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8　焦耳定律　电路中的能量转化 9　家庭电路
1.下列关于电功率的说法中，正确的是（　　）
A.用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关
B.用电器的实际功率取决于用电器的额定功率
C.白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率
D.电功率越小，则电流做功越少
2.关于家庭用电，下列做法中正确的是（　　）
①在卫生间选用防水开关　②在儿童能触及的范围内，采用带防护门的插座　③让电视机长期处于遥控待机状态　④多个电器方便地接在同一移动插座上
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
3.如图所示，有一内电阻为4.4 Ω 的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　）
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
4.如图所示，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不是很热，其主要原因是（　　）
A.导线有绝缘皮，隔热效果好
B.导线较长，散热比电烙铁快
C.导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
5.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，图为扫地机器人，已知其电池容量为2 000 mA·h，额定工作电压为 15 V ，额定功率为30 W，则下列说法正确的是（　　）
A.扫地机器人的电阻是10 Ω
B.题中“mA·h”是能量的单位
C.扫地机器人正常工作时的电流是2 A
D.扫地机器人充满电后最长工作时间约为4 h
6.三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为（　　）
A.30 W B.20 W
C.15 W D.10 W
7.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下面说法错误的是（　　）
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
8.某电动机提升重物的装置如图所示，电源电压为120 V，不计内阻。重物的质量m＝50 kg。当电机以v＝0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A，重力加速度g＝10 m/s2，则下列判断不正确的是（　　）
A.电动机消耗功率600 W
B.电动机的机械功率450 W
C.电动机线圈电阻为6 Ω
D.电动机线圈电阻为24 Ω
9.某家庭要安装一套家庭供热水系统，所选用电热水器的技术参数中标有：“加热功率/电压3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装一个熔断器，参考下列数据并通过计算说明，应该选择多大直径的熔丝？
常用铅锡合金熔丝的技术数据（铅95％，锡5％）
额定电 流I/A 2 2.6 3.3 4.8 7 11 15 18 22
直径 d/mm 0.508 0.61 0.71 0.915 1.22 1.63 2.03 2.34 2.65
10.某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如表，电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是（　　）
电吹风额定电压 220 V
电吹风额定功率 热风时：990 W
冷风时：110 W
A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风
B.该电吹风中电动机的内电阻为440 Ω
C.吹热风时通过电热丝的电流为4 A
D.吹热风时电热丝的功率为990 W
11.如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，直流电动机内阻R0＝1 Ω。调节R使图中电源输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定功率为6 W），则此时电动机的热功率P为（　　）
A.P＝2 W B.P＝1.5 W
C.P＝6 W D.P＝4 W
12.在现代生活中，充电宝是手机一族出行的必备品。当充电宝电量不足时，需要给充电宝充电，此时充电宝相当于可充电的电池，充电过程可简化为如图所示的电路。先给一充电宝充电，充电电压为5 V，充电电流为1 000 mA，充电宝的内阻为0.2 Ω。试求：
（1）充电宝的输入功率；
（2）充电宝内阻消耗的热功率。
8　焦耳定律　电路中的能量转化
9　家庭电路
1.C　用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A错误，C正确；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的电流决定的，故B错误；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，故D错误。
2.A　在卫生间选用防水开关能够较好的防止触电等事故的发生，故①正确；采用带防护门的插座可避免儿童将手指插入插孔引起触电事故，故②正确；让电视机长期处于遥控待机状态，浪费电能，故③错误；多个电器接在同一移动插座上，当同时开启这些电器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作。甚至因移动插座连接线超负荷而发热引起火灾，故④错误。
3.C　灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以有I＝I灯＝ A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错误，C正确；电解槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220× W＝120 W，D错误。
4.C　电烙铁和导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电烙铁的电阻，由热功率P＝I2R可知，电烙铁很烫而导线不怎么热，故C正确。
5.C　根据P＝UI，可知扫地机器人正常工作时的电流I＝＝ A＝2 A，由于扫地机器人内部是非纯电阻电路，R＜＝7.5 Ω，A错误，C正确；题中“mA·h”是电荷量的单位，B错误；扫地机器人充满电后最长工作时间 t＝＝＝1 h，D错误。
6.C　连接后电路如图所示，电路消耗的功率最大时，L3两端电压最大，此时它消耗的电功率为10 W，因L1与L2串联，且电阻相等，则分配在L1与L2两灯上的电压都是灯L3两端电压的一半。
所以P1＝P2＝＝＝＝ W＝2.5 W
则整个电路消耗的最大功率
P＝P1＋P2＋P3＝（2.5＋2.5＋10）W＝15 W，C正确。
7.C　开关闭合时，车灯变暗，则流过车灯的电流I灯变小，A正确； 电路的路端电压为U路＝U灯＝I灯R灯，I灯变小，路端电压变小，B正确；总电流即干路电流为I干＝＝，U路减小，干路电流增大，C错误；电源总功率为P总＝EI干，I干增大，总功率变大，D正确。
