《焦耳定律》
1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是( )
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
【解析】 电功率公式为P＝，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝()2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A错．
W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路．而I＝只适用于纯电阻电路，B对．
在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正确．
Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．
【答案】 A
2．下列说法正确的是( )
A．家庭生活中，常说的“1度”电，指的是电功率的单位
B．功率是1千瓦的空调正常工作一个小时所消耗的电功是1度
C．1度等于1
000焦耳
D．1度等于3.6×106瓦
【解析】 “度”是电功的单位，1
度＝1
kW·h＝1
000
W×3
600
s＝3.6×106
J，故A、C、D错误．功率为1千瓦的空调正常工作1个小时消耗的电功为W＝Pt＝1
kW·h＝1度，故B正确．
【答案】 B
3．对于连入电路的不同灯泡，亮度大的灯泡是( )
A．通过的电流大的灯泡
B．两端电压大的灯泡
C．电阻大的灯泡
D．消耗电功率大的灯泡
【解析】 消耗电功率大，是指单位时间内将电能转化为(热能)光能多，亮度大，D正确．
【答案】 D
4．如图2－5－7所示为甲、乙两灯泡的I－U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220
V的电路中，实际发光的功率约为( )
图2－5－7
A．15
W、30
W
B．30
W、40
W
C．40
W、60
W
D．60
W、100
W
【解析】 由图象的横坐标U＝220
V可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.18
A，I乙＝0.27
A，则P甲＝I甲U≈40
W，P乙＝I乙U≈60
W，C正确．
【答案】 C
5．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110
W，通过3
C的电荷量时，有330
J的电能转化为内能，则以下说法错误的是( )
A．电阻所加电压为330
V
B．通过电阻的电流为1
A
C．电阻通电时间为3
s
D．这个电阻的阻值为110
Ω
【解析】 由W＝qU知电路电压U＝＝110
V，A错误；
由P＝IU得I＝＝1
A，B正确；由W＝Pt得通电时间t＝＝3
s，C正确；由R＝，得R＝110
Ω，D正确．
【答案】 A
6．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内下列判断不正确的是( )
A．电炉和电动机产生的热量相同
B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C．电炉两端电压小于电动机两端电压
D．电炉和电动机两端电压相等
【解析】 对电动机IU＝IU′＋IUR①
其中IU′为转化为机械能的功率．对电炉：
只有P＝I2R＝IUR②
比较①②得：U＞UR，D错．
【答案】 D
7．有一只电风扇，标有“220
V
50
W”，电动机线圈的电阻为0.4
Ω，把它接入220
V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是( )
A．Q＝
B．Q＝Pt
C．Q＝()2Rt
D．以上三种方法均正确
【解析】 对纯电阻电路电热的计算可用Q＝UIt＝I2Rt＝，而电风扇工作时不能看成纯电阻电路，故电热计算要用Q＝I2Rt计算，而电流计算I＝用于任何电路，所以C项正确．
【答案】 C
8．如图2－5－8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( )
图2－5－8
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
【解析】 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110
V电压，且干路电流I＝I灯＝，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60
W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3
W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220
V×＝120
W，D错误．
【答案】 C
9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图2－5－9，此空调器运行1小时用电
( )
图2－5－9
A．1.0度
B．1.5度
C．2.0度
D．2.5度
【解析】 从题图可以看出，在1小时内，空调器以0.5
kW工作的时间为20分钟，以2
kW工作的时间为40分钟，故空调器1小时内用电为：P1t1＋P2t2＝0.5×＋×2
kW·h＝1.5
kW·h＝1.5度
【答案】 B
10．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24V/200W)和10个相同的指示灯X1～X10(220V/2W)，将其连接在220
V交流电源上，电路如图2－5－10所示，若工作一段时间后，L2
灯丝烧断，则( )
图2－5－10
A.
X1的功率减小，L1的功率增大
B.
X1的功率增大，L1的功率增大
C.
X2功率增大，其它指示灯的功率减小
D.
