课时分层作业(十二) 电功率
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1.中国是全球最大的家用电器生产和消费国．家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗，同时也加重了对环境的污染．因此，我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率，促进节能减排，减少对环境的污染．
如图是某型号空调的能效标识．其中，能效等级是依据能效比来划分的，目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1、2、3三个等级．能效比是指空调在额定工作条件下制冷时，制冷量与输入功率之比．制冷量是指空调制冷时，单位时间内从密闭空间内去除的热量总和．
若空调在额定工作条件下制冷，根据以上资料可以判断，下列说法中正确的是( )
A．在制冷量相同的情况下，能效比大的空调输入功率大
B．在能效比相等的情况下，制冷量大的空调输入功率小
C．在输入功率相同的情况下，能效比大的空调制冷量大
D．在输入功率相同的情况下，制冷量大的空调能效比小
C [由题意能效比是指空调在额定工作条件下制冷时，制冷量与输入功率之比，设能效比为k，制冷量功率为PQ，空调输入功率为P，则PQ＝kP.在制冷量相同的情况下，由PQ＝kP可知，能效比大的空调输入功率小．故A错误；由PQ＝kP可知，在能效比相等的情况下，制冷量大的空调输入功率大．故B错误；由PQ＝kP可知，在输入功率相同的情况下，能效比大的空调制冷量大．故C正确；由PQ＝kP可知，在输入功率相同的情况下，制冷量大的空调能效比大．故D错误．]
2．把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2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R1、R2大小满足( )
A．R2＝9R1
B．R2＝6R1
C．R2＝3R1
D．R1＝R2
A [设正常发光时通过每个灯泡的电流均为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使PR1＝PR2，即(3I)2R1＝I2R2，故R2＝9R1，所以选项A正确．]
3．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
C [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．]
4.粗细均匀的金属环上，A、B、C、D四点把其周长四等分，如图所示，当A、C点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )
A．
B．
C．P
D．3P
A [设电源的电动势为E，金属环每一等份的电阻为R，则当A、C点接入电路中时总电阻R1＝R.当A、D点接入电路中时总电阻R2＝＝，由功率公式P＝，U＝E，得到P2∶P1＝R1∶R2＝4∶3，又P1＝P，得到P2＝.选项A正确．]
5．灯泡L1、L2分别标有“24
V 12
W”、“12
V 12
W”的字样，将两个灯泡串联后接入电源电压为U的电路中，若要保证两个灯泡不损坏，则(不考虑灯丝电阻变化)( )
A．电源电压U的最大值为30
V
B．两灯泡的实际功率之比为P1∶P2＝1∶4
C．灯泡L2两端电压与电源电压U之比为1∶3
D．电源电压U为36
V时，灯泡L1、L2均能正常发光
A [由P＝UI可得，两灯泡的额定电流：I1＝
A＝0.5
A，I2＝
A＝1
A；由I＝可得，两灯泡的电阻：R1＝
Ω＝48
Ω，R2＝
Ω＝12
Ω；因要保证两个灯泡不损坏，所以电路中的最大电流I＝I1＝0.5
A；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的最大电压U＝I(R1＋R2)＝0.5
A×(48
Ω＋12
Ω)＝30
V，故A正确；当电源电压U为36
V时，灯泡L1、L2不能正常发光，故D错误；因串联电路各处的电流相等，所以由P＝I2R可知，两灯泡的实际功率之比＝＝＝，故B错误；由U＝IR可知，灯泡L2两端电压与电源电压之比：＝＝＝＝，故C错误．故选A.]
6．(多选)日常生活用的电吹风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，得到热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R1，它与电阻为R2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是( )
A．IU
>P
B．IU＝P
C．P>I2(R1＋R2)
D．P＝I2(R1＋R2)
BC [根据题意可知，通过电吹风的电流为I，它两端的电压为U，所以它消耗的电功率P＝UI，B项正确，A项错误；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I2(R1＋R2)，因为有一部分电能转化为电动机的机械能，所以P>I2(R1＋R2)，C项正确，D项错误．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9
Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30
V，内阻r＝1
Ω，用理想电压表测出电动机两端电压UM＝10
V，已知电动机线圈电阻RM＝1
Ω，求：
(1)电源的总功率和电源的输出功率；
(2)电动机消耗的电功率和电动机输出的机械功率．
[解析] (1)由E＝UM＋IR＋Ir得
I＝＝
A＝2
A
电源的总功率P总＝EI＝30×2
W＝60
W
电源的输出功率P出＝EI－I2r＝60
W－22×1
W＝56
W.
