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第1节　电路中的能量转化(赋能课——精细培优科学思维)
课标要求 层级达标
理解电功、电功率及焦耳定律,能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 学考 层级 1.理解电功和电功率的概念,知道电流做功的实质。 2.理解焦耳定律,能用焦耳定律解释生产生活中的相关现象。
选考 层级 能从能量的转化和守恒的角度分析非纯电阻电路中的能量转化,理解电功和电热的区别与联系。
一、电功和电功率
1.电流做功的物理意义:电能转化为其他形式的能,是通过　　　　做功来实现的。
2.电流做功的实质:导体中的　　　　　　对自由电荷的静电力在做功。
3.静电力做的功:电流在一段电路中所做的功,等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的　　　　　　。即W=　　　　。
4.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)定义式:P=　　　　。
(3)电功率表达式:P=　　　　。
(4)单位:电功的单位是　　　　(J),电功率的单位是　　　　(W)。
[微点拨]
　　W=UIt,在科学研究中称为静电力做功,在生产生活中称为电流做功,简称为电功。
[情境思考]
　　如图所示,一段电路两端的电压为U,电路中的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动,形成电流I。则在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q为多少 在这个过程中,静电力做了多少功
二、焦耳定律　电路中的能量转化
1.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成　　　　,跟导体的电阻及通电时间成　　　　。即Q=　　　　。
2.发热的功率:电流通过导体发热的功率P热=　　　　。
3.电路中的能量转化
(1)电动机工作时能量转化关系:从能量转化与守恒的角度看,电动机从电源获得的能量,一部分转化为机械能,还有一部分转化为　　　　。
(2)功率关系:P电=P机+P损。
(3)电池充电时能量转化关系:电能转化为　　　　能和内能。
[情境思考]
　　电吹风工作时,将电能转化为什么能 电风扇工作时,将电能转化为什么能 电熨斗工作时,将电能转化为什么能
强化点(一)　对电功、电热的理解
任务驱动
　　当家中只开一盏节能灯时,电能表的表盘转得很慢,而用电烧水壶烧水时,电能表的表盘转得很快。
那么节能灯和电烧水壶在相同时间内,哪个用电器消耗电能多 哪个用电器的电功率大
[要点释解明]
1.电功与电功率
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。静电力对自由电荷做功的过程,就是电荷的电势能转化为其他形式的能的过程。
(1)电功的计算公式:W=UIt=Pt。
(2)电功的单位:在国际单位制中电功的单位是焦耳,常用单位还有“度”,1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。
(3)额定功率与实际功率:
①额定功率:用电器在额定电压下工作的功率。
②实际功率:用电器在实际电压下工作的功率。
③为了用电器不被烧毁,实际功率不能大于额定功率。
2.焦耳定律
(1)推导:设导体的电阻为R,通过的电流为I,由欧姆定律可知,导体两端的电压U=IR,又因为Q=W=UIt,可得Q=I2Rt。
(2)注意:焦耳定律是实验规律,这里的推导过程只是为了方便大家理解。在推导过程中用到Q=W,即电热等于电功,但其实在非纯电阻电路中,焦耳定律依然成立。
[题点全练清]
1.(2025·山东济宁月考)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是 (　　)
A.电功率越大,电流做功越快,电流做功一定越多
B.W=UIt适用于任何电路
C.在纯电阻电路中,UI>I2R
D.Q=I2Rt只适用于纯电阻电路
2.一种称作地中海电鳐的电鱼能够电击它的猎物,一般来说,在一次电击中它不必移动,就能引起0.20 kV 的电势差,以18 A的电流传送电荷,持续时间为1.5 ms,则在这次电击中 (　　)
A.传输的电荷量为18 C
B.电鱼能将机械能转化为电能
C.电鱼的电器官功率为3.6 kW
D.电鱼的电器官所做的功为3 600 J
强化点(二)　纯电阻电路和非纯电阻电路
[要点释解明]
1.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,还有一部分转化为机械能或化学能等其他形式的能。
2.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UIt=I2Rt W=Q+E其他 即UIt=I2Rt+E其他
电功率和热功率的关系 P电=P热, 即UI=I2R P电=P热+P其他 即UI=I2R+P其他
欧姆定律是否成立 成立 U=IR,I= 不成立 U>IR,I<
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适用于任何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
3.电动机的功率和效率
(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率,P入=UI。
(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率,P热=I2r。
(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率,P出=UI-I2r。
(4)电动机的效率:η=×100%=×100%。
　　[典例]　(2025·滨州期中检测)如图所示为直流电动机提升重物的装置,电动机的内阻一定,闭合开关K,当把它接入电压为U1=0.2 V的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是I1=0.5 A;当把电动机接入电压为U2=4.0 V的电路中,电动机正常工作且电动机匀速提升重物,工作电流是I2=1.0 A,求:
(1)电动机线圈的电阻r;
(2)当U2=4.0 V,电动机正常工作时的输出功率;
(3)如果重物质量m=1.0 kg,当U2=4.0 V时电动机提升重物的速度大小是多少 (g取10 m/s2)
尝试解答:
[思维建模]
电动机电路的分析与计算
[题点全练清]
1.(2025·湖南常德月考)(多选)一只电炉的电阻丝和一台电动机的线圈电阻均为R,串联接在电路中(电动机正常运转),则以下说法正确的是 (　　)
A.电炉和电动机两端的电压相等
B.电动机的电功率大于电炉的电功率