X2功率减小，其它指示灯的功率增大
【解析】 显然L1和X1并联、L2和X2并联…然后他们再串联接在220
V交流电源上，L2
灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I减小，又L1和X1并联的电流分配关系不变，则X1和L1的电流都减小、功率都减小，同理可知除X2
和L2
外各灯功率都减小，A、B均错；由于I减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X2
上电压增大，根据P＝U2/R可知X2
的功率变大，C对、D错．
【答案】 C
11．如图2－5－11所示，两个不同的工业用电烙铁，其中甲的规格的“220
V,800
W”，乙的规格为“220
V，1
600
W”．则当两电烙铁分别接通，其通过的电流分别为I1＝0.4
A，I2＝0.2
A时，分别工作t1＝10
s，t2＝20
s后释放的热能为多少？
甲 乙
2－5－11
【解析】 由P＝得：R＝，
故R甲＝
Ω＝60.5
Ω
R乙＝
Ω＝30.25
Ω，
由焦耳定律Q＝I2Rt得：
Q甲＝IR甲t1＝(0.4)2×60.5×10
J＝96.8
J，
Q乙＝IR乙t2＝(0.2)2×30.25×20
J＝24.2
J.
【答案】 96.8
J 24.2
J
12．在研究微型电动机的性能时，可采用如图2－5－12所示的实验电路．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0.5
A和1.0
V；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2.0
A和15.0
V．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．
图2－5－12
【解析】 当电流表和电压表的示数为0.5
A和1.0
V时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r＝＝
Ω＝2
Ω.
当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0
A和15.0
V，则电动机的总功率
P总＝U2I2＝15.0×2.0
W＝30.0
W，
线圈电阻的热功率P热＝Ir＝2.02×2
W＝8.0
W，
所以P输出＝P总－P热＝30.0
W－8.0
W＝22.0
W.
【答案】 22.0
W 2
Ω《焦耳定律》
基础达标
1．对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是( )
A．通过电流大的灯泡 B．两端电压大的灯泡
C．电阻值大的灯泡
D．消耗电功率大的灯泡
【解析】 亮度大的灯泡，功率大，D正确．
【答案】 D
2．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，且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在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立
【解析】 W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错．
【答案】 B
3．(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内( )
A．电炉放热和电动机放热相等
B．电炉两端电压大于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率大于电炉的电功率
【解析】 由Q热＝I2Rt知A对．电炉为纯电阻用电器，UIt＝I2Rt，U＝IR，电动机为非纯电阻用电器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，B、C错，D对．
【答案】 AD
4．下图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( )
A．I2R
B．U2/R
C．UI
D．UI－I2R
【解析】 选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路，D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P＝UI总是适用的，C选项正确．
【答案】 C
5．如右图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3( )
A．1∶1∶1
B．4∶1∶1
C．1∶4∶4
D．1∶2∶2
【解析】 R2、R3并联，电压相等，功率又相等，所以电流相等，电阻相等；因此通过R1的电流是通过R2电流的两倍，又因为功率相等，根据P＝I2R可知，R1是R2的.根据以上分析可知R1：R2：R3＝1：4：4.
【答案】 C
6．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如下图所示)，下列说法正确的是( )
A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少
D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
【解析】 开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D不正确．
【答案】 A
7．一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率为100
W，若将这盏电灯接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率为9
W，那么此时电灯实际消耗的功率将( )
A．大于91
W
B．小于91
W
C．等于91
W
D．条件不足，无法确定
【解析】 电源电压不变，当电阻增大时，由P＝可知，功率减小，所以将灯接在很长的导线上总功率小于100
W，导线损失9
W，则电灯的功率将小于91
W，故B选项正确．
【答案】 B
8.
