第二章 第五节
1．(2019·屯溪校级期中)一电熨斗的铭牌标有“220 V 1 000 W”字样，则它正常工作20分钟时电流做功为( )
A．220 J B．1 000 J
C．20 000 J D．1.2×106 J
【答案】D
【解析】电熨斗正常工作时电压为U＝220 V，功率为P＝1 000 W，则电熨斗正常工作20分钟电流做功为W＝Pt＝1 000×20×60 J＝1.2×106 J，故选D.
2．(2018·淄博校级月考)关于电功和电热，下列说法不正确的是( )
A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
B．在非纯电阻电路中，计算电热可用公式Q＝IUt
C．在非纯电阻电路中，计算电热可用公式Q＝I2Rt
D．在纯电阻电路中，计算电热可用公式W＝IUt
【答案】B
【解析】在纯电阻电路中，电功等于电热，欧姆定律成立，计算电功可用公式W＝I2Rt，故A正确．非纯电阻电路中，计算电热不可用公式Q＝IUt，因为电功大于电热，故B错误．根据焦耳定律，在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q＝I2Rt，故C正确．在纯电阻路中，电热等于电功，计算焦耳热也可以用Q＝UIt，故D正确．本题选不正确的，故选B.
3．(2019·余姚名校模拟)如图所示，为一台冬天房间取暖用的暖风机．其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出．设电动机的线圈电阻为R1，电阻丝的电阻为R2，将暖风机接到额定电压为U(有效值)的交流电源上，正常工作时，电路中的电流有效值为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P，则下列关系式正确的是( )
A．P1＝I2R1 B．P2>I2R2
C．P＝UI D．P＝I2(R1＋R2)
【答案】C
【解析】电动机两端的电压为U′＝U－IR2，电动机消耗的电功率为P1＝U′I＝UI－I2R2，电动机不是纯电阻电路，所以P1≠I2R1，故A错误；电阻丝是纯电阻，所以消耗的电功率P2＝I2R2，故B错误；暖风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为P＝IU，故C正确；因为电动机是非纯电阻电路，所以暖风机消耗的电功率P>I2(R1＋R2)，故D错误．
4．(2019·河北一模)如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率都是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过( )
A．40 W B．60 W
C．80 W D．120 W
【答案】B
【解析】设L3上电压为U，电阻为R，则L3的最大的功率为 P＝＝40 W，因为三个灯泡的电阻相等，L1和L2并联后电阻相当于L3电阻的一半，所以电压也就为L3的一半，即L1和L2电压为，所以L1和L2的功率都为P＝＝10 W，所以总功率最大为(10＋10＋40) W＝60 W．故选B.
第二章 第五节
基础达标
选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求；第6题有多项符合题目要求)
1．(2019·潮阳校级期中)在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同的物理量是( )
A．通过它们的电流和加在它们两端的电压
B．通过它们的电流和它们的电阻
C．通过它们的电流和通电时间
D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间
【答案】C
【解析】由W＝UIt可知，若保证电流和电压不变，则无法确定热量和电阻的关系，故A错误；保持电阻不变，则无法确定热量和电阻关系，故B错误；根据焦耳定律，Q＝I2Rt，则可知要比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，应保证它们的电流和通电时间相同，故C正确；通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间确定，则热功确定，无法确定热量和电阻之间的关系，故D错误．故选C.
2．(2018·嘉兴模拟)某比特币“矿场”(电脑机房)的5800台比特币“矿机”(电脑)，24小时满负荷运行，每天共需耗费16.8万度电．下列用电器中，与每台“矿机”满负荷运行功率相近的是( )
A．家用电风扇 B．家用冰箱
C．家用壁挂空调 D．家用LED液晶电视
【答案】C
【解析】由题意可知，每台电脑每小时用电为＝1.2度＝1.2 kW.与之运行功率接近的只有空调，故C正确A、B、D错误．
3．(2018·凌源校级期末)两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，其中R1的图线与横轴的夹角为60°，R2的图线与横轴的夹角为30°，若将R1、R2串联起来接入电路中，则通电后R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2等于( )
A．1∶ B．3∶
C．1∶3 D．3∶1
【答案】C
【解析】R1、R2之比为R1∶R2＝cot(90°－θ)∶cot θ＝1∶3，R1、R2串联起来接入电路中时电流相等，根据功率公式P＝I2R得，R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2＝R1∶R2＝1∶3.故选C.