C.在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等
D.电炉两端电压与通过的电流的比值小于电动机两端电压与通过的电流的比值
2.在如图所示的电路中,输入电压U恒为8 V,灯泡L标有“3 V　6 W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是 (　　)
A.电动机的输入电压为8 V
B.流过电动机的电流为10 A
C.电动机的效率为80%
D.整个电路消耗的电功率为10 W
强化点(三)　串、并联电路中的电功率
[要点释解明]
1.串联电路功率关系
(1)各部分电路电流I相同,根据P=I2R,各电阻的电功率与电阻成正比(纯电阻电路)。
(2)总功率P总=UI=(U1+U2+…+Un)I=P1+P2+…+Pn。
2.并联电路功率关系
(1)各支路电压相同,根据P=,各支路电阻的电功率与电阻成反比(纯电阻电路)。
(2)总功率P总=UI=U(I1+I2+…+In)=P1+P2+…+Pn。
3.结论
无论是串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
　　[典例]　有两只额定电压都是110伏的灯泡A和B,A的额定功率是100瓦,B的额定功率是40瓦,为了使它们接在220伏的电路中仍能正常发光,电路消耗的功率又最省,最合理的接法是 (　　)
听课记录:
[思维建模]
求解功率的技巧
(1)在纯电阻电路中,比较用电器的电功率时,要根据已知条件灵活选用公式。若用电器电流相同时,用P=I2R比较;若电压相同时,用P=比较;若电阻相同时,可根据I或U的关系比较。
(2)求解串、并联电路中的功率分配问题时,用比例法会使问题简化,但一定要明确是正比还是反比关系。
(3)当求解用电器的功率时,要明确求解的是什么功率。实际功率与额定功率不一定相等。
[题点全练清]
1.(2024·江苏南京期中)把小灯泡L1(6 V　6 W)和小灯泡L2(6 V　3 W)串联后接在电源电压为6 V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列说法正确的是 (　　)
A.因为通过它们的电流相等,所以两灯一样亮
B.因为灯L2实际功率较大,所以灯L2较亮
C.因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮
D.因为灯L1实际功率较大,所以灯L1较亮
2.(多选)如图所示,a、b两点间的电压为9 V,三个电阻的阻值分别为R1=R2=6 Ω、R3=3 Ω。下列说法正确的是 (　　)
A.R1、R2、R3两端的电压之比为1∶1∶1
B.R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2
C.在相等的时间内,通过R1、R2、R3的电荷量之比为2∶2∶1
D.在相等的时间内,R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1∶2∶2
第1节　电路中的能量转化
课前预知教材
一、1.电流　2.恒定电场　3.乘积　UIt　4.(2)　(3)UI
(4)焦耳　瓦特　
[情境思考]
提示:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量为q=It,在这个过程中,静电力做功为W=UIt。
二、1.正比　正比　I2Rt　2.I2R　3.(1)内能　(3)化学
[情境思考]
提示:电吹风和电风扇都有电动机,工作时将电能转化为内能和机械能;电熨斗工作时,将电能转化为内能。
课堂精析重难
强化点(一)
[任务驱动]　提示:在相同时间内电烧水壶消耗电能多,电功率大。
[题点全练清]
1.选B　电功率越大,电流做功越快,根据W=Pt,可知W由P和t共同决定,故A错误;电功的定义式W=UIt适用于任何电路,故B正确;在纯电阻电路中,电流做功全部转化为内能,则UI=I2R,故C错误;焦耳定律Q=I2Rt适用于各种电路,故D错误。
2.选C　在这次电击中,传输的电荷量为q=It=18×1.5×10-3 C=2.7×10-2 C,A错误;电鱼能将生物化学能转化为电能,B错误;电鱼的电器官功率为P=UI=0.2×103×18 W=3.6×103 W=3.6 kW,C正确;电鱼的电器官所做的功为W=Pt=3.6×103×1.5×10-3 J=5.4 J,D错误。
强化点(二)
[典例]　解析:(1)电动机不转时,电动机为纯电阻元件,则由欧姆定律得r==0.4 Ω。
(2)电动机正常工作时消耗的功率为
P=U2I2=4.0×1.0 W=4.0 W
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为
P热=r=0.4 W
电动机正常工作时输出功率为
P出=P-P热=3.6 W。
(3)电动机匀速提升重物时,重物受力平衡,由平衡条件有
F=mg=10 N
电动机的输出功率P出=Fv
解得电动机提升重物的速度为v==0.36 m/s。
答案:(1)0.4 Ω　(2)3.6 W　(3)0.36 m/s
[题点全练清]
1.选BCD　电炉和电动机的电阻相同,串联电路中电流相同,根据焦耳定律Q=I2Rt,可知在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等,故C正确;电动机消耗的电能一部分转化为内能,另一部分转化为机械能,电炉消耗的电能全部转化为内能,而相同时间内它们产生的热量相等,则在相同的时间内,电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能,电动机的电功率大于电炉的电功率,故B正确;通过电动机和电炉的电流相等,电动机的功率大于电炉的功率,根据P=UI,可知电动机两端的电压大于电炉两端的电压,电炉两端电压与通过的电流的比值小于电动机两端电压与通过的电流的比值,故A错误,D正确。
2.选C　电动机两端的电压U1=U-UL=8 V-3 V=5 V,故A错误;整个电路中的电流I== A=2 A,所以电动机消耗的电功率P电=U1I=5×2 W=10 W,电动机的发热功率P热=I2RM=22×0.5 W=2 W,则电动机的输出功率P出=P电-P热=10 W-2 W=8 W,电动机的效率η=×100%=×100%=80%,故B错误,C正确;整个电路消耗的电功率P总=UI=8×2 W=16 W,故D错误。
强化点(三)
[典例]　选C　选项图A中,A直接接入220 V电路,超过了其额定电压,A无法正常发光,故A错误;既要使它们接在220伏的电路中仍能正常发光,电路消耗的功率又最省,可知灯泡A、B的功率皆为额定功率,且电路中额外接入的电阻箱功率最小,而IA== A,IB== APR,故B、D错误,C正确。
[题点全练清]
1.选B　根据R=,可知灯L2的电阻大于灯L1的电阻,又因为通过它们的电流相等,根据P=I2R,可知灯L2实际功率较大,所以灯L2较亮,故选B。
