压为的电路中能正常工作，经过时间，下列说法正确的是（　　）
A．流过电风扇的电荷量为 B．电风扇输出机械能
C．电风扇的发热量为 D．电风扇的发热量为
14．（2021·辽宁·凤城市第一中学高二月考）图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是5.0 A和100 V，重物P上升的速度为0.70 m/s。重物的质量为50 kg，g取10 m/s2。下列说法不正确的是（　　）
A．电动机消耗的电功率为500W
B．绳对重物做功的机械功率350W
C．电动机线圈的电阻20Ω
D．电动机的效率为70%
15．（2021·全国·高二专题练习）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（　　）
A．电动机的内阻为20
B．电动机的内阻为7.5
C．电动机的输出功率为30W
D．电动机的输出功率为22W
【双基达标】
一、单选题
16．（2021·广东·深圳实验学校高二月考）如图所示，电源的电动势为36V，内阻为1Ω，一个标有“6V 12W”的电灯与一个绕线电阻为6Ω的电动机串联。开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为（　　）
A．20W B．24W
C．32W D．36W
17．（2021·安徽·淮北市树人高级中学高二月考）、分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细不同的电阻丝的伏安特性曲线，从图线可判断（　　）
A．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
B．电阻丝的阻值小于电阻丝的阻值
C．电阻丝较粗，电阻丝较细
D．两电阻串联接入电路时，消耗的功率大
18．（2021·吉林·榆树市实验高级中学校高二月考）为节约能源，某城市将主干道上部分路灯换成LED灯。已知旧灯的功率为300W，LED灯功率为200W，若更换5000盏，则一个月可以节约的电能约为（　　）
A．6×105kW·h B．3.6×105kW·h
C．9×104kW·h D．1.8×105kW·h
19．（2021·山东师范大学附中高二月考）电饭锅给我们的生活带来方便。电饭锅工作时有两种状态，一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是烧开后的保温状态。如图是电饭锅的电路图，其中，则下列判断正确的是（　　）
A．自动开关S接通后，电饭锅处于保温状态 B．保温时的电流是加热时的倍
C．在加热状态下R2的功率是保温时的一半 D．电饭锅在保温状态下的功率是加热时的倍
20．（2021·山东·潍坊北海中学高二月考）纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市空气质量．如图所示为纯电动汽车的电路示意简图，若汽车电池组的电动势为，内阻为，能量容量为．当汽车以匀速行驶时，受到的阻力约为，此时直流驱动电机的输入电压为，输入功率，则（　　）
A．当汽车以行驶，电流为
B．电池组的热功率为
C．直流驱动电机的内阻约为
D．当汽车以行驶，最大行驶里程约为
21．（2020·江西省靖安中学高二月考）把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（　　）
A．P甲=P乙 B．P乙=3P甲 C．P甲=3P乙 D．P乙>3P甲
22．（2021·江苏常州·高二开学考试）电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是(　　)
A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2) C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)
23．（2021·浙江·平阳县佳诚高级中学高二月考）如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压V、输出电流A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则1min内（　　）
A．充电宝输出的电功率为3.18W
B．充电宝产生的热功率为0.18W
C．手机电池储存的化学能为169.2J
D．手机电池产生的焦耳热为18J
24．（2020·江苏省震泽中学高二月考）如图所示，电源电动势，小灯泡标有“”，开关接，当变阻器调到时，小灯泡正常发光，现将开关接，小灯泡和电动机均正常工作。则（　　）
A．流过电动机的电流为 B．电动机的内阻为
C．电动机正常工作电压为 D．电动机的输入功率为
25．（2020·云南省下关第一中学高二月考）某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，三个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V的示数为3.0V，小灯泡L1、L2消耗电功率分别为P1、P2，下列说法正确的是（　　）
A．P1<4P2
B．电流表A1的示数为0.375A
C．此时灯泡L2的阻值为12Ω
D．电流表A2的示数为0.25A
【高分突破】
一：单选题
26．（2021·新疆·乌鲁木齐市第二十中学高二期末）两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．两电阻的阻值为R1大于R2