8.D　电动机消耗功率P＝UI＝600 W，选项A正确；电动机的机械功率P机＝mgv＝450 W，选项B正确；对电动机有P－P机＝I2r，解得电动机线圈电阻为r＝6 Ω，选项C正确，D错误。
9.见解析
解析：P＝3 800 W，U＝220 V，
I＝≈17.27 A，
查表可得，应选用直径为2.34 mm、额定电流为18 A的熔丝。
10.C　由题中电路图可知，开关S1、S2都闭合时，电动机和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，故A错误；只闭合开关S2时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，则电阻为r＝＝ Ω＝440 Ω，由于电动机为非纯电阻，则内阻不为440 Ω，故B错误；开关S1、S2都闭合时，总功率为990 W，即为电动机的功率和电热丝的功率之和，则吹热风时电热丝的功率为P2＝880 W，通过电热丝的电流为I＝＝ A＝4 A，故C正确，D错误。
11.D　根据闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir，电源输出功率P出＝UI，联立解得P出＝EI－I2r，因此当I＝＝2 A时，电源输出功率最大且Pmax＝，此时电机的焦耳热功率P＝I2R0＝4 W，A、B、C错误，D正确。
12.（1）5 W　（2）0.2 W
解析：（1）充电宝的输入功率为
P入＝UI＝5×1 000×10－3 W＝5 W。
（2）充电宝内阻消耗的热功率为
P热＝I2r＝12×0.2 W＝0.2 W。
1 / 38　焦耳定律　电路中的能量转化
9　家庭电路
核 心 素 养 目 标 物理观念 1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念。 2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系，并能进行有关的计算。 3.了解家庭电路的组成以及安全用电和节约用电的有关措施
科学思维 1.了解公式Q＝I2Rt（P＝I2R）、Q＝的适用条件。 2.会分析计算闭合电路中能量之间的转化
知识点一　电功　电功率
1.电功
（1）概念：电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的　　　与电路中的　　　、通电时间t三者的乘积。
（2）公式：W＝UIt。
（3）单位：　　　，简称焦，符号是J。
2.电功率
（1）定义：电流所做的功W与做这些功所用时间t的比。
（2）公式：P＝＝　　　。
（3）单位：　　　，简称瓦，符号为　　　。常用的单位还有kW，1 kW＝103 W。
知识点二　焦耳定律　热功率
1.焦耳定律
（1）内容：电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的　　　成正比、跟导体的电阻R成正比、跟通电　　　t成正比，这就是焦耳定律。
（2）表达式：Q＝　　　　。
（3）焦耳热：电流通过电阻而产生的热。
2.热功率
（1）定义：电流通过电阻所产生的热量Q与产生这些热量所用时间t的比。
（2）表达式：P热＝　　　　。
知识点三　电路中的能量转化
　闭合电路中的能量转化关系：EI＝U外I＋I2r
（1）EI表示电源把其他形式的能量转化为　　　的功率。
（2）U外I和I2r分别表示电源的　　　　　和电源　　　　的热功率。
知识点四　家庭电路
1.对于长度一定的导线来说，横截面积越小，电阻　　　，因此对于某种规格的导线，其允许通过的　　　要有所限制，否则导线上积累的　　　　　将带来危害。
2.安全用电
（1）安装可靠的　　　　。
（2）过载保护与漏电保护
①保险丝：保险丝串联在总干路中，一旦出现电流过载的情况，保险丝会由于过热而　　　，从而　　　电路，避免灾害的发生。
②断路器：当电器出现漏电时，会有漏电电流经某种渠道流过，只要漏电电流达到一定程度，断路器也会　　 　　，这就是漏电保护。
3.节约用电
（1）尽量使用　　　　　　　。
（2）合理使用空调。
（3）较长时间不使用的电器，请关闭 　　　。
【情景思辨】
1.用水壶烧水时，壶底马上很热了，水慢慢烧开了，而连接电水壶的导线却不怎么热。
（1）导线与电热丝串联，通电时电流相等。（　　）
（2）导线电阻相对电炉电阻来说很小，根据P＝I2R可知导线的热功率很小。（　　）
（3）导线电阻相对电炉电阻来说很小，家庭电路中电压一定，根据P＝可知导线热功率很大。（　　）
2.机器人的使用开阔了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解放出来。一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电源电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰能正常工作。
（1）电动机消耗的总功率为UI。（　　）
（2）电动机消耗的热功率为I2R。（　　）
（3）电动机的输出功率小于UI。（　　）
（4）若此时将电动机卡住，电动机的电流仍为I。（　　）
要点一　电功和电热
【探究】不同型号的白炽灯泡串联在电路中，它们的发光亮度会有明显差异，影响这个差异的主要参数是什么？该参数是如何影响灯泡亮度的？
【归纳】
1.电功和电功率
W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路。
2.电热和热功率
Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率。
3.额定功率和实际功率
（1）用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。
（2）用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。
【典例1】　关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　）
A.在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W＝Q
B.在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q
C.W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D.W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压。若两次两电阻丝产生的热量均为Q，第一次用时t串，第二次用时t并，则先后两次所用时间之比为（　　）
A.1∶1 B.2∶1
C.4∶1 D.1∶4
2.额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　）
要点二　纯电阻电路与非纯电阻电路中的能量问题
【探究】
　
这种说法对吗？为什么？
【归纳】
1.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、白炽灯 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
欧姆定律 适用，I＝ 不适用，I＜
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＋W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
2.电动机的简易模型及其功率、效率
（1）电动机的总功率（输入功率）：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％。