2.选AB　电路中的总电阻为R总=R3+=6 Ω,电路中的总电流为I总==1.5 A,则R3两端电压为U3=I总R3=1.5×3 V=4.5 V,并联部分两端电压为U并=I总=4.5 V,所以R1、R2、R3两端的电压之比为1∶1∶1,故A正确;根据公式P=,可知R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2,故B正确;根据I=,可知通过R1、R2、R3的电流之比为1∶1∶2,又根据q=It,可知在相等的时间内,通过R1、R2、R3的电荷量之比为1∶1∶2,故C错误;根据Q=I2Rt,可知在相等的时间内,R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1∶1∶2,故D错误。
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电路中的能量转化
(赋能课——精细培优科学思维)
第 1 节
课标要求 层级达标 理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 学考 层级 1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。
2.理解焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的相关现象。
选考 层级 能从能量的转化和守恒的角度分析非纯电阻电路中的能量转化，理解电功和电热的区别与联系。
1
课前预知教材
2
课堂精析重难
3
课时跟踪检测
CONTENTS
目录
课前预知教材
一、电功和电功率
1.电流做功的物理意义:电能转化为其他形式的能，是通过_____做功来实现的。
2.电流做功的实质:导体中的____________对自由电荷的静电力在做功。
3.静电力做的功:电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的_____ 。即W=______。
电流
恒定电场
乘积
UIt
4.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)定义式:P=_____。
(3)电功率表达式:P=_____。
(4)单位:电功的单位是_____(J)，电功率的单位是_____(W)。
UI
焦耳
瓦特
[微点拨]
W=UIt，在科学研究中称为静电力做功，在生产生活中称为电流做功，简称为电功。
[情境思考]
如图所示，一段电路两端的电压为U，电路
中的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，
形成电流I。则在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q为多少 在这个过程中，静电力做了多少功
提示:在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量为q=It，在这个过程中，静电力做功为W=UIt。
二、焦耳定律　电路中的能量转化
1.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_____ ，跟导体的电阻及通电时间成_____ 。即Q= _____ 。
2.发热的功率:电流通过导体发热的功率P热= _____ 。
正比
正比
I2Rt
I2R
3.电路中的能量转化
(1)电动机工作时能量转化关系:从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得的能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为_____ 。
(2)功率关系:P电=P机+P损。
(3)电池充电时能量转化关系:电能转化为_____能和内能。
内能
化学
[情境思考]
电吹风工作时，将电能转化为什么能 电风扇工作时，将电能转化为什么能 电熨斗工作时，将电能转化为什么能
提示:电吹风和电风扇都有电动机，工作时将电能转化为内能和机械能;电熨斗工作时，将电能转化为内能。
课堂精析重难
当家中只开一盏节能灯时，电能表的表盘转得很慢，而用电烧水壶烧水时，电能表的表盘转得很快。
那么节能灯和电烧水壶在相同时间内，哪个用
电器消耗电能多 哪个用电器的电功率大
提示:在相同时间内电烧水壶消耗电能多，电功率大。
强化点(一)　对电功、电热的理解
任务驱动
1.电功与电功率
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。静电力对自由电荷做功的过程，就是电荷的电势能转化为其他形式的能的过程。
(1)电功的计算公式:W=UIt=Pt。
(2)电功的单位:在国际单位制中电功的单位是焦耳，常用单位还有“度”，1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。
要点释解明
(3)额定功率与实际功率:
①额定功率:用电器在额定电压下工作的功率。
②实际功率:用电器在实际电压下工作的功率。
③为了用电器不被烧毁，实际功率不能大于额定功率。
2.焦耳定律
(1)推导:设导体的电阻为R，通过的电流为I，由欧姆定律可知，导体两端的电压U=IR，又因为Q=W=UIt，可得Q=I2Rt。
(2)注意:焦耳定律是实验规律，这里的推导过程只是为了方便大家理解。在推导过程中用到Q=W，即电热等于电功，但其实在非纯电阻电路中，焦耳定律依然成立。
1.(2025·山东济宁月考)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是 (　　)
A.电功率越大，电流做功越快，电流做功一定越多
B.W=UIt适用于任何电路
C.在纯电阻电路中，UI>I2R
D.Q=I2Rt只适用于纯电阻电路
题点全练清
√
解析:电功率越大，电流做功越快，根据W=Pt，可知W由P和t共同决定，故A错误;电功的定义式W=UIt适用于任何电路，故B正确;在纯电阻电路中，电流做功全部转化为内能，则UI=I2R，故C错误;焦耳定律Q=I2Rt适用于各种电路，故D错误。
2.一种称作地中海电鳐的电鱼能够电击它的猎物，一般来说，在一次电击中它不必移动，就能引起0.20 kV 的电势差，以18 A的电流传送电荷，持续时间为1.5 ms，则在这次电击中 (　　)
A.传输的电荷量为18 C
B.电鱼能将机械能转化为电能
C.电鱼的电器官功率为3.6 kW
D.电鱼的电器官所做的功为3 600 J
√
解析:在这次电击中，传输的电荷量为q=It=18×1.5×10-3 C=
2.7×10-2 C，A错误;电鱼能将生物化学能转化为电能，B错误;电鱼的电器官功率为P=UI=0.2×103×18 W=3.6×103 W=3.6 kW，
C正确;电鱼的电器官所做的功为W=Pt=3.6×103×1.5×10-3 J=5.4 J，D错误。