B．两电阻并联在电路中时，R1的电流大于R2的电流
C．两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压
D．两电阻串联在电路中时，R1消耗的功率大于R2消耗的功率
27．（2021·山东·邹城市第二中学高二月考）额定电压都是110V，额定功率PA=100W，PB
=40W的灯泡两盏，若接在电压为220V的电路上，两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（　　）
A． B．
C． D．
28．（2021·山东·东营市胜利第二中学高二考试）如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为5000mA·h，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为40W，则下列说法正确的是（　　）
A．扫地机器人正常工作时的电流是0.2A
B．扫地机器人正常工作时的电压为8V
C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J
D．扫地机器人电动机的内阻为10
29．（2021·四川·阆中市川绵外国语学校高二开学考试）国庆期间小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所的参数及图示电路图。下列说法正确的是（　　）
A．该电吹风发热电阻R的阻值约为100Ω
B．该电吹风电动机M的内阻为193.6Ω
C．当开关S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风
D．当开关S1、S2均闭合时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J
30．（2021·河南·临颍县南街高级中学高二期末）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器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2.00A和24.0V，则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）
A．24W B．32W C．42W D．56W
二、多选题
31．（2021·山东·莒县第一中学高二月考）电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是（　　）
A．加热状态时是用、同时加热的
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使电饭锅在保温状态时的总功率为加热状态时的一半，R1：R2应为
D．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1：R2应为
32．（2021·全国·高二课时练习）—直流电动机所加电压为U．电流为I．线圈内阻为R。当它工作时，下列说法中错误的是（ ）
A．电动机的输出功率为 B．电动机的发热功率为
C．电动机的输出功率为 D．电动机的功率为
33．（2021·河南新郑·高二月考）如图所示是电饭煲的电路图。S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103°C）时会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于约70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开。红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯。阻流电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻均不计，下列说法正确的是（　　）
A．加热状态下，限流电阻R2的电流为0.44A
B．保温状态下，限流电阻R1的电压约为201.7V
C．保温状态下，限流电阻R1与限流电阻R2的电流之比约为22
D．加热和保温两种状态下，加热电阻R3消耗的功率之比约为72
34．（2021·四川省绵阳江油中学高二月考）电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，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，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（　　）
A．U1C．W1=W2，Q1>Q2 D．W135．（2020·河北·石家庄二中高二月考）如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（　　）
A．电阻消耗的功率约为 B．电阻消耗的功率约为
C．每个灯的实际功率约为 D．每个灯的实际功率约为
36．（2021·辽宁·盘锦市育才学校高二开学考试）如图所示是某电吹风的简化电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷风或热风。已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为100 W，吹热风时的功率为1200 W。关于该电吹风，下列说法正确的是（　　）