4．(2019·玉溪名校月考)电阻R1、R2的IU关系图象如图甲所示，现把它们串联在如图乙所示的电路中(电源两端电压不变)，则( )
A．由甲图可知R1B．要使R1的功率增大，变阻器R0的滑片应向左滑动
C．两电阻消耗的电功率P1>P2
D．调节R0，可以使R1、R2两端的电压相等
【答案】C
【解析】由甲图知，R1>R2，故A错误；滑片向左边滑动时，R0变大，电流I＝变小，P1＝I2R1减小，故B错误；由于电流相等且R1>R2，根据P＝I2R知，P1>P2，故C正确；根据U＝IR，电流相等，R1>R2，不管怎么调节R0，都不能使R1、R2两端电压相等，故D错误．
5．(2019·浙江模拟)如图甲所示为一款儿童电动汽车，该款电动汽车的部分参数如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．电机正常工作时的电阻为6 Ω
B．正常工作时电机的输出功率为24 W
C．电源从无电状态到充满电需要消耗1.944×105 J能量
D．用该充电器给完全无电的玩具车充电，需4.5 h可充满
【答案】D
【解析】电动机是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，故A错误；电动机的额定电压为12 V，电流为2 A，所以消耗的电功率为24 W，输出功率必然小于24 W，故B错误；电源充满电储存的能量为E能＝12 V×4.5 A×3 600 s＝1.944×105 J，但充电过程中会发热，所以消耗能量大于E能，故C错误；充电器的规格为电压12 V，电流1 A，所以经过4.5 h可以给电动车电源充1 A×4.5 h＝4.5 A·h的电量，即充满，故D正确．
6．(2019·崇川校级期末)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只适用于纯电阻的电路
C．在非纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
【答案】BCD
【解析】电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，所以A错误；公式W＝UIt是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律I＝，可以推导出W＝I2Rt，W＝t，所以W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路，所以B正确；在非纯电阻的电路中，UI表示的是总的功率的大小，而I2R只是电路中发热的功率，还有对外做功的功率的大小，所以UI＞I2R，所以C正确；焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路中的焦耳热量的计算，所以D正确．故选BCD.
能力提升
7．(2019·西昌期末)微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.4 V的电压时，通过的电流为0.2 A，此时电动机不转．当加在电动机两端的电压为3.0 V时，电流为0.75 A，这时电动机正常工作．则关于吸尘器的内阻r和输出功率P的说法正确的是( )
A．r＝4 Ω B．r＝2 Ω
C．P＝0.08 W D．P＝2.25 W
【答案】B
【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为r＝＝ Ω＝2 Ω，故B正确，A错误；电动机转动时，热功率为P热＝I2r＝0.752×2 W＝1.125 W，其输入的电功率为P入＝I1U1＝0.75×3 W＝2.25 W，消耗的电能转化为内能和机械能，故电动机的机械功率为P＝P入－I2r＝2.25 W－1.125 W＝1.125 W，故C、D错误．
8．(2019·巢湖期末)在如图所示的电路中，定值电阻R1＝6 Ω，R3＝12 Ω，电源内阻不计．闭合开关S，当滑片P滑到最右端时，理想电流表读数为1 A，此时电阻R3的功率为3 W，求：
(1)当滑片P滑到最左端时，电流表的读数；
(2)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器消耗的功率．
【答案】(1)2 A (2)3.84 W
【解析】(1)当P滑到最右端时，R2被短路，R3与整个变阻器R并联，通过R3的电流为
I3＝＝ A＝0.5 A
通过变阻器R的电流为
IR＝IA－I3＝1 A－0.5 A＝0.5 A
则IR＝I3
即得滑动变阻器阻值最大值为R＝R3＝12 Ω
电源电动势E＝I＝12 V
当P滑到最左端时，电阻R3、变阻器R及电阻R2都被短路，此时电流表的读数为
I′＝＝ A＝2 A.