1.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，还有一部分转化为机械能或化学能等其他形式的能。
要点释解明
强化点(二)　纯电阻电路和非纯电阻电路
2.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UIt=I2Rt W=Q+E其他
即UIt=I2Rt+E其他
纯电阻电路 非纯电阻电路
电功率和热功率的关系 P电=P热， 即UI=I2R P电=P热+P其他
即UI=I2R+P其他
欧姆定律是否成立
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适用于任何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 3.电动机的功率和效率
(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入=UI。
(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热=I2r。
(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出=UI-I2r。
(4)电动机的效率:η=×100%=×100%。
[典例]　(2025·滨州期中检测)如图所示为直流电动机提升重物的装置，电动机的内阻一定，闭合开关K，当把它接入电压为U1=0.2 V的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I1=0.5 A;当把电动机接入电压为U2=4.0 V的电路中，电动机正常工作且电动机匀速提升重物，工作电流是I2=1.0 A，求:
(1)电动机线圈的电阻r;
[答案]　0.4 Ω　
[解析]　电动机不转时，电动机为纯电阻元件，则由欧姆定律得r==0.4 Ω。
(2)当U2=4.0 V，电动机正常工作时的输出功率;
[答案]　3.6 W　
[解析]　电动机正常工作时消耗的功率为
P=U2I2=4.0×1.0 W=4.0 W
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为P热=r=0.4 W
电动机正常工作时输出功率为P出=P-P热=3.6 W。
(3)如果重物质量m=1.0 kg，当U2=4.0 V时电动机提升重物的速度大小是多少 (g取10 m/s2)
[答案]　0.36 m/s
[解析]　电动机匀速提升重物时，重物受力平衡，由平衡条件有F=mg=10 N
电动机的输出功率P出=Fv
解得电动机提升重物的速度为v==0.36 m/s。
[思维建模]
电动机电路的分析与计算
1.(2025·湖南常德月考)(多选)一只电炉的电阻丝和一台电动机的线圈电阻均为R，串联接在电路中(电动机正常运转)，则以下说法正确的是 (　　)
A.电炉和电动机两端的电压相等
B.电动机的电功率大于电炉的电功率
C.在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等
D.电炉两端电压与通过的电流的比值小于电动机两端电压与通过的电流的比值
题点全练清
√
√
√
解析:电炉和电动机的电阻相同，串联电路中电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，可知在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故C正确;电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相同时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，电动机的电功率大于电炉的电功率，故B正确;通过电动机和电炉的电流相等，电动机的功率大于电炉的功率，根据P=UI，可知电动机两端的电压大于电炉两端的电压，电炉两端电压与通过的电流的比值小于电动机两端电压与通过的电流的比值，故A错误，D正确。
解析:电炉和电动机的电阻相同，串联电路中电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，可知在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故C正确;电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相同时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，电动机的电功率大于电炉的电功率，故B正确;通过电动机和电炉的电流相等，电动机的功率大于电炉的功率，根据P=UI，可知电动机两端的电压大于电炉两端的电压，电炉两端电压与通过的电流的比值小于电动机两端电压与通过的电流的比值，故A错误，D正确。
2.在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V　6 W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是 (　 )
A.电动机的输入电压为8 V
B.流过电动机的电流为10 A
C.电动机的效率为80%
D.整个电路消耗的电功率为10 W
√
解析:电动机两端的电压U1=U-UL=8 V-3 V=5 V，故A错误;整个电路中的电流I== A=2 A，所以电动机消耗的电功率P电=U1I=5×2 W=10 W，电动机的发热功率P热=I2RM=22×0.5 W=2 W，则电动机的输出功率P出=P电-P热=10 W-2 W=8 W，电动机的效率η=×100%=×100%=80%，故B错误，C正确;整个电路消耗的电功率P总=UI=8×2 W=16 W，故D错误。
1.串联电路功率关系
(1)各部分电路电流I相同，根据P=I2R，各电阻的电功率与电阻成正比(纯电阻电路)。
(2)总功率P总=UI=(U1+U2+…+Un)I=P1+P2+…+Pn。
要点释解明
强化点(三)　串、并联电路中的电功率
2.并联电路功率关系
(1)各支路电压相同，根据P=，各支路电阻的电功率与电阻成反比(纯电阻电路)。
(2)总功率P总=UI=U(I1+I2+…+In)=P1+P2+…+Pn。
3.结论
无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
[典例]　有两只额定电压都是110伏的灯泡A和B，A的额定功率是100瓦，B的额定功率是40瓦，为了使它们接在220伏的电路中仍能正常发光，电路消耗的功率又最省，最合理的接法是 (　　)
√