A．当开关S1、S2均闭合时，电吹风吹出冷风
B．电动机的内阻为484Ω
C．电热丝的电阻为44Ω
D．正常工作吹冷风时，电动机每分钟消耗的电能为6000J
三、填空题
37．（2021·内蒙古·北京八中乌兰察布分校高二月考）三个电阻、、阻值分别为、、，把它们适当连接后可得总电阻为，把R直接到内阻为的电源上，三个电阻消耗的功率之比：：____，若消耗的功率是，则电源的电动势为____V。
38．（2021·福建·龙岩市高级中学高二月考）一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过电动机的电流是0.2 A，在30 s内可将该物体匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，则电动机的输入功率为________；线圈的电阻为________。
39．（2018·甘肃兰州·高二期中）电磁炉是绿色环保型炉具，在人们生活中有着重要的应用（如图所示）。某同学家买了一台电磁炉，仔细观察发现有两个挡位。“挡位1”上标有“220V　500W”，“挡位2”上标有“220V　1000W”，这台电磁炉正常工作时的电压应为_____V。如果用“挡位2”做饭，电路中的电流为_____A。
40．（2021·全国·高二专题练习）如图所示电路中，电阻，，是总电阻为的滑动变阻器，滑动片位于中点，稳压电源的电压。断开电键时，电阻的功率为___________；闭合电键，要使的功率变为，滑动变阻器接入电路的阻值为___________。
四、解答题
41．（2021·湖南·临澧县第一中学高二月考）如图所示是提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=2.0Ω，电路中另一电阻R=10Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数UV=110V，g取10m/s2。试求∶
（1）输入电动机的电功率；
（2）若电动机将质量m=100kg的重物匀速竖直向上提升，求该重物的速度大小。（不计空气阻力）
42．（2020·广西师范大学附属中学高二期中）如图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题：（不计电流表和电源的内阻）
（1）若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。
（2）如图乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与10Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率。
43．（2021·辽宁葫芦岛·高二月考）在如图所示的电路中，电源电动势、内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数。
（1）求电动机消耗的电功率；
（2）求电源的输出功率；
（3）若电动机以匀速竖直向上提升重物，取重力加速度大小，求该重物的质量。
44．（2021·河南新郑·高二月考）如图所示，电源电动势为E=16V，内阻为r=2Ω，定值电阻R1=1Ω，定值电阻R2=2Ω，R为滑动变阻器，电动机的额定电压（正常工作电压）UM=6V，额定功率PM=3W，线圈的电阻RM=2Ω，求：
（1）开关S1闭合，开关S2断开，当滑动变阻器的接入阻值为多少，滑动变阻器的功率最大，这个最大值为多少？
（2）开关S1、S2均闭合，当滑动变阻器的接入阻值为多少时，电动机能正常工作；并求电动机正常工作时的热功率与滑动变阻器的热功率之比为多少。
【答案详解】
1．C
【详解】
根据
可知两个电阻的阻值
两个电阻并联时，电压相等，根据电阻消耗的功率
可知
输出的总功率
代入数据可知可得
故选C。
2．C
【详解】
A．由图像可知，白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A错误；
BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为
选项BD错误；
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为
P=U0I2
选项C正确。
故选C。
3．C
【详解】
A. 电源的电动势为3.0 V，内阻不计，路端电压为3V，L2、L3电压相等，都是1.5V，L1电压为3V；由图乙可知，通过L2、L3电流为0.20A，通过L1电流为0.25A，A错误；
BC．由欧姆定律可得
B错误，C正确；
D．L2消耗的电功率为
D错误；
故选C。
4．B
【分析】
本题主要考查了电功率的计算，主要根据串联电路和并联电路的特点分析计算，知道串联电路电流处处相等，并联电路中干路电流等于各支路电流总和。
【详解】
设两灯的额定电流均为I，则灯泡正常发光时，a电路的电流为I ，b电路的电流为2I，根据
可知，a、b两电路的功率比为
故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】
设每个灯泡正常发光时，其电流为I，如图甲中总电流为3I，图乙中总电流为I，两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，故、功率相同，根据