电阻R1与R2的伏安特性曲线如图所示，并把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现把R1与R2串联在电路中，R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2，串联总电阻为R，下列关于P1与P2大小及R的伏安特性曲线所在区域的叙述，正确的是( )
A．P1>P2，特性曲线在Ⅰ区
B．P1
C．P1>P2，特性曲线在Ⅲ区
D．P1【解析】 由题图知R1【答案】 D
9．一台电动机电阻为0.5
Ω，正常工作时通过的电流为20
A，在10
s内转化的机械能为4.2×104
J，求：在这10
s内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？
【解析】 先计算电热，Q＝I2Rt＝2.0×103J，再根据W＝Q＋E机，故W＝2.0×103J＋4.2×104J＝4.4×104J.
【答案】 4.4×104
J 2.0×103
J
能力提升
1．两个电阻，R1＝8
Ω，R2＝2
Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是( )
A．用一个阻值为2
Ω的电阻与R2串联
B．用一个阻值为6
Ω的电阻与R2串联
C．用一个阻值为6
Ω的电阻与R1串联
D．用一个阻值为2
Ω的电阻与R1串联
【解析】 欲使两电阻消耗的电功率相等，须有IR1＝IR2，此时I2＝2I1.显然，用一个2
Ω的电阻与R2串联后，再与R1并联，可满足题目要求．故A选项正确．
【答案】 A
2．超导材料电阻率恰变为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家发现了临界温度为90
K的高温超导材料．利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4
Ω，它供给用电器的电功率为40
kW，电压为800
V．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )
A．1
kW
B．1.6×103
kW
C．1.6
kW
D．10
kW
【解析】 因为超导体电阻为零，不损耗电功率，所以节约的电功率即是用普通材料时线路损耗的电功率，P＝I2R＝2R＝2×0.4
W＝1
kW.故正确答案为A.
【答案】 A
3．(多选)如图所示，电阻R1＝20
Ω，电动机绕组的阻值R2＝10
Ω.当开关打开时，电流表的示数是I0＝0.5
A；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )
A．I＝1.5
A
B．I<1.5
A
C．P＝15
W
D．P<15
W
【解析】 由题意知，电路两端的电压U＝R1I0＝10
V，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1
A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I<1.5
A，B对；同理电动机所消耗的功率也小于10
W，则电路消耗的电功率P<15
W，D正确，故选B、D.
【答案】 BD
4．小王同学在电工师傅的指导下测得一只白炽灯的电阻为60
Ω，电灯接入电路中时，测得灯泡两端的电压为220
V，通过灯泡的电流是0.27
A，出现了>60
Ω的现象，则关于出现这一现象的合理解释是( )
A．出现上述现象的原因是测量误差所致
B．出现这种现象可能是由于电灯是非纯电阻元件
C．出现这种现象是由于灯泡的电阻随温度的升高发生了变化
D．以上解释均有可能
【解析】 ＝815
Ω，与60
Ω的差别很大，显然不是测量误差所致．表面上从≠R，判定电灯是非纯电阻元件是不可取的．因为从能量角度来看，电流做功全部转化为灯丝的内能，所以应是纯电阻元件．出现这一现象的最根本的原因是：通上电的灯泡的灯丝随温度升高电阻发生了明显的变化，C对．
【答案】 C
5．某一直流电动机提升重物的装置如图，重物质量m＝50
kg，电源电压U＝110
V，不计电源的内阻及各处摩擦，当电动机以v＝0.90
m/s的恒定速度向上提升重物时，电阻中的电流I＝5
A，由此可知电动机线圈的电阻R为多少？
【解析】 电动机消耗的电能一部分用于提升重物的机械能，一部分消耗在电动机线圈电阻发热上
P电＝P机＋P热，其中P电＝UI
P机＝mgv，P热＝I2R
则UI＝mgv＋I2R
R＝＝4.4
Ω
【答案】 4.4
Ω《焦耳定律》
1．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量．
2．电流做功的公式为W＝UIt，适用于任何电路．
电功率的公式为P＝UI，适用于任何电路．
3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q＝I2Rt，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律．
电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P＝I2R，适用于任何电路．
4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W＝Q＝I2Rt＝UIt.含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W＝UIt，电热表达式为Q＝I2Rt.