【典例2】　有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A。
（1）求电动机正常工作时的输出功率；
（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？
尝试解答
1.一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5 Ω。当电动机两端所加电压为8 V时，电动机正常工作，通过线圈的电流是2 A。由此可知（　　）
A.电动机消耗的电功率为72 W
B.电动机输出的机械功率为12 W
C.电动机线圈的发热功率为2 W
D.电动机的工作效率为50％
2.小型直流电动机（其线圈内阻为r＝1 Ω）与规格为“4 V　4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
（1）通过电动机的电流；
（2）电动机的输出功率P出；
（3）电动机的效率。
要点三　闭合电路中的能量
【探究】
　闭合电路中，电源电动势为E，内、外电路的电阻分别是r和R，电路中的电流为I，t时间内电源把多少其他形式的能转化为电能？外电路产生的热量是多少？内电路产生的热量是多少？三者之间有何关系？
【归纳】
1.电源的总功率
（1）物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。
（2）表达式：P总＝EI。
2.电源内部消耗的功率
（1）物理意义：电源内阻的发热功率。
（2）表达式：P内＝I2r。
3.电源的输出功率
（1）物理意义：电源对外供电功率。
（2）表达式：P出＝UI。
（3）当外电路为纯电阻电路时
①电源的输出功率
P出＝I2R＝R
＝
＝。
可知当R＝r时，电源有最大输出功率，即P出max＝。
②P出与外电阻R的函数关系图像
4.电源的效率
η＝×100％＝×100％＝×100％
对于纯电阻电路，则η＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高。
【典例3】　（多选）如图所示，已知电源内阻为r，定值电阻R0的阻值也为r，滑动变阻器R的总电阻为2r。若滑动变阻器的滑片P由A向B滑动，则（　　）
A.电源的输出功率由小变大
B.定值电阻R0消耗的功率由小变大
C.电源内部的电势降落由大变小
D.滑动变阻器消耗的功率变小
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.在如图所示的电路中，已知电源电动势 E＝3 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：
（1）当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？
（2）当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？
2.电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω。求：
（1）当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？
（2）当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
要点回眸
1.（多选）下列对电功及焦耳定律的理解正确的是（　　）
A.焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
B.电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W一定等于Q
C.非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
D.电功的另一表达式W＝t只适用于纯电阻电路
2.USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。目前，USB电风扇已经成了上班族、学生党的常备利器。若USB风扇正常工作时内部电机两端电压为U，输入电流为I，则以下说法正确的是（　　）
A.电机的电阻为
B.电机产生焦耳热的功率为UI
C.电机输出的机械功率小于UI
D.电机消耗的电功率小于UI
3.（多选）关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A.不用手或导电物去接触、探试电源插座内部
B.可以用湿布擦拭电器
C.电器使用完毕后应拔掉电源插头
D.发现有人触电要设法及时切断电源
4.如图所示，直流电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下列关系式正确的是（　　）
A.I＝　　　　　 B.P＝UI＋I2r
C.P热＝ D.P出＝UI－I2r
5.（多选）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A.R接到b电源上时电源的效率高
B.R接到b电源上时电源的输出功率较大
C.R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
D.R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
8　焦耳定律　电路中的能量转化
9　家庭电路
【基础知识·准落实】
知识点一
1.（1）电压U　电流I　（3）焦耳　2.（2）UI　（3）瓦特　W
知识点二
1.（1）二次方　时间　（2）I2Rt　2.（2）I2R
知识点三
（1）电能　（2）输出功率　内电路
知识点四
1.越大　电流　焦耳热
2.（1）接地线　（2）①熔断　切断　②自动断开
3.（1）节能的电器　（3）电源
情景思辨
1.（1）√　（2）√　（3）×
2.（1）√　（2）√　（3）√　（4）×
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【探究】　
　提示：电阻。串联电路中电流相同，根据P热＝I2R可知电阻越大，灯泡越亮。
【典例1】　B　W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路，则W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B正确，A、C、D错误。
素养训练
1.C　设每个电阻丝的电阻为R，则R串＝2R，R并＝，由Q＝t得t串∶t并＝4∶1，C正确。
2.C　对灯泡有P＝UI＝，可知RA＜RB，对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，则有UB＞110 V，A、B两灯不能正常发光；对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更要小于RB，所以UB＞U并，A、B两灯不能正常发光；对于C电路，B灯与变阻器并联，并联部分的总电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光，对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光，比较C、D两个电路，C电路中变阻器功率为（IA－IB）×110 V，D电路中变阻器功率为（IA＋IB）×110 V，所以C电路消耗电功率最小，故选C。
要点二
知识精研
【探究】　