则有
故
故选C。
6．A
【详解】
根据题意，得总电阻为
对于R1和R2来说，额定电压为
额定电流为
对于R3，额定电压为
额定电流为
并联电路允许的最大电压等于最小额定电压，故总电压取10V，故总功率为
故选A。
7．C
【详解】
A.灯泡1的额定电流
灯泡2的额定电流
在A电路中，两灯泡串联，则两灯泡电流相等，不能保证两灯泡都正常发光；故A错误
BC．在B电路中，两灯泡正常发光，则通过R的电流等于两灯泡额定电流之和，为，两灯泡的并联电压为110V，则R上的电压为110V，根据P=UI，知电阻R上消耗的功率与两个灯泡消耗的功率相等，所以整个电路的总功率
在C电路中，两灯泡正常发光时，通过R的电流为，R与L1并联，电压相等，根据P=UI，所以功率之比等于电流之比，为3：2，则R上消耗的功率为60W，则整个电路的总功率
故BC正确；
D.在D电路中，L1，L2同时正常发光时，灯泡1的额定电流
灯泡2的额定电流
不能保证两灯泡正常发光，故D错误。
故选BC。
8．B
【详解】
由、，得
，
由、，得
，
由、，得
，
A．图甲中三个电阻串联，取最小额定电流，则最大电流为，最大电压为
故A错误；
B．图乙中三个电阻并联，取最小额定电压，则最大电压为，最大电流为
故B正确；
C．图丙中与并联，取最小额定电压，则最大电压为，最大电流为
并联部分与电阻串联，取最小额定电流，则最大电流为，故电阻的电压为
故丙图的最大电压为
故C错误；
D．图丙中与并联，功率为
电阻的功率
电路中的总功率
故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
AD．根据知，R1＞R2，在A电路中，L1和L2串联，电流相等，则电压不等，有一个灯泡分担的电压会大于110V，会烧坏。故A电路不能满足正常发光。在D电路中，L2
与R的并联电阻一定小于L1，则L1分担的电压一定大于110V，会被烧坏，故AD错误；
BC．在B电路中，当L1和L2并联部分消耗的电压为110V时，两灯泡能正常发光，整个电路消耗的功率
P=2×（P1+P2）=280W
在C电路中， R1与电阻R的并联电阻等于L2电阻时，灯泡就能正常发光，整个电路消耗的功率
P=2×100W=200W
所以C电路消耗的功率最小，故C正确，B错误。
故选C。
10．C
【详解】
A.公式
是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路
对于纯电阻欧姆定律适用
带入可得
只适用于纯电阻电路，故A正确；
B．在非纯电阻电路中，因为电流做功产生其它能量如机械能、化学能等，所以电功大于电热，即
故B正确；
C．电功率越大，表示电流做功越快，但焦耳热
焦耳热还与时间有关，所以电功率越大电路中产生的焦耳热不一定越多，故C错误；
D.焦耳热
适用于任何电路中的焦耳热量的计算，故D正确。
本题选错误的，故选C。
11．B
【详解】
电阻R1与R2并联后与R3串联，并联电阻为
R12==2Ω
A．串联电路电流相等，并联电路电流比等于电阻的反比，故
I3=I1+I2
则有
I1：I2：I3=1：2：3
故A错误；
B．并联电路电压相等，串联电路电压比等于电阻比，故有
U并：U3=R12：R3=1：2
则有
U1：U2：U3=1：1：2
故B正确；
C．根据电功率公式P=UI，有
P1：P2：P3=U1I1：U2I2：U3I3=1：2：6
故C错误；
D．相同时间内产生热量之比等于功率之比，即
Q1：Q2：Q3=1：2：6
故D错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
电阻丝A、B 长度之比为1：2，直径比为1：2，则横截面积比为1：4，根据电阻定律知电阻之比为2：1；
因为A、B串联电流相等，根据Q=I2Rt知热量之比为2：1。
选项A正确，B、C、D错误。
故选B。
13．D
【详解】
A．由于是非纯电阻电路，故
所以产生的电荷量不是，A错误；
B．电风扇的功率为P，故消耗的电量为
不是电风扇输出机械能，B错误；
CD．由于
电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为
C错误D正确。
故选D。
14．C
【详解】
A．根据电功率关系式有
故电动机消耗的功率为500W，故A正确，不符合题意；
B．以物体为研究对象，由于物体匀速上升，根据平衡条件有
根据
得
故细绳对对重物做功的机械功率为350W，故B正确，不符合题意；
C．根据功能关系有
联立解得
故C错误，符合题意；
D．电动机效率
故D正确，不符合题意；
故选C。
15．D
【详解】
AB．电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V，则电动机的电阻
AB错误；
CD．电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为I2=2.0A和U2=15.0V；电动机的总功率为
电动机内电阻消耗的热功率为
电动机正常运转时的输出功率是
C错误D正确。
故选D。
16．C
【详解】
电路中点灯正常发光，所以
则电路中的电流为
电动机两端的电压
则电动机的输出功率为
故C正确，ABD错误。
故选C。
17．D
【详解】
A．图线表示电流随电压的变化关系，两图中斜率不变，故电阻均不变，故A错误；
C．根据电阻定律知，长度相同，材料相同，知的横截面积小，的横截面积大，故B错误；
B．由图的斜率可知，电阻丝的阻值大于电阻丝的阻值。故C错误；