(3)P位于变阻器的中点时，R3与并联后再与R1串联．此时R并＝4 Ω
总电流为I总＝＝ A＝1.2 A
并联部分的电压为U并＝I总R并＝1.2×4 V＝4.8 V
变阻器上消耗的功率为PR＝＝ W＝3.84 W．
课件26张PPT。5 焦耳定律同学们，前几节我们学习了电路有关规律，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：
1．(2017·大石桥校级月考)下列说法中不正确的是( )
A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零
B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定增大
D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小【答案】D2．(2018·银川名校期末)在用电压表和电流表测电阻的实验中，由于电表内阻对测量的影响，使得测量的结果会出现误差．若采用如图所示的电路进行测量，则测量值Rx与实际值R0比较( )
A．Rx＞R0
B．Rx＜R0
C．Rx＝R0
D．因不知两表的内阻具体大小，故无法比较Rx与R0的大小关系
【答案】B 一、电功和电功率
1．电功
(1)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，通过电流做功把__________转化为____________形式的能．
(2)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路__________、_______________、__________三者的乘积．
(3)公式：W＝____________.单位是____________，符号是____________．
(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少．电能其他两端的电压电路中的电流通电时间UIt焦耳J2．电功率
(1)定义：单位时间内____________所做的功．
(2)公式：P＝________.单位是____________，符号是____________．
(3) 意义：描述____________转化为其他形式能的快慢或者是电流做功的快慢．电流IU瓦特W电能电流做功与电源做功有什么区别？
【答案】电流做功是把电能转化为其他形式的能，电源做功是把其他形式的能转化为电能．二、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．
2．表达式：Q＝____________.
3．热功率：单位时间内的发热量P＝__________电流的二次方导体的电阻通电时间I2RtI2R.发电机与电动机有什么区别？
【答案】发电机是把其他形式的能转化为电能，电动机是把电能转化为其他形式的能. 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较电功和电热2.电功和电热
(1)电功与电热(2)电功率与热功率 规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：
(1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的电功率和发热的功率．答案：(1)P机＝35 W，P热＝1 W
(2)P机＝P热＝1 210 W1．(2017·临川校级期末)一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相等，都是R，设通过的电流强度相同，则在相同的时间内，关于这只电炉和这台电动机的发热情况，下列说法中正确的是( )
A．电炉产生的热量少于电动机产生的热量
B．电炉产生的热量多于电动机产生的热量
C．电炉和电动机产生的热量相等
D．无法判断【答案】C
【解析】用电器产生的热量要根据焦耳定律来计算，由题可知，电阻相等，电流相等，时间相同．根据Q＝I2Rt可知，电炉产生的热量等于电动机产生的热量．所以A、B、D错误，C正确．对于纯电阻电路中，用电器串、并联时电功率的关系如下．
1．串联电路电功率3．结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和． 电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．如图所示为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
(2)用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？答案：(1)闭合时，加热；断开时，保温 (2)121 Ω 1 089 Ω2．(2019·佛山名校期末)扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物．某扫地机器人正常工作时电动机的电压为10 V、电流为3 A、线圈电阻为1 Ω.则下列有关它的说法正确的是( )A．正常工作时，电动机的发热功率为100 W
B．正常工作时，电动机的输出功率为9 W
C．正常工作时，电动机的总功率为30 W
D．电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时，电动机的发热功率为9 W
【答案】C