　提示：不对。因为当电动机通电但不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时是一个纯电阻电路。当电动机转动时，消耗的电能转化为机械能和内能，此时是非纯电阻电路。
【典例2】　（1）1.5 W　（2）8 W
解析：（1）电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为内能，此时电动机可看成纯电阻，则r＝＝0.5 Ω。
当电压为2 V、电流为1 A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和内能之和。
转化的热功率为P热＝r＝0.5 W，
总功率P总＝U2I2＝2 W，
则输出功率P出＝P总－P热＝1.5 W。
（2）若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看作纯电阻电路，此时的电热功率为
P热'＝＝ W＝8 W。
素养训练
1.C　电动机消耗的电功率P＝UI＝16 W，故A错误；电动机线圈的发热功率P热＝I2R＝2 W，故C正确； 电动机输出的机械功率P出＝P－P热＝14 W，故B错误；电动机的工作效率η＝×100％＝87.5％，故D错误。
2.（1）0.6 A　（2）2.04 W　（3）85％
解析：（1）灯泡正常发光，则通过灯泡的电流
IL＝＝ A＝1 A
通过电阻R的电流
IR＝＝ A＝1.6 A
通过电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A。
（2）电动机消耗的总功率
P＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W
电动机线圈内阻的热功率
P热＝I2r＝（0.6）2×1 W＝0.36 W
电动机的输出功率
P出＝P－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W。
（3）电动机的效率
η＝×100％＝×100％＝85％。
要点三
知识精研
【探究】　
　提示：EIt；I2Rt；I2rt；EIt＝I2Rt＋I2rt。
【典例3】　ABD　由题图可知，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，滑动变阻器的有效电阻在减小，外电路电阻由3r逐渐减小为r，由电源的输出功率与外电阻的关系可知，电源的输出功率由小变到最大，故A正确；定值电阻R0消耗的功率为PR0＝I2R0，而电流在不断增大，则R0消耗的功率由小变大，电源内部的电势降落为Ir由小变大，故B正确，C错误；对于滑动变阻器消耗的功率的变化情况，可把R0＋r＝2r看作新电源的内阻，可知当R＝2r时滑动变阻器消耗的功率最大，当R变小时，其消耗的功率变小，故D正确。
素养训练
1.（1）3 Ω　0.75 W　（2）0　2 W
解析：（1）把R1视为内电路的一部分，则当R＝R1＋r＝3 Ω 时，R消耗的功率最大，其最大值为
Pmax＝＝0.75 W。
（2）对定值电阻R1，当电路的电流最大时其消耗的功率最大，此时R＝0，所以P1＝I2R1＝R1＝2 W。
2.（1）0　10.9 W　（2）4.5 Ω　13.3 W
解析：（1）由题图乙知电源的电动势和内阻为
E＝20 V，r＝ Ω＝7.5 Ω
由题图甲分析知道，当R＝0时，R0消耗的功率最大，
最大值为Pmax＝R0＝×3 W≈10.9 W。
（2）当r＝R＋R0，即R＝4.5 Ω时，电源的输出功率最大，最大值为Pmax'＝（R0＋R）＝×（3＋4.5）W≈13.3 W。
【教学效果·勤检测】
1.AD　任何电路的焦耳热都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；W＝t只适用于纯电阻电路，D正确。
2.C　电动机为非纯电阻电路，计算电阻不能用欧姆定律，即电阻不等于，故A错误；电动机工作时，有 UI＝P机＋P热，可知电机输出的机械功率小于UI，电机产生焦耳热的功率小于UI，电机消耗的电功率等于UI，故C正确，B、D错误。
3.ACD　若用手或导电物去接触、探试电源插座内部，容易引起短路，则A正确；用湿布擦拭电器容易发生触电事故，则B错误；电器使用完毕后应拔掉电源插头，可以消除安全隐患，则C正确；发现有人触电要设法及时切断电源，保证人身安全，D正确。
4.D　电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流I≠，它消耗的电能一部分转化成机械能，一部分转化成焦尔热，线圈电阻的发热功率P热＝I2r，电动机消耗的电功率为P＝IU，所以根据能量守恒定律得P出＝UI－I2r，故D正确。
5.AC　由图像可知，电源a给电阻R供电时，R两端的电压大，通过R的电流大，由P出＝IU知，R接到a电源上，电源的输出功率大，因为电源的效率η＝＝＝，而ra＞rb，所以电源a的效率低，故A、C正确。
8 / 8(共83张PPT)
8　焦耳定律　电路中的能量转化
9　家庭电路
核心 素养 目标 物理 观念 1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念。
2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系，
并能进行有关的计算。
3.了解家庭电路的组成以及安全用电和节约用电的有
关措施
科学 思维 1.了解公式Q＝I2Rt（P＝I2R）、Q＝的适
用条件。
2.会分析计算闭合电路中能量之间的转化
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　电功　电功率
1. 电功
（1）概念：电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端
的 与电路中的 、通电时间t三者的乘积。
（2）公式：W＝UIt。
（3）单位： ，简称焦，符号是J。
电压U　
电流I　
焦耳　
2. 电功率
（1）定义：电流所做的功W与做这些功所用时间t的比。
（2）公式：P＝＝ 。
（3）单位： ，简称瓦，符号为 。常用的单位还有
kW，1 kW＝103 W。
UI　
瓦特　
W　
知识点二　焦耳定律　热功率
1. 焦耳定律
（1）内容：电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的 成正
比、跟导体的电阻R成正比、跟通电 t成正比，这就
是焦耳定律。
（2）表达式：Q＝ 。
（3）焦耳热：电流通过电阻而产生的热。
二次方　
时间　
I2Rt　
2. 热功率
（1）定义：电流通过电阻所产生的热量Q与产生这些热量所用时
间t的比。
（2）表达式：P热＝ 。
I2R　
知识点三　电路中的能量转化
闭合电路中的能量转化关系：EI＝U外I＋I2r
（1）EI表示电源把其他形式的能量转化为 的功率。
（2）U外I和I2r分别表示电源的 和电源 的
热功率。
电能　
输出功率　
内电路　
知识点四　家庭电路
1. 对于长度一定的导线来说，横截面积越小，电阻 ，因此对
于某种规格的导线，其允许通过的 要有所限制，否则导线
上积累的 将带来危害。
越大　
电流　
焦耳热　
②断路器：当电器出现漏电时，会有漏电电流经某种渠道流
过，只要漏电电流达到一定程度，断路器也会
，这就是漏电保护。
自动断
开　
2. 安全用电
（1）安装可靠的 。
（2）过载保护与漏电保护
①保险丝：保险丝串联在总干路中，一旦出现电流过载的情
况，保险丝会由于过热而 ，从而 电路，避
免灾害的发生。
接地线　
熔断　
切断　
3. 节约用电
（1）尽量使用 。
（2）合理使用空调。
（3）较长时间不使用的电器，请关闭 。
节能的电器　
电源　
【情景思辨】