D．串联电路中电流相等，则根据可知，消耗的功率大。故D正确。
故选D。
18．D
【详解】
一个月可以节约的电能约为
所以D正确；ABC错误；
故选D。
19．D
【详解】
A．自动开关闭合后，电阻没有接入电路，电路中电流较大，电饭锅处于加热状态，A错误；
B．已知
保温时，电流为
加热时，电流为
则有
B错误；
C．保温时，的功率为
加热时，的功率为
故在保温状态下的功率是加热时的一半，C错误；
D．电饭煲在保温时的功率为
电饭煲在加热时的功率为
则有
D正确。
故选D。
20．D
【详解】
A．汽车以行驶，电流为
故A错误；
B．电池组的热功率为
故B错误；
C．直流驱动电机的输出功率
内阻消耗的功率
直流驱动电机的内阻
故C错误；
D．汽车用电器的功率电池能量容量为
电池组总功率为
电池所用的时间
当汽车以行驶，最大行驶里程约为，故D正确。
故选D。
21．C
【详解】
设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为
P甲＝U 3I
对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为
P乙＝U I
所以
P甲＝3P乙
故选C。
22．D
【详解】
A．电吹风机中有电动机，而电动机为非纯电阻用电器，电动机消耗的功率
P＝UI
对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立，A错误；
BCD．由于整个电路属于非纯电阻性电路，因此满足
可得出
，
BC错误，D正确。
故选D。
23．C
【详解】
A．充电宝输出的电功率为
A错误；
B．充电宝的内阻未知，所以产生的热功率无法确定。B错误；
C．手机电池储存的化学能为
C正确；
D．手机电池产生的焦耳热为
D错误。
故选C。
24．A
【详解】
A．小灯泡的额定电流为
电阻为
当接时，由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
当接时灯泡正常发光，流过的电流为
即流过电动机的电流为，故A正确；
BCD．电源内阻分的电压为
故电动机分的电压为
电动机的输入功率为
电动机的内阻
故BCＤ错误。
故选A。
25．A
【详解】
电压表V的示数为3.0V，由图象得到通过的电流0.25A，即电流表A1的示数为0.25A；和各分得一半的电压，即1.5V，由图象得到通过和的电流0.20A。电流表A2的示数为0.25A+0.20A=0.45A
P1=UI1=0.75W
P2=I2=1.5×0.2=0.3W
即
P1<4P2
此时灯泡L2的阻值为
故A正确，BCD错误。
故选A。
26．B
【详解】
A．图线的斜率表示电阻的倒数，斜率大的电阻小，所以有，故A错误；
B．在并联电路中，并联部分两端电压相等，根据欧姆定律可知，电阻大的通过得电流小，所以两个电阻并联时，流过R1的电流大于R2的电流，故B正确；
CD．两电阻串联在电路中时，流过电阻的电流相等，电阻大的分得的电压多，所以R1两端电压小于R2两端电压，R1消耗的功率也小于R2消耗的功率，故C、D错误。
故选B。
27．C
【详解】
由题知，两灯泡额定电压相等，A灯泡的额定功率较大，由
可知，A灯泡的电阻较小，即
A．图中灯泡A和B串联在220V的电源上，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压均不等于110V，所以都不能正常工作，A错误；
B．图中灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，由并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，B灯泡的电阻一定大于并联部分的总电阻，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压均不等于110V，所以都不能正常工作，B错误；
CD．选项C中灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，由电阻的并联可知，可变电阻调节合适时可以使并联部分的电阻和灯泡A的电阻相等，即两灯泡可以同时正常发光；
选项D中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，当可变电阻的阻值和两灯泡并联的电阻相等时它们可以同时发光；
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，选项C中电路的总电流为A灯泡的额定电流，选项D中电路的总电流等于A和B两灯泡的额定电流之和，由
可知，选项C中电路消耗的功率最小。
故选C。
28．C
【详解】
A．扫地机器人正常工作时的电流是
选项A错误；
B．扫地机器人正常工作时的电压为
选项B错误；
C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为
选项C正确；
D．由于扫地机器人电动机不是纯电阻，其内阻
选项D错误；
故选C。
29．C
【详解】
A．由表格可以得到只有发热电阻工作时的功率为
根据得
故A错误；
B．因为电动机是非纯电阻，只知道电动机工作的总功率250W和工作电压220V，所以无法计算电动机的内阻，故B错误；
C．开关S1断开、S2闭合时，只有电动机工作，发热电阻不工作，所以电吹风吹的是冷风，故C正确；