[解析]　 选项图A中，A直接接入220 V电路，超过了其额定电压，A无法正常发光，故A错误;既要使它们接在220伏的电路中仍能正常发光，电路消耗的功率又最省，可知灯泡A、B的功率皆为额定功率，且电路中额外接入的电阻箱功率最小，而IA== A，IB== A则A必须在干路，B必须在支路，即对应选项C，此时通过电阻箱的电流大小为IR=IA-IB= A，又因为电阻箱两端电压为UR=UB=110 V，则电阻箱消耗的功率为PR=URIR=60 W;对于D选项电路图，通过电阻箱的电流为IR'=IA+IB= A，电阻箱两端电压为UR'=220 V-UB=110 V，则电阻箱消耗的功率为PR'=UR'IR'=140 W>PR，故B、D错误，C正确。
[思维建模]
求解功率的技巧
(1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式。若用电器电流相同时，用P=I2R比较;若电压相同时，用P=比较;若电阻相同时，可根据I或U的关系比较。
(2)求解串、并联电路中的功率分配问题时，用比例法会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系。
(3)当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率。实际功率与额定功率不一定相等。
1.(2024·江苏南京期中)把小灯泡L1(6 V　6 W)和小灯泡L2(6 V　3 W)串联后接在电源电压为6 V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列说法正确的是 (　　)
A.因为通过它们的电流相等，所以两灯一样亮
B.因为灯L2实际功率较大，所以灯L2较亮
C.因为灯L1额定功率较大，所以灯L1较亮
D.因为灯L1实际功率较大，所以灯L1较亮
题点全练清
√
解析:根据R=，可知灯L2的电阻大于灯L1的电阻，又因为通过它们的电流相等，根据P=I2R，可知灯L2实际功率较大，所以灯L2较亮，故选B。
2.(多选)如图所示，a、b两点间的电压为9 V，三个电阻的阻值分别为R1=R2=6 Ω、R3=3 Ω。下列说法正确的是 (　　)
A.R1、R2、R3两端的电压之比为1∶1∶1
B.R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2
C.在相等的时间内，通过R1、R2、R3的电荷量之比为2∶2∶1
D.在相等的时间内，R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1∶2∶2
√
√
解析:电路中的总电阻为R总=R3+=6 Ω，电路中的总电流为
I总==1.5 A，则R3两端电压为U3=I总R3=1.5×3 V=4.5 V，并联部分两端电压为U并=I总=4.5 V，所以R1、R2、R3两端的电压之比为1∶1∶1，故A正确;根据公式P=，可知R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2，故B正确;
根据I=，可知通过R1、R2、R3的电流之比为1∶1∶2，又根据q=It，可知在相等的时间内，通过R1、R2、R3的电荷量之比为1∶1∶2，故C错误;根据Q=I2Rt，可知在相等的时间内，R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1∶1∶2，故D错误。
课时跟踪检测
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A级——学考达标
1.(2025·福建宁德阶段练习)(多选)下列对电功及焦耳定律公式的理解正确的是(　　)
A.非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
B.焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
C.电功的另一表达式W=·t只适用于纯电阻电路
D.电功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都适用于任何电路，因此W一定等于Q
√
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解析:非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，故A错误;焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解，故B正确;电功的另一表达式W=·t只适用于纯电阻电路，故C正确;电功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都适用于任何电路，但是只有在纯电阻电路中W才等于Q，故D错误。
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2.(2025·浙江嘉兴阶段练习)一只标有“220 V，60 W”字样的白炽灯，用多用电表测量它的灯丝电阻时，其阻值可能为 (　　)
A.1 210 Ω B.807 Ω
C.65 Ω D.0
解析:白炽灯可以看作纯电阻，由P=可得R== Ω≈806.67 Ω，此数值为白炽灯正常发光时的阻值，由于灯丝为金属材料，电阻率随温度的升高而增大，当白炽灯不发光时，温度低，所以灯丝的阻值要小于此数值，但不可能为零，故选C。
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3.用不同材料做成两形状、大小相同的导体棒甲、乙，接在如图所示的电路中，理想电压表 V1的示数大于V2的示数。则导体棒甲 (　　)
A.电阻率小
B.电功率小
C.在相同时间内产生的热量多
D.在相同时间内通过的电荷量大
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解析:导体棒甲、乙串联，通过导体棒甲、乙的电流相同，理想电压表 V1的示数大于 V2的示数，则导体棒甲两端的电压大于导体棒乙两端的电压，根据欧姆定律可知，导体棒甲阻值较大，导体棒甲、乙形状、大小相同，则导体棒甲电阻率大，故A错误;通过导体棒甲、乙的电流相同，导体棒甲阻值较大，根据P=I2R，可知导体棒甲电功率大，根据Q=I2Rt，可知导体棒甲在相同时间内产生的热量多，故B错误，C正确;通过导体棒甲、乙的电流相同，根据q=It，可知在相同时间内通过导体棒甲、乙的电荷量相同，故D错误。
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4.(2025·海南海口阶段练习)长短、粗细均相同的保险丝和铜丝分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是 (　　)
A.保险丝的电阻比铜丝的大
B.通过保险丝的电流比铜丝的大
C.电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多
D.为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝
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解析:因为保险丝和铜丝串联，因此通过它们的电流相同，故B错误;通电时间相同，电流相同，保险丝熔断，根据焦耳定律可知，保险丝电阻大，产生的热量多，故A、C正确;铜丝难熔断，为了用电安全，不可以用铜丝代替保险丝，故D正确。本题选错误的，故选B。
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5.(2025·江西新余检测)(多选)图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各物理量之间存在的内在
关系或规律的方法。关于下列图像的
解释，正确的是 (　　)
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A.甲图是某物体的熔化图像，B、C两点内能不相等
B.乙图是电阻和通电时间一定时电热Q与电流I的关系图
C.丙图说明，当电阻一定时，电压与电流成正比
D.丁图表示物体由静止下落过程中，重力对物体做功与时间的关系
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解析:甲图是某物体的熔化图像，物体不断吸收热量，B、C两点内能不相等，A正确;由焦耳定律Q=I2Rt可知，当电阻和通电时间一定时，电热Q与电流的平方I2成正比，则电热Q与电流的平方I2的图像是一条过原点的直线，B错误;丙图说明，当电阻一定时，电流与电压成正比，C错误;物体由静止下落过程中做匀加速运动，由W=Gh=Ggt2可知，重力对物体做功与时间的关系图像为抛物线的一部分，D正确。
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6.(多选)如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b串联在电路中，横截面积之比为Sa∶Sb=2∶3。下列说法正确的是 (　　)
A.两导线电阻之比为2∶3
B.两导线中的电场强度之比为2∶3
C.两导线的焦耳热功率之比为3∶2
D.自由电子在两导线中移动的速率之比为3∶2
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解析:根据电阻的决定式R=ρ，可知两导线电阻之比为Ra∶Rb
=Sb∶Sa=3∶2，故A错误;金属导线a、b串联，通过的电流相等，根据U=IR=EL，可知两导线中的电场强度之比为Ea∶Eb=Ra∶Rb=3∶2，故B错误;金属导线a、b串联，通过的电流相等，根据P=I2R，可知两导线的焦耳热功率之比为Pa∶Pb=Ra∶Rb=3∶2，故C正确;根据电流的微观定义式有I=nevaSa=nevbSb，可得自由电子在两导线中移动的速率之比为va∶vb=Sb∶Sa=3∶2，故D正确。
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7.(2025·河北邯郸月考)如图所示，照明电路的
电压恒为U=220 V，并联了20盏电阻为R=400 Ω的
电灯(忽略电灯电阻的变化)，两条输电线的电阻均
为r=1.0 Ω。下列说法正确的是 (　　)
A.并联的电灯越多，通过输电线的电流越小
B.只开10盏灯时，输电线上损失的电压约为 5.24 V
C.20盏灯都打开时，输电线上损失的电功率为20 W
D.20盏灯都打开时，整个电路消耗的电功率为2 200 W
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解析:并联的电灯越多，电路电阻越小，通过输电线的电流越大，故A错误;只开10盏灯时，则10盏灯并联的等效电阻为R'==40 Ω，输电线上损失的电压为U损=U≈10.48 V，故B错误;20盏灯都打开时，20盏灯的等效电阻为R″==20 Ω，输电线上的电流为I″==10 A，输电线上损失的电功率为P损=I″2·2r=200 W，整个电路消耗的电功率为P=UI″=2 200 W，故C错误，D正确。
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8.小灯泡A、B与定值电阻R、输出电压恒为U的电源组成图示电路，小灯泡A、B分别标有“3 V，0.3 A”及“5 V，0.6 A”字样，当两只小灯泡都能正常发光时，应有 (　　)
A.电源的输出功率为4.8 W
B.定值电阻R的阻值为15 Ω
C.电源的输出电压为5 V
D.定值电阻在10 s内产生的电热为30 J
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解析:由题图可知，电源的输出电压为U=UB+UA=8 V，干路电流为I=IB=0.6 A，电源的输出功率为P=UI=4.8 W，故A正确，C错误;两只小灯泡都能正常发光，可得IR=I-IA=0.3 A，UR=UA=3 V，根据欧姆定律，可得R==10 Ω，故B错误;定值电阻在10 s内产生的电热为Q=Rt=9 J，故D错误。
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9.(12分)(选自鲁科版教材课后练习)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380 V 的电动机带动下以0.5 m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9 kW。不载人时测得电动机中的电流为5 A，若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同，忽略电动机内阻的热损耗，则不载人时扶梯运行的电功率是多大 若输送一个人的功率为120 W，则这台自动扶梯可同时乘载多少人
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答案:1 900 W　25人
解析:不载人时扶梯运行的电功率P0=UI=380×5 W=1 900 W。
设自动扶梯最多可同时乘载的人数为N，由P最大=P0+N×120可得
N= 人=25人。
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B级——选考进阶
10.(多选)如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内(　　)
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A.充电宝输出的电功为UIt
B.充电宝产生的热功率为I2r
C.手机电池产生的焦耳热为t
D.手机电池储存的化学能为UIt-I2rt