1. 用水壶烧水时，壶底马上很热了，水慢慢烧开了，而连接电水壶的导线却不怎么热。
（1）导线与电热丝串联，通电时电流相等。（　√）
（2）导线电阻相对电炉电阻来说很小，根据P＝I2R可知导线的热
功率很小。 （　√　）
√
√
（3）导线电阻相对电炉电阻来说很小，家庭电路中电压一定，根
据P＝可知导线热功率很大。 （　×　）
×
2. 机器人的使用开阔了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解放出来。一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电源电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰能正常工作。
（1）电动机消耗的总功率为UI。 （　√　）
（2）电动机消耗的热功率为I2R。 （　√　）
（3）电动机的输出功率小于UI。 （　√　）
（4）若此时将电动机卡住，电动机的电流仍为I。 （　×　）
√
√
√
×
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　电功和电热
【探究】
　不同型号的白炽灯泡串联在电路中，它们的发光亮度会有明显差异，影响这个差异的主要参数是什么？该参数是如何影响灯泡亮度的？
提示：电阻。串联电路中电流相同，根据P热＝I2R可知电阻越大，灯泡越亮。
【归纳】
1. 电功和电功率
W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任
何电路。
2. 电热和热功率
Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任
何电路产生的电热和热功率。
3. 额定功率和实际功率
（1）用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率。当用电器两
端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也
达到额定功率P额，且P额＝U额I额。
（2）用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为
了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。
【典例1】　关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　）
A. 在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W＝Q
B. 在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q
C. W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D. W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立
解析：W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，Q＝I2Rt是焦耳热
的定义式，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路，则W＝Q，在非
纯电阻电路中W＞Q，B正确，A、C、D错误。
1. 取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电
阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压。若两次两电阻丝产生
的热量均为Q，第一次用时t串，第二次用时t并，则先后两次所用时
间之比为（　　）
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 4∶1 D. 1∶4
解析： 　设每个电阻丝的电阻为R，则R串＝2R，R并＝，由Q＝
t得t串∶t并＝4∶1，C正确。
2. 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两
盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且
电路中消耗功率最小的电路是（　　）
解析： 　对灯泡有P＝UI＝，可知RA＜RB，对于A电路，由于
RA＜RB，所以UB＞UA，则有UB＞110 V，A、B两灯不能正常发
光；对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更要
小于RB，所以UB＞U并，A、B两灯不能正常发光；对于C电路，B灯与变阻器并联，并联部分的总电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光，对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光，比较C、D两个电路，C电路中变阻器功率为（IA－IB）×110 V，D电路中变阻器功率为（IA＋IB）×110 V，所以C电路消耗电功率最小，故选C。
要点二　纯电阻电路与非纯电阻电路中的能量问题
【探究】
　这种说法对吗？为什么？
提示：不对。因为当电动机通电但不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时是一个纯电阻电路。当电动机转动时，消耗的电能转化为机械能和内能，此时是非纯电阻电路。
【归纳】
1. 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、白炽灯 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
欧姆 定律 适用，I＝ 不适用，I＜
比较项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
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＋W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
2. 电动机的简易模型及其功率、效率
（1）电动机的总功率（输入功率）：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％。
【典例2】　有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动
机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把它接入2 V电压的电路
中，电动机正常工作，工作电流是1 A。
（1）求电动机正常工作时的输出功率；
答案： 1.5 W　
解析： 电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗
的电能完全转化为内能，此时电动机可看成纯电阻，则r＝＝
0.5 Ω。
当电压为2 V、电流为1 A时，电动机正常工作，有机械能输
出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械
能和内能之和。
转化的热功率为P热＝r＝0.5 W，
总功率P总＝U2I2＝2 W，
则输出功率P出＝P总－P热＝1.5 W。
解析：若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看
作纯电阻电路，此时的电热功率为
P热'＝＝ W＝8 W。