D．开关S1、S2均闭合时，电吹风吹的是热风，功率为1000W，但是电动机的功率是250W，所以电动机每秒钟消耗的电能为250J，故D错误。
故选C。
30．B
【详解】
电动机的电阻为
电动机的总功率为
电动机的热功率
电动机正常运转时的输出功率是
故选B。
31．BCD
【详解】
AB．如题图所示，由
得，当接通S时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开S时，电阻变大，功率变小，处于保温状态，故A错误，B正确；
C．要使电饭锅在保温状态时的总功率为加热状态时的一半，则
R1：R2应为，故C正确；
D．使在保温状态时的功率为加热状态的一半，由
P=I2R
可得：电阻R2在保温与加热状态下的电流之比，所以
则
故D正确。
故选BCD。
32．AD
【详解】
A．电动机的总功率为
P=UI
由于是非纯电阻电路，故
所以电动机的输出功率为
故A符合题意；
B．电动机的发热功率，根据焦耳定律
P热=I2R
故B不符合题意；
C．电动机的输出功率
P出=P-P热=UI-I2R
故C不符合题意；
D．电动机的总功率为
P=UI
不为
故D符合题意。
故选AD。
33．AB
【详解】
A．加热状态下，开关S1闭合，限流电阻R1短路，限流电阻R2两端的电压U=220V，由欧姆定律，流过R2的电流
故A正确；
B．保温状态下，开关S1、S2都断开，由欧姆定律，流过R1的电流
R1的电压
U1=I1R1≈201.7V
故B正确；
C．保温状态下，R2的电压
U2=U-U1≈18.3V
由于R1=R2=500Ω，限流电阻R1与限流电阻R2的电流之比为
故C错误；
D．加热状态下，加热电阻R3消耗的功率
保温状态下，加热电阻R3消耗的功率
则两种状态下的功率之比
故D错误。
故选AB。
34．AD
【详解】
电阻R和电动机M串联接到电路中，则通过它们的电流I相同，对于电阻R，由欧姆定律得
U1=IR
对于电动机
U2>IR
则可得
U1根据焦耳定律得
Q1=I2Rt=Q2
电流通过电阻R做功为
W1= U1It
电流通过电动机做功为
W2= U2It
则
W2> W1
故选AD。
35．AC
【详解】
设此时电灯两端的电压为，流过每个电灯的电流为，由串并联电路的规律得
代入数据得
在图甲上画出此直线如图所示
可得到该直线与曲线的交点约为，即流过电灯的电流约为，灯两端电压约为2V，灯的实际功率约为
电阻消耗的功率约为
故AC正确，BD错误。
故选AC。
36．CD
【详解】
A．当开关S1、S2均闭合时，电阻丝工作，产生热量，所以此时电吹风吹出热风，故A错误；
B．当吹冷风时，只有电动机工作，电动机是非纯电阻元件，其内阻不能用求，故B错误；
C．当吹热风时，电动机和电阻丝并联，电阻丝消耗的功率为
由
可得
故C正确；
D．当吹风机正常工作吹冷风时，电动机的功率为100W，电动机每分钟消耗的电能为
故D正确。
故选CD。
37． 25
【详解】
[1]根据串并联关系可知，将、串联后再与并联，总电阻为
把R直接到内阻为的电源上，有
而电阻消耗的功率为
可得
：：
[2]若消耗的功率是，则
解得
干路电流
电源电动势
38．0.6 W 5
【详解】
[1]电动机的输入功率
[2]电动机提升重物的速度
电动机提升重物的机械功率
则热功率为
解得
39．220 4.5
【详解】
[1]用电器铭牌上的电压即为额定电压，因此电磁炉正常工作时的电压为220V；
[2]如果用“挡位2”做饭，根据可得电路中的电流为
40．3.2 14
【详解】
[1]断开电键时，回路中的电流
电阻R1的功率为
[2]闭合电键，要使R1的功率变为5W，则电流
回路中的电流
带入数据解得滑动变阻器接入电路的阻值
41．(1)550W；(2)0.5m/s
【详解】
(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压为
流过电阻R的电流为
通过电动机的电流为
电动机的分压为
输入电动机的功率为
(2)电动机的发热功率为
电动机输出的机械功率
又因
所以
42．（1）0.4A；10Ω（2）0.6A；0.63W
【详解】
（1）若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12V的电源上， 则
3U=E
U=4V
由I—U图得：当U=4V时I=0.4A
（2）设流过每个灯的电流为I ，灯两端的电压为U
则
E=U+2IR0
得
I=-0.05U+0.4
由I—U图得出工作点的: U=2.1V I=0.3A
通过电流表的电流值为0.6A；每个灯泡的实际功率
P=IU=0.63W
43．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）电动机正常工作时，电压表的示数，则电路中的电流为
电动机两端的电压
电动机消耗的电功率
（2）电源消耗的功率为
电源的输出功率为
（3）电动机输出的功率为
。
解得
44．（1）3Ω、；（2）2.8Ω、
【详解】
(1)开关S1闭合，开关S2断开，由闭合电路欧姆定律和电功率的公式
滑动变阻器的功率
当R-r-R1=0，PR最大，解得
PR最大值
(2)当开关S1闭合，开关S2闭合，电动机正常工作时，由
设干路的电流为I，由欧姆定律
解得
综合解得流过电动机的电流IM=0.5A，干路的电流I=3A，滑动变阻器的接入阻值R=2.8Ω，电动机的热功率
滑动变阻器的热功率
综合比较可得

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