(2)电动机消耗的电功率
P电＝UMI＝10×2
W＝20
W
电动机输出的机械功率
P机＝P电－I2RM＝20
W－22×1
W＝16
W.
[答案] (1)60
W 56
W (2)20
W 16
W
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．如图所示，直线A为某电源的U?I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U?I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光．若将相同材料制成的标有“3
V，20
W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是( )
A．电源的内阻
Ω
B．把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光
C．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等
D．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小
C [由图读出电源的电动势为E＝4
V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则r＝
Ω＝0.5
Ω，故A错误；灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U＝3
V，I＝2
A，则灯泡L1的额定电压为3
V，功率为P1＝UI＝6
W．把灯泡L1换成“3
V，20
W”的灯泡L2，不能正常发光，而由P＝知：灯泡L2的正常工作时的电阻为R2＝eq
\f(U,P2)＝＝0.45
Ω，灯泡L1的电阻为R1＝＝
Ω＝1.5
Ω，则知正常发光时灯泡L2的电阻更接近电源的内阻，但是这里灯泡并没有达到正常发光，此时L2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故B、D错误，C正确．]
2．如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05
Ω，电流表和电压表均为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10
A，电压表示数为12
V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为9
A，则( )
A．蓄电池的电动势为12
V
B．此时通过电动机的电流是34
A
C．此时通过电动机的电流是25
A
D．此时电动机的输入功率为500
W
C [只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝12＋10×0.05＝12.5
V，故A错误．车灯的电阻为R灯＝＝
Ω＝1.2
Ω，再接通S2后，流过电动机的电流为I电动机＝－I′＝
A－9
A＝25
A，故B错误，C正确．此时电动机的输入功率为PM＝U′·I电动机＝I′R灯·I电动机＝9×1.2×25＝270
W，故D错误．]
3．如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列说法正确的是( )
A．电流表的读数一定减小
B．R0的功率一定增大
C．电源的输出功率可能先减小后增大
D．电压表与电流表读数的比值一定先减小后增大
C [由图可得电流表测量总电流，电压表测量路端电压；滑动变阻器的滑片P左右两侧的电阻并联后与R0串联；滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，并联电路的电阻先增大后减小，故并联电路和R0串联后的总电阻先增大后减小，由欧姆定律可得：电压表与电流表读数的比值一定先增大后减小，故D错误；并联电路和R0串联后的总电阻先增大后减小，即电路总电阻先增大后减小，那么，总电流I先减小后增大，故电流表的读数I先减小后增大，R0的功率I2R0先减小后增大，故A、B错误；设外电路的电阻为R，那么R先增大后减小；故电源的输出功率P＝I2R＝R＝E2＝E2；由R先增大后减小可得：若R>r，则R＋先增大后减小，故P先减小后增大，故C正确．]
4．如图所示是某品牌电动平衡车，其部分参数如表所示，其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得，则该电动平衡车( )
最大速度
20
km/h
充电器输出电压
63
V
舒适速度
15
km/h
充电器输出电流
1
100
mA
标准里程
22
km
电池组总容量
3.75
A·h
A．充电器的输出功率为700
W
B．充满电后以舒适速度能行驶3
h
C．以舒适速度行驶时百公里耗电能约1.1
kW·h
D．电池从完全没电到充满电所需的时间约2
h
C [1
100
mA＝1.1
A；充电器的输出功率P＝UI＝63×1.1＝69.3
W．故A错误；满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22
km，舒适速度为15
km/h，则满电后以舒适速度能行驶t＝
h≈1.5
h，故B错误；由表格内的数据可知，电池的容量是3.75
A·h，充电的电压为63
V，则充电消耗的电能E0＝qU＝3.75
A·h×63
V＝236.25
W·h，满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22
km，所以以舒适速度行驶时百公里耗电能约×236.25≈1
100
W·h＝1.1
kW·h，故C正确；由表格内的数据可知，电池的容量是3.75
A·h，即q＝3.75
A·3
600
s＝13
500
C，充电器输出电流为I充＝1
100
mA＝1.1
A，所以充电的时间为t＝＝＝12
273
s≈3.4
h，故D错误．]
二、非选择题(26分)
5．(12分)如图所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R＝4
Ω，电动机的内阻r＝1
Ω，恒定电压U＝12
V．当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2＝5
A．求：
(1)理想电流表的示数I1及电炉子发热功率；
(2)电动机的输出功率．
[解析] (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得
I1＝＝
A＝3
A
其发热功率为：PR＝IR＝32×4
W＝36
W.