5．两个绕线电阻分别标有“100
Ω 10
W”和“20
Ω 40
W”则它们允许通过的额定电流之比是( )
A./5
B./20
C./10
D．1/2
000
答案 C
6．两个电阻分别标有“1
A 4
W”和“2
A 1
W”，则它们的电阻之比为( )
A．2∶1
B．16∶1
C．4∶1
D．1∶16
答案 B
7．关于电功，下列说法中正确的有( )
A．电功的实质是电场力所做的功
B．电功是电能转化为其他形式能量的量度
C．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等
答案 AB
【概念规律练】
知识点一 电功、电功率的计算
1．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是( )
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②适用于任何电路的电热功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算
D．以上均不正确
答案 AB
解析 P＝UI、P＝适用于任何电路的电功率的计算，而P＝I2R、P＝只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B正确．
2．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为( )
图1
A．P1＝4P2
B．PD＝P/9
C．P1<4P2
D．PD>P2
答案 C
解析 从电阻器D的I—U图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P＝＝＝，说明三个电阻的阻值相等，即R1＝R2＝RD.连接成图(c)所示的电路时，电阻器D两端的电压小于U，电阻器D的阻值RD′>RD，这时电阻器RD两端的电压UD>，电阻R1两端的电压U1<，电阻R2两端的电压U2＝UD>，由电功率计算式综合比较得出，A、B、D错误，C正确．
知识点二 焦耳定律
3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，UI>I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
答案 BCD
解析 电功率公式P＝，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝()2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A不对．
W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路．而I＝只适用于纯电阻电路，B对．
在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C对．
Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．
4.
如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻RM＝0.6
Ω，R＝10
Ω，U＝160
V，电压表的读数为110
V．则：
图2
(1)通过电动机的电流是多少？
(2)输入到电动机的电功率是多少？
(3)电动机工作1
h所产生的热量是多少？
答案 (1)5
A (2)550
W (3)5.4×104
J
解析 (1)电动机是非纯电阻，不能用公式来求电路中的电流．R两端的电压为UR＝U－UM＝160
V－110
V＝50
V，I＝＝
A＝5
A.
(2)P入＝UMI＝110×5
W＝550
W.
(3)Q＝I2RMt＝5.4×104
J
【方法技巧练】
一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法
5.
有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L1和L2都标有“200
V 100
W”字样，L3和L4都标有“220
V 40
W”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？
图3
答案 L3最喑，L4最亮
解析 由它们的额定电压、额定功率判断出R1＝R2R1>R23并，由串联电路的功率分配可得P4>P1>(P2＋P3)，由并联电路的功率分配可得P2>P3，所以L3最暗，L4最亮．
方法总结 在比较两个灯泡的功率大小时，可先比较有相同量的两个灯泡，L1与L4电流相同，利用P＝I2R比较功率大小；L2与L4电压相同，利用P＝比较功率大小；L1与L2电阻相同，利用P＝I2R比较功率大小．
6．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，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )
答案 C
解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流．
由P＝和已知条件可知RA对于A电路，由于RA110
V，B灯被烧毁，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，并联电阻更小于RB，所以UB>U并，A灯若正常发光，则B灯烧毁．
对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于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，由于C电路中变阻器功率为(IA－IB)×110，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110，所以C电路消耗电功率最小．
方法总结 解此类问题的思路分两步：①先分清哪个电路的A、B灯能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值，其余两个也达到额定值方面分析．②确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法去比较，也可以用定性分析法比较．
二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析
7．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( )
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
答案 ABD
解析 电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R.对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.
8．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；若把电动机接入2
V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0
A．则：
(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？
(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
答案 (1)1.5
W (2)8
W
解析 (1)接U＝0.2
V电压，电机不转，电能全部转化成内能，故可视为纯电阻电路．电流I＝0.4
A，
根据欧姆定律，线圈电阻R＝＝
Ω＝0.5
Ω.