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解析:时间t内充电宝输出的电功为W=Pt=UIt，故A正确;充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，故无法判断充电宝产生的热功率，故B错误;手机电池是非纯电阻电路，故不能用t计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为I2rt，故C错误;充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为E=UIt-I2rt，故D正确。
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11.(多选)扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r，当它正常工作时，下列说法正确的是 (　　)
A.电动机的电流I=
B.电动机消耗的电功率为UI
C.电动机输出的机械功率为UI-I2r
D.电动机产生的热量为t
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解析:电动机是非纯电阻元件,根据能量守恒定律有P电=P热+P机,即UI=I2r+P机,故I2r2
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12.(14分)(2025·湖南怀化阶段检测)小明家新买的一辆汽车具有后视镜加热功能(如图甲)。他查询资料，了解到加热电路简化图如图乙所示，S为挡位切换开关，根据气温、雨水情况可切换高温、低温和关三个挡位，高温挡功率为12 W，低温挡功率为9 W。电源电压恒为12 V，R1和R2均为阻值不变的电热丝。求:
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(1)当后视镜处于高温挡时，通过电路的电流;
答案:1 A　
解析:当后视镜处于高温挡时，通过电路的电流为
I高===1 A。
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(2)电热丝R1的阻值;
答案:12 Ω　
解析:当开关S接“2”时，只有R1接入电路，此时电路中电阻最小，由P=可知，此时为高温挡，电热丝R1的阻值为R1===12 Ω。
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(3)当后视镜处于低温挡时，工作5 min电热丝R2产生的热量。
答案:675 J
解析:当开关S接“1”时，R1、R2串联接入电路，此时电路中电阻最大，为低温挡，由P=UI可知，此时电路的电流为I低== A=0.75 A
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电路的总电阻为R总== Ω=16 Ω
R2的阻值为R2=R总-R1=16 Ω-12 Ω=4 Ω
工作5 min电热丝R2产生的热量为Q2=R2t=0.752×4×5×60 J
=675 J。课时跟踪检测(十六)　电路中的能量转化
(选择题1~8小题,每小题4分;10~11小题,每小题6分。本检测卷满分70分)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A级——学考达标
1.(2025·福建宁德阶段练习)(多选)下列对电功及焦耳定律公式的理解正确的是 (　　)
A.非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
B.焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
C.电功的另一表达式W=·t只适用于纯电阻电路
D.电功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都适用于任何电路,因此W一定等于Q
2.(2025·浙江嘉兴阶段练习)一只标有“220 V,60 W”字样的白炽灯,用多用电表测量它的灯丝电阻时,其阻值可能为 (　　)
A.1 210 Ω B.807 Ω
C.65 Ω D.0
3.用不同材料做成两形状、大小相同的导体棒甲、乙,接在如图所示的电路中,理想电压表 V1的示数大于V2的示数。则导体棒甲 (　　)
A.电阻率小
B.电功率小
C.在相同时间内产生的热量多
D.在相同时间内通过的电荷量大
4.(2025·海南海口阶段练习)长短、粗细均相同的保险丝和铜丝分别接到线路板上A、B间和C、D间,如图所示。移动滑动变阻器的滑片,发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是 (　　)
A.保险丝的电阻比铜丝的大
B.通过保险丝的电流比铜丝的大
C.电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多
D.为了用电安全,禁止用铜丝代替保险丝
5.(2025·江西新余检测)(多选)图像法是利用图像这种特殊且形象的工具,表达各物理量之间存在的内在关系或规律的方法。关于下列图像的解释,正确的是 (　　)
A.甲图是某物体的熔化图像,B、C两点内能不相等
B.乙图是电阻和通电时间一定时电热Q与电流I的关系图
C.丙图说明,当电阻一定时,电压与电流成正比
D.丁图表示物体由静止下落过程中,重力对物体做功与时间的关系
6.(多选)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b串联在电路中,横截面积之比为Sa∶Sb=2∶3。下列说法正确的是 (　　)
A.两导线电阻之比为2∶3
B.两导线中的电场强度之比为2∶3
C.两导线的焦耳热功率之比为3∶2
D.自由电子在两导线中移动的速率之比为3∶2
7.(2025·河北邯郸月考)如图所示,照明电路的电压恒为U=220 V,并联了20盏电阻为R=400 Ω的电灯(忽略电灯电阻的变化),两条输电线的电阻均为r=1.0 Ω。下列说法正确的是 (　　)
A.并联的电灯越多,通过输电线的电流越小
B.只开10盏灯时,输电线上损失的电压约为 5.24 V
C.20盏灯都打开时,输电线上损失的电功率为20 W
D.20盏灯都打开时,整个电路消耗的电功率为2 200 W
8.小灯泡A、B与定值电阻R、输出电压恒为U的电源组成图示电路,小灯泡A、B分别标有“3 V,0.3 A”及“5 V,0.6 A”字样,当两只小灯泡都能正常发光时,应有 (　　)
A.电源的输出功率为4.8 W
B.定值电阻R的阻值为15 Ω
C.电源的输出电压为5 V
D.定值电阻在10 s内产生的电热为30 J
9.(12分)(选自鲁科版教材课后练习)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380 V 的电动机带动下以0.5 m/s的恒定速率向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9 kW。不载人时测得电动机中的电流为5 A,若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同,忽略电动机内阻的热损耗,则不载人时扶梯运行的电功率是多大 若输送一个人的功率为120 W,则这台自动扶梯可同时乘载多少人