（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为
多大？
答案： 8 W
1. 一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5 Ω。当电动机两端所加电
压为8 V时，电动机正常工作，通过线圈的电流是2 A。由此可知
（　　）
A. 电动机消耗的电功率为72 W
B. 电动机输出的机械功率为12 W
C. 电动机线圈的发热功率为2 W
D. 电动机的工作效率为50％
解析： 　电动机消耗的电功率P＝UI＝16 W，故A错误；电动机
线圈的发热功率P热＝I2R＝2 W，故C正确； 电动机输出的机械功
率P出＝P－P热＝14 W，故B错误；电动机的工作效率η＝×100
％＝87.5％，故D错误。
2. 小型直流电动机（其线圈内阻为r＝1 Ω）与规格为“4 V　4 W”的
小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的
电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
（1）通过电动机的电流；
答案： 0.6 A　
解析： 灯泡正常发光，则通过灯泡的电流
IL＝＝ A＝1 A
通过电阻R的电流
IR＝＝ A＝1.6 A
通过电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A。
（2）电动机的输出功率P出；
答案： 2.04 W　
解析：电动机消耗的总功率
P＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W
电动机线圈内阻的热功率
P热＝I2r＝（0.6）2×1 W＝0.36 W
电动机的输出功率P出＝P－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W。
（3）电动机的效率。
答案： 85％
解析：电动机的效率
η＝×100％＝×100％＝85％。
要点三　闭合电路中的能量
【探究】
　闭合电路中，电源电动势为E，内、外电路的电阻分别是r和R，
电路中的电流为I，t时间内电源把多少其他形式的能转化为电能？
外电路产生的热量是多少？内电路产生的热量是多少？三者之间
有何关系？
提示：EIt；I2Rt；I2rt；EIt＝I2Rt＋I2rt。
【归纳】
1. 电源的总功率
（1）物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。
（2）表达式：P总＝EI。
2. 电源内部消耗的功率
（1）物理意义：电源内阻的发热功率。
（2）表达式：P内＝I2r。
3. 电源的输出功率
（1）物理意义：电源对外供电功率。
（2）表达式：P出＝UI。
（3）当外电路为纯电阻电路时
①电源的输出功率
P出＝I2R＝R＝＝。
可知当R＝r时，电源有最大输出功率，即P出max＝。
②P出与外电阻R的函数关系图像
4. 电源的效率
η＝×100％＝×100％＝×100％
对于纯电阻电路，则η＝＝＝，可见，外电阻R越
大，电源的效率越高。
【典例3】　（多选）如图所示，已知电源内阻为r，定值电阻R0的阻
值也为r，滑动变阻器R的总电阻为2r。若滑动变阻器的滑片P由A向B
滑动，则（　　）
A. 电源的输出功率由小变大
B. 定值电阻R0消耗的功率由小变大
C. 电源内部的电势降落由大变小
D. 滑动变阻器消耗的功率变小
解析：由题图可知，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，滑动变阻
器的有效电阻在减小，外电路电阻由3r逐渐减小为r，由电源的输出功
率与外电阻的关系可知，电源的输出功率由小变到最大，故A正确；
定值电阻R0消耗的功率为PR0＝I2R0，而电流在不断增大，则R0消耗的
功率由小变大，电源内部的电势降落为Ir由小变大，故B正确，C错
误；对于滑动变阻器消耗的功率的变化情况，可把R0＋r＝2r看作新电
源的内阻，可知当R＝2r时滑动变阻器消耗的功率最大，当R变小时，
其消耗的功率变小，故D正确。
1. 在如图所示的电路中，已知电源电动势 E＝3 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：
（1）当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？
答案： 3 Ω　0.75 W　
解析： 把R1视为内电路的一部分，则当R＝R1＋r＝3 Ω
时，R消耗的功率最大，其最大值为Pmax＝＝0.75 W。
（2）当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？
答案： 0　2 W
解析：对定值电阻R1，当电路的电流最大时其消耗的功率最
大，此时R＝0，所以P1＝I2R1＝R1＝2 W。
2. 电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的路端电压随电流变
化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3
Ω。求：
（1）当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？
答案： 0　10.9 W　
解析： 由题图乙知电源的电动势和内阻为
E＝20 V，r＝ Ω＝7.5 Ω
由题图甲分析知道，当R＝0时，R0消耗的功率最大，
最大值为Pmax＝R0＝×3 W≈10.9 W。
（2）当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
答案：（2）4.5 Ω　13.3 W
解析：当r＝R＋R0，即R＝4.5 Ω时，电源的输出功率最大，
最大值为Pmax'＝（R0＋R）＝×（3＋
4.5）W≈13.3 W。
要点回眸
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. （多选）下列对电功及焦耳定律的理解正确的是（　　）
A. 焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
B. 电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W一定等于Q
C. 非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
D. 电功的另一表达式W＝t只适用于纯电阻电路
解析： 　任何电路的焦耳热都可用焦耳定律求解，A正确；B选
项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B错误；
非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；W＝t只适用于
纯电阻电路，D正确。
2. USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，
比传统的马达风扇更安静、更省电。目前，USB电风扇已经成了上
班族、学生党的常备利器。若USB风扇正常工作时内部电机两端电
压为U，输入电流为I，则以下说法正确的是（　　）
A. 电机的电阻为
B. 电机产生焦耳热的功率为UI
C. 电机输出的机械功率小于UI
D. 电机消耗的电功率小于UI
解析： 电动机为非纯电阻电路，计算电阻不能用欧姆定律，即
电阻不等于，故A错误；电动机工作时，有 UI＝P机＋P热，可知
电机输出的机械功率小于UI，电机产生焦耳热的功率小于UI，电