当接U′＝2.0
V电压时，电流I′＝1.0
A，
故输入电功率P电＝U′I′＝2.0×1.0
W＝2.0
W，
热功率P热＝I′2R＝1
2×0.5
W＝0.5
W.
故输出功率即机械功率
P机＝P电－P热＝(2.0－0.5)
W＝1.5
W.
(2)如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P热′＝＝
W＝8
W.
方法总结 (1)电动机是非纯电阻用电器，要注意区分电功率和热功率，电功率用P总＝UI计算，热功率P热＝I2R，机械功率P机＝P总－P热．
(2)注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题．
1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220
V 40
W”的灯泡，下列说法正确的是( )
A．接在110
V的电路中时的功率为20
W
B．接在110
V的电路中时的功率为10
W
C．接在440
V的电路中时的功率为160
W
D．接在220
V的电路中时的功率为40
W
答案 BD
解析 由P额＝得，灯泡的电阻R＝
Ω＝1
210
Ω，当电压为110
V时，P＝＝
W＝10
W；电压为440
V时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P＝0.
2．通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若电阻为2R，电流为I/2时，则在时间t内产生的热量为( )
A．4Q
B．2Q
C．Q/2
D．Q/4
答案 C
解析 由电热公式Q＝I2Rt可得Q′＝(I)22Rt＝I2Rt＝Q.
3．关于电功和电热，下面说法正确的是( )
A任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt且W＝Q
B．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt但W有时不等于Q
C．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
D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路
答案 B
4．一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则( )
A．电动机t秒内产生的热量是Q＝UIt
B．电动机t秒内产生的热量是Q＝I2Rt
C．电动机的功率为P＝I2R
D．电动机的功率为P＝U2/R
答案 B
解析 电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q＝I2Rt，二是电动机对外输出的机械能E＝UIt－I2Rt.
5．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是( )
A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度IA>IB
B．两灯电阻RAC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PAD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA′答案 D
解析 由P＝U2/R可知RA>RB，由P＝UI可知额定电流IA两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以PA>PB；
两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝1/R，所以PA′
6.
如图4所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10
W、10
W、4
W，此电路中允许消耗的最大功率为( )
图4
A．24
W
B．16
W
C．12
W
D．15
W
答案 D
7．下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1
min
产生的热量为( )
电热水壶
型号
SP—356
A
额定电压
220
V
额定功率
1
800
W
额定频率
50
Hz
额定容量
1.5
L
A.1.80×103
J
B．1.10×104
J
C．1.32×104
J
D．1.08×105
J
答案 D
解析 由铭牌可知，电热水壶的功率为1
800
W，所以正常加热1分钟产生的热量为Q＝Pt＝1
800×60
J＝1.08×105
J.
8.
有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图5所示，从图线可以判断( )
图5
A．电阻A的阻值大于电阻B
B．电阻A的阻值小于电阻B
C．电压相同时，流过电阻A的电流强度较大
D．两电阻串联时，电阻A消耗的功率较小
答案 BCD
9．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，直到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联后接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有( )
①P＝IU ②P＝I2(R1＋R2) ③P>IU ④P
＞I2(R1＋R2)
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
答案 B
10.
如图6所示，电源电压恒为U＝14
V，小灯泡L标有“4
V 8
W”，电动机的线圈电阻rM＝1.0
Ω，当变阻器调到2
Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．
图6
答案 66.7%
解析 小灯泡正常工作I＝＝2
A
电动机的输入功率P入＝I(U－U1－IR)＝12
W
线圈电阻消耗的功率P内＝I2rM＝4
W
所以电动机的机械效率
η＝＝＝66.7%.
11．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3
V时，电流为0.3
A．松开转动轴，在线圈两端加电压为2
V时，电流为0.8
A，电动机正常工作．则：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？
答案 1.6
W 0.96
W
解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：
r＝＝
Ω＝1
Ω.
电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为
P入＝I1U1＝0.8×2
W＝1.6
W，
电动机的机械功率为
P机＝P入－Ir＝1.6
W－0.82×1
W＝0.96
W. 