(2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为
I3＝I2－I1＝2
A，
电动机为非纯电阻元件，输出功率为
P出＝UI3－Ir＝20
W.
[答案] (1)3
A 36
W (2)20
W
6．(14分)5月20日是“中国学生营养日”，学生的膳食结构越来越受到学校家庭和社会的重视．妈妈为了改善小红的早餐营养，买了一台全自动豆浆机．如图甲是豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200
W．R是加热电阻，额定功率是1
100
W．图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息．小红妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5
kg，求：
(1)豆浆机的加热电阻是多少？
(2)豆浆机正常工作时的最大电流是多少？
(3)从第6
min至第9
min，豆浆吸收的热量是多少？[c豆浆＝4.0×103
J/(kg·℃)]
(4)豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
[解析] (1)由P＝可得，加热电阻：
R＝＝
Ω＝44
Ω.
(2)由P＝UI得：
I＝＝
A＝5
A.
(3)由图丙可知第6
min至第9
min豆浆的温度从70
℃加热到100
℃，则豆浆吸收的热量：
Q吸＝c豆浆m(t－t0)＝4.0×103×1.5×(100－70)J＝1.8×105
J.
(4)由图乙可知电动机的功率PM＝200
W
由图丙可知，加热时间tR＝11
min＝660
s，电动机工作的时间tM＝2
min＝120
s
豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能：
W＝PRtR＋PMtM
＝1
100×660＋200×120
＝7.5×105
J.
[答案] (1)44
Ω (2)5
A (3)1.8×105
J
(4)7.5×105
J第五节 电功率
[学习目标] 1.理解电功、电功率的概念并能进行相关的计算．(重点) 2.知道焦耳定律，知道电功率与热功率的区别和联系．(重点) 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，会结合实际问题区分电功和电热．(重点、难点) 4.理解闭合电路的各种功率及相关运算．(重点)
一、电功和电功率
1．电功
(1)定义：电流通过导体时，电流所做的功．
(2)实质：导体中电场力对自由电荷做的功．
(3)公式：W＝UIt，单位：焦耳，符号：J．
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功．
(2)公式：P＝＝UI，单位：瓦特，符号：W．
二、焦耳定律和热功率
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)公式：Q＝I2Rt．
2．热功率：单位时间内的发热量，P＝I2R．
三、闭合电路中的功率
闭合电路的功率
电源的功率
电源的输出功率
电源的内耗功率
公式
P＝EI
P出＝UI
P内＝I2r
意义
电源提供电能的功率
外电路消耗电能的功率
内电路消耗电能的功率
关系
P＝P出＋P内
1．正误判断
(1)电流通过导体做的功越多，电功率越大．
(×)
(2)电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器，由于电流通过时，电能全部转化为内能，故为纯电阻．
(√)
(3)电动机、电解槽等用电器，电流通过时电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能，故为非纯电阻．
(√)
(4)不论纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算焦耳热时仍可用P热＝UI.(×)
(5)不论何种电路，计算电功时均可用W＝UIt.
(√)
2．关于电功和电热的计算，下列说法正确的是( )
A．如果是纯电阻电路，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算
B．如果是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，但不能用公式W＝UIt计算
C．如果不是纯电阻电路，电功只能用公式W＝I2Rt计算
D．如果不是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，也可用公式W＝UIt计算
A [纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热相等，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算，故A正确，B错误；非纯电阻电路，电功用公式W＝UIt计算，故C错误；非纯电阻电路，电热用公式W＝I2Rt计算，故D错误．]
3．室内有几种用电器：1.5
kW的电饭煲、200
W的电冰箱、750
W的取暖器、250
W的电视机和2
kW的空调器．如果进户线处有13
A的保险丝，供电电压为220
V，下列情况下不能同时使用的是( )
A．电饭煲和电冰箱
B．取暖器和空调器
C．电饭煲和空调器
D．电冰箱、电视机和空调器
C [电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2
860
W．用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故选C.]
电功、电功率的理解和计算
1．对电功的理解
(1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功．
(2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小表示电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少．
(3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用．
2．串、并联电路中的功率关系
串联电路
并联电路
功率分配
＝
＝
功率关系
P＝P1＋P2＋…＋Pn
P＝P1＋P2＋…＋Pn
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做额定功率．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．
【例1】 额定电压都是110
V，额定功率P甲＝100
W，P乙＝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( )
思路点拨：
??