机消耗的电功率等于UI，故C正确，B、D错误。
3. （多选）关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A. 不用手或导电物去接触、探试电源插座内部
B. 可以用湿布擦拭电器
C. 电器使用完毕后应拔掉电源插头
D. 发现有人触电要设法及时切断电源
解析： 　若用手或导电物去接触、探试电源插座内部，容易
引起短路，则A正确；用湿布擦拭电器容易发生触电事故，则B错误；电器使用完毕后应拔掉电源插头，可以消除安全隐患，则C正确；发现有人触电要设法及时切断电源，保证人身安全，D正确。
4. 如图所示，直流电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源
时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功
率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下
列关系式正确的是（　　）
A. I＝ B. P＝UI＋I2r
C. P热＝ D. P出＝UI－I2r
解析： 　电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流I≠，
它消耗的电能一部分转化成机械能，一部分转化成焦尔热，线圈电
阻的发热功率P热＝I2r，电动机消耗的电功率为P＝IU，所以根据能
量守恒定律得P出＝UI－I2r，故D正确。
5. （多选）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图
线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电
阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源
上，那么（　　）
A. R接到b电源上时电源的效率高
B. R接到b电源上时电源的输出功率较大
C. R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效
率较低
D. R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率
也较高
解析： 　由图像可知，电源a给电阻R供电时，R两端的电压
大，通过R的电流大，由P出＝IU知，R接到a电源上，电源的输出
功率大，因为电源的效率η＝＝＝，而ra＞rb，所以电源a
的效率低，故A、C正确。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
1. 下列关于电功率的说法中，正确的是（　　）
A. 用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关
B. 用电器的实际功率取决于用电器的额定功率
C. 白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率
D. 电功率越小，则电流做功越少
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解析： 　用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用
电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A错误，
C正确；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的
电流决定的，故B错误；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，
还与通电时间有关，故D错误。
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2. 关于家庭用电，下列做法中正确的是（　　）
①在卫生间选用防水开关　②在儿童能触及的范围内，采用带防护
门的插座　③让电视机长期处于遥控待机状态　④多个电器方便地
接在同一移动插座上
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
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解析： 　在卫生间选用防水开关能够较好的防止触电等事故的发
生，故①正确；采用带防护门的插座可避免儿童将手指插入插孔引
起触电事故，故②正确；让电视机长期处于遥控待机状态，浪费电
能，故③错误；多个电器接在同一移动插座上，当同时开启这些电
器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作。甚至
因移动插座连接线超负荷而发热引起火灾，故④错误。
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3. 如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60
W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发
光，则（　　）
A. 电解槽消耗的电功率为120 W
B. 电解槽的发热功率为60 W
C. 电解槽消耗的电功率为60 W
D. 电路消耗的总功率为60 W
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解析： 灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，
且由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以有I＝I灯＝
A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错误，C正确；电解
槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率
P总＝220× W＝120 W，D错误。
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4. 如图所示，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的
导线却不是很热，其主要原因是（　　）
A. 导线有绝缘皮，隔热效果好
B. 导线较长，散热比电烙铁快
C. 导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D. 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
解析： 　电烙铁和导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电烙
铁的电阻，由热功率P＝I2R可知，电烙铁很烫而导线不怎么热，故
C正确。
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5. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部
件进行吸尘清扫，图为扫地机器人，已知其电池容量为2 000
mA·h，额定工作电压为 15 V ，额定功率为30 W，则下列说法正确
的是（　　）
A. 扫地机器人的电阻是10 Ω
B. 题中“mA·h”是能量的单位
C. 扫地机器人正常工作时的电流是2 A
D. 扫地机器人充满电后最长工作时间约为4 h