B级——选考进阶
10.(多选)如图1所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为r,则时间t内 (　　)
A.充电宝输出的电功为UIt
B.充电宝产生的热功率为I2r
C.手机电池产生的焦耳热为t
D.手机电池储存的化学能为UIt-I2rt
11.(多选)扫地机器人是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。若机器人直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为r,当它正常工作时,下列说法正确的是 (　　)
A.电动机的电流I=
B.电动机消耗的电功率为UI
C.电动机输出的机械功率为UI-I2r
D.电动机产生的热量为t
12.(14分)(2025·湖南怀化阶段检测)小明家新买的一辆汽车具有后视镜加热功能(如图甲)。他查询资料,了解到加热电路简化图如图乙所示,S为挡位切换开关,根据气温、雨水情况可切换高温、低温和关三个挡位,高温挡功率为12 W,低温挡功率为9 W。电源电压恒为12 V,R1和R2均为阻值不变的电热丝。求:
(1)当后视镜处于高温挡时,通过电路的电流;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)当后视镜处于低温挡时,工作5 min电热丝R2产生的热量。
课时跟踪检测(十六)
1.选BC　非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热,故A错误;焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解,故B正确;电功的另一表达式W=·t只适用于纯电阻电路,故C正确;电功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都适用于任何电路,但是只有在纯电阻电路中W才等于Q,故D错误。
2.选C　白炽灯可以看作纯电阻,由P=可得R== Ω≈806.67 Ω,此数值为白炽灯正常发光时的阻值,由于灯丝为金属材料,电阻率随温度的升高而增大,当白炽灯不发光时,温度低,所以灯丝的阻值要小于此数值,但不可能为零,故选C。
3.选C　导体棒甲、乙串联,通过导体棒甲、乙的电流相同,理想电压表 V1的示数大于 V2的示数,则导体棒甲两端的电压大于导体棒乙两端的电压,根据欧姆定律可知,导体棒甲阻值较大,导体棒甲、乙形状、大小相同,则导体棒甲电阻率大,故A错误;通过导体棒甲、乙的电流相同,导体棒甲阻值较大,根据P=I2R,可知导体棒甲电功率大,根据Q=I2Rt,可知导体棒甲在相同时间内产生的热量多,故B错误,C正确;通过导体棒甲、乙的电流相同,根据q=It,可知在相同时间内通过导体棒甲、乙的电荷量相同,故D错误。
4.选B　因为保险丝和铜丝串联,因此通过它们的电流相同,故B错误;通电时间相同,电流相同,保险丝熔断,根据焦耳定律可知,保险丝电阻大,产生的热量多,故A、C正确;铜丝难熔断,为了用电安全,不可以用铜丝代替保险丝,故D正确。本题选错误的,故选B。
5.选AD　甲图是某物体的熔化图像,物体不断吸收热量,B、C两点内能不相等,A正确;由焦耳定律Q=I2Rt可知,当电阻和通电时间一定时,电热Q与电流的平方I2成正比,则电热Q与电流的平方I2的图像是一条过原点的直线,B错误;丙图说明,当电阻一定时,电流与电压成正比,C错误;物体由静止下落过程中做匀加速运动,由W=Gh=Ggt2可知,重力对物体做功与时间的关系图像为抛物线的一部分,D正确。
6.选CD　根据电阻的决定式R=ρ,可知两导线电阻之比为Ra∶Rb=Sb∶Sa=3∶2,故A错误;金属导线a、b串联,通过的电流相等,根据U=IR=EL,可知两导线中的电场强度之比为Ea∶Eb=Ra∶Rb=3∶2,故B错误;金属导线a、b串联,通过的电流相等,根据P=I2R,可知两导线的焦耳热功率之比为Pa∶Pb=Ra∶Rb=3∶2,故C正确;根据电流的微观定义式有I=nevaSa=nevbSb,可得自由电子在两导线中移动的速率之比为va∶vb=Sb∶Sa=3∶2,故D正确。
7.选D　并联的电灯越多,电路电阻越小,通过输电线的电流越大,故A错误;只开10盏灯时,则10盏灯并联的等效电阻为R'==40 Ω,输电线上损失的电压为U损=U≈10.48 V,故B错误;20盏灯都打开时,20盏灯的等效电阻为R″==20 Ω,输电线上的电流为I″==10 A,输电线上损失的电功率为P损=I″2·2r=200 W,整个电路消耗的电功率为P=UI″=2 200 W,故C错误,D正确。
8.选A　由题图可知,电源的输出电压为U=UB+UA=8 V,干路电流为I=IB=0.6 A,电源的输出功率为P=UI=4.8 W,故A正确,C错误;两只小灯泡都能正常发光,可得IR=I-IA=0.3 A,UR=UA=3 V,根据欧姆定律,可得R==10 Ω,故B错误;定值电阻在10 s内产生的电热为Q=Rt=9 J,故D错误。
9.解析:不载人时扶梯运行的电功率P0=UI=380×5 W=1 900 W。
设自动扶梯最多可同时乘载的人数为N,由P最大=P0+N×120可得N= 人=25人。
答案:1 900 W　25人
10.选AD　时间t内充电宝输出的电功为W=Pt=UIt,故A正确;充电宝内的电流也是I,但其内阻未知,故无法判断充电宝产生的热功率,故B错误;手机电池是非纯电阻电路,故不能用t计算手机电池产生的焦耳热,手机电池产生的焦耳热应为I2rt,故C错误;充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能,一部分转化为手机电池产生的焦耳热,故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为E=UIt-I2rt,故D正确。
11.选BC　电动机是非纯电阻元件,根据能量守恒定律有P电=P热+P机,即UI=I2r+P机,故I2r12.解析:(1)当后视镜处于高温挡时,通过电路的电流为
I高===1 A。
(2)当开关S接“2”时,只有R1接入电路,此时电路中电阻最小,由P=可知,此时为高温挡,电热丝R1的阻值为
R1===12 Ω。
(3)当开关S接“1”时,R1、R2串联接入电路,此时电路中电阻最大,为低温挡,由P=UI可知,此时电路的电流为
I低== A=0.75 A
电路的总电阻为R总== Ω=16 Ω
R2的阻值为R2=R总-R1=16 Ω-12 Ω=4 Ω
工作5 min电热丝R2产生的热量为Q2=R2t=0.752×4×5×60 J=675 J。
答案:(1)1 A　(2)12 Ω　(3)675 J
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