C [对灯泡有P＝UI＝，可知：R甲
U甲，且有U乙>110
V，乙灯被烧毁，U甲<110
V不能正常发光，A错误．
对于B电路，由于R乙>R甲，甲灯又并联变阻器，并联电阻更小于R乙，所以U乙>U并，乙灯被烧毁．
对于C电路，乙灯与变阻器并联，电阻可能等于R甲，所以可能U甲＝U乙＝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甲、乙的并联电阻，则U甲＝U乙＝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(I甲－I乙)×110，而D电路中变阻器功率为(I甲＋I乙)×110，所以C电路消耗电功率最小．]
1．三个阻值相同的灯泡，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，再与第三只灯泡并联在电路中，如图所示，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
C [若灯泡1和灯泡2都达到额定功率时，并联部分的电压等于2U额，灯泡3两端的电压超过额定电压，容易烧坏，所以整个电路消耗的功率最大时，应是灯泡3达到最大功率，即P3＝U额I额＝10
W．此时并联部分电压为额定电压U额，灯泡1和灯泡2的电压都为U额，电流都为I额，所以P1＝P2＝U额·I额＝2.5
W，总功率为P＝P1＋P2＋P3＝15
W，故C正确．]
电功与电热的比较
1．纯电阻电路和非纯电阻电路
(1)常用的电灯泡、电炉子等为纯电阻电路．电动机、电解槽等为非纯电阻电路．
(2)纯电阻电路服从欧姆定律，而非纯电阻电路不完全服从欧姆定律．
(3)纯电阻电路电流做功时，电能全部转化为电热．而非纯电阻电路，电流做功将电能一部分转化为电热，一部分转化为机械能或其他形式的能．
2．电功与电热
纯电阻电路
非纯电阻电路
电功
W＝UIt＝I2Rt＝t
W＝UIt
电热
Q＝UIt＝I2Rt＝t
Q＝I2Rt
关系
W＝Q
W>Q
3.电功率与热功率
纯电阻电路
非纯电阻电路
电功率
P电＝UI＝I2R＝
P电＝UI
热功率
P热＝UI＝I2R＝
P热＝I2R
关系
P电＝P热
P电>P热
【例2】 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，求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
(2)如果接上220
V的电压后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．
思路点拨：(1)额定电压下，电流可据I＝求出．
(2)机械功率可通过P机＝P电－P热求出．
(3)电动机不工作时，220
V电压全加在40
Ω电阻上，电动机此时即为“电阻”．
[解析] (1)排气扇在220
V的电压下正常工作时的电流为：
I＝＝A≈0.16
A，
发热功率为：
P热＝I2R＝(0.16)2×40
W≈1
W.
转化为机械能的功率为：
P机＝P－P热＝36
W－1
W＝35
W.
(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为
I′＝＝A＝5.5
A，
电动机消耗的功率即发热功率：
P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5
W＝1
210
W.
[答案] (1)35
W
1
W (2)1
210
W
1
210
W
电功、电热的计算方法
(1)判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器．
(2)分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点．
(3)由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt.欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用．
(4)对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器．
训练角度1.含电动机的电路中的功率问题
2．如图所示的电路中，输入电压U恒为12
V，灯泡L标有“6
V，12
W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5
Ω，若灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )
A．电动机的总功率是72
W
B．电动机的热功率是1
W
C．电动机的输出功率是10
W
D．整个电路消耗的电功率是22
W
C [电动机两端的电压为U1＝U－UL＝(12－6)V＝6
V，整个电路中的电流为I＝＝2
A，所以电动机消耗功率为P＝U1I＝6×2
W＝12
W，故A错误；电动机的热功率为P热＝I2RM＝22×0.5
W＝2
W，故B错误；电动机的输出功率为P出＝P－P热＝(12－2)W＝10
W，故C正确；整个电路消耗的功率为P总＝UI＝12×2
W＝24
W，故D错误．]
训练角度2.给电池充电电路中的功率问题
3．锂电池能量密度高、绿色环保．现用充电宝为一手机锂电池(图甲)充电，等效电路如图乙所示，充电宝的输出电压为U，输出电流为I，该锂电池的内阻为r，则( )
甲 乙
A．充电宝输出的电功率为UI＋I2r
B．电能转化为化学能的功率为UI
C．锂电池产生的热功率为I2r
D．锂电池产生的热功率为
C [充电宝输出的电功率为P＝UI，故A错误；锂电池产生的热功率为Pr＝I2r，故电能转化为化学能的功率为P′＝UI－I2r，故B错误，C正确，D错误．]
电源的功率和效率
1．电源的输出功率
P出＝UI＝I2R＝R＝＝，由此式可看出，当R＝r时，P出有最大值，即Pm＝＝.