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解析： 　根据P＝UI，可知扫地机器人正常工作时的电流I＝＝
A＝2 A，由于扫地机器人内部是非纯电阻电路，R＜＝7.5 Ω，
A错误，C正确；题中“mA·h”是电荷量的单位，B错误；扫地机
器人充满电后最长工作时间 t＝＝＝1 h，D错误。
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6. 三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其
中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个
电路允许消耗的最大功率为（　　）
A. 30 W B. 20 W
C. 15 W D. 10 W
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解析： 　连接后电路如图所示，电路消耗的
功率最大时，L3两端电压最大，此时它消耗
的电功率为10 W，因L1与L2串联，且电阻相
等，则分配在L1与L2两灯上的电压都是灯L3两端电压的一半。所以P1＝P2＝＝＝＝ W＝2.5 W则整个电路消耗的最大功率P＝P1＋P2＋P3＝（2.5＋2.5＋10）W＝15 W，C正确。
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7. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车
启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下面说法错误的
是（　　）
A. 车灯的电流变小 B. 路端电压变小
C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大
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解析： 　开关闭合时，车灯变暗，则流过车灯的电流I灯变小，A
正确； 电路的路端电压为U路＝U灯＝I灯R灯，I灯变小，路端电压变
小，B正确；总电流即干路电流为I干＝＝，U路减小，干路
电流增大，C错误；电源总功率为P总＝EI干，I干增大，总功率变
大，D正确。
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8. 某电动机提升重物的装置如图所示，电源电压为120 V，不计内
阻。重物的质量m＝50 kg。当电机以v＝0.9 m/s的恒定速度向上提
升重物时，电路中的电流I＝5 A，重力加速度g＝10 m/s2，则下列
判断不正确的是（　　）
A. 电动机消耗功率600 W
B. 电动机的机械功率450 W
C. 电动机线圈电阻为6 Ω
D. 电动机线圈电阻为24 Ω
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解析： 　电动机消耗功率P＝UI＝600 W，选项A正确；电动机的
机械功率P机＝mgv＝450 W，选项B正确；对电动机有P－P机＝
I2r，解得电动机线圈电阻为r＝6 Ω，选项C正确，D错误。
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9. 某家庭要安装一套家庭供热水系统，所选用电热水器的技术参数中
标有：“加热功率/电压3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装
一个熔断器，参考下列数据并通过计算说明，应该选择多大直径的
熔丝？
常用铅锡合金熔丝的技术数据（铅95％，锡5％）
额定电 流I/A 2 2.6 3.3 4.8 7 11 15 18 22
直径 d/mm 0.508 0.6
1 0.7
1 0.91
5 1.22 1.6
3 2.03 2.34 2.65
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答案：见解析
解析：P＝3 800 W，U＝220 V，
I＝≈17.27 A，
查表可得，应选用直径为2.34 mm、额定电流为18 A的熔丝。
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10. 某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热
丝，部分技术参数如表，电吹风在220 V电压下工作。下列说法正
确的是（　　）
电吹风额定电压 220 V
电吹风 额定功率 热风时：990 W
冷风时：110 W
A. 开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风
B. 该电吹风中电动机的内电阻为440 Ω
C. 吹热风时通过电热丝的电流为4 A
D. 吹热风时电热丝的功率为990 W
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解析： 　由题中电路图可知，开关S1、S2都闭合时，电动机和电
热丝同时接入电路，电吹风吹热风，故A错误；只闭合开关S2
时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，则电阻为r＝＝
Ω＝440 Ω，由于电动机为非纯电阻，则内阻不为440 Ω，故B
错误；开关S1、S2都闭合时，总功率为990 W，即为电动机的功率
和电热丝的功率之和，则吹热风时电热丝的功率为P2＝880 W，
通过电热丝的电流为I＝＝ A＝4 A，故C正确，D错误。
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11. 如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，直流电动机内阻R0
＝1 Ω。调节R使图中电源输出功率最大，且此时电动机刚好正常
工作（额定功率为6 W），则此时电动机的热功率P为（　　）
A. P＝2 W B. P＝1.5 W
C. P＝6 W D. P＝4 W
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解析： 　根据闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir，电源输出功率P
出＝UI，联立解得P出＝EI－I2r，因此当I＝＝2 A时，电源输出
功率最大且Pmax＝，此时电机的焦耳热功率P＝I2R0＝4 W，A、
B、C错误，D正确。
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12. 在现代生活中，充电宝是手机一族出行的必备品。当充电宝电量
不足时，需要给充电宝充电，此时充电宝相当于可充电的电池，
充电过程可简化为如图所示的电路。先给一充电宝充电，充电电
压为5 V，充电电流为1 000 mA，充电宝的内阻为0.2 Ω。试求：
（1）充电宝的输入功率；
答案： 5 W　
解析： 充电宝的输入功率为
P入＝UI＝5×1 000×10－3 W＝5 W。
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（2）充电宝内阻消耗的热功率。
答案： 0.2 W
解析：充电宝内阻消耗的热功率为
P热＝I2r＝12×0.2 W＝0.2 W。
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