2．讨论
如图所示．
(1)当R＝r时，输出功率最大，P出＝.
(2)当Rr时，若R增大，则P出减小．
(3)除R＝r外，图象上总有两点输出功率P出相等，如图中R1与R2，则由()2×R1＝()2×R2
整理得：R1R2＝r2.
3．电源的效率
(1)定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，
即η＝＝.
(2)如果外电路为纯电阻电路，则η＝＝＝＝，所以外电路电阻越大，电源效率越高．
(3)当电源输出功率最大时，R＝r，η＝50%.
【例3】 如图所示电路中，电池的电动势E＝5
V，内电阻r＝10
Ω，固定电阻R＝90
Ω，R0是可变电阻．在R0由0增加到400
Ω的过程中，求：
(1)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率．
(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和．
[解析] (1)可变电阻R0上消耗的热功率
P1＝I2R0＝()2R0＝
＝
由上式可得：当R0＝100
Ω时，P1有最大值Pmax＝
W＝
W.
(2)r和R上消耗的热功率之和P2＝I2(R＋r)＝×100
由上式可知，R0最大时，P2最小，即当R0＝400
Ω时，P2有最小值P2min＝×100
W＝0.01
W．
[答案] (1)R0＝100
Ω
W (2)0.01
W
[一题多变] 在例3中R0由0增大到400
Ω的过程中，电源输出功率的最大值为多少？此时电源的效率是多大？
[解析] 因R0＋R>r，所以当R0增大时，电源的输出功率减小，当R0
＝0时，电源的输出功率最大，P输出最大＝·R＝0.225
W.
此时电源的效率η＝＝90%.
[答案] 0.225
W 90%
有关闭合电路中功率问题的三点提醒
(1)电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%.
(2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻．
(3)当P输出4．将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．电源最大输出功率可能大于45
W
B．电源的内阻为5
Ω
C．电源的电动势为45
V
D．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%
B [由图可知，电源的输出功率最大为45
W，故A错误；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为5
Ω，故B正确；由Pmax＝可知，E＝30
V，故C错误；根据效率公式可得η＝×100%，最大功率时内外电阻相等，所以效率为50%，故D错误．]
[物理观念] 电功 电功率 电热 热功率 纯电阻电路和非纯电阻电路
[科学思维] 1.电功与电热、电功率与热功率的区别和联系及有关的计算．
2．公式Q＝I2Rt(P＝I2R)、Q＝(P＝)的适用条件．
3．非纯电阻电路中的能量转化关系．
1．(多选)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
BCD [电功率公式P＝，表示电功率越大，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、R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错误；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正确；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，故UI>I2R，C正确；Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D正确．]
2．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A．1∶1
B．2∶1
C．4∶1
D．1∶4
C [设每根电热丝电阻为R，则R串＝2R，R并＝.由Q＝W＝t得t串∶t并＝4∶1.]
3．(多选)如图所示，直线A为电源的U?I图线，直线B、C分别为电阻R1、R2的U?I图线．利用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则( )
A．P1>P2
B．P1＝P2
C．η1>η2
D．η1<η2
BC [两图线的交点表示把电阻接入电源的工作电流和外电压．
有，P1＝U1I1＝4×2
W＝8
W
P2＝U2I2＝2×4
W＝8
W
η1＝×100%＝×100%≈67%
η2＝×100%＝×100%≈33%.]
4．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；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)求这台电动机的内阻；
(2)求电动机正常工作时的输出功率；
(3)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？
[解析] (1)电动机不转时电路为纯电阻电路，由欧姆定律可知电动机线圈的内阻r＝＝
Ω＝0.5
Ω.
(2)电动机正常工作时电路为非纯电阻电路，消耗的总功率P总＝UI＝2×1
W＝2
W
线圈内阻的热功率P热＝I2r＝12×0.5
W＝0.5
W
则电动机正常工作时的输出功率P出＝P总－P热＝2
W－0.5
W＝1.5
W.
(3)电动机的转子突然被卡住时，此时电路为纯电阻电路，发热功率P＝＝
W＝8
W.
[答案] (1)0.5
Ω (2)1.5
W (3)8
W(共59张PPT)
第二章 电路
第五节 电功率
自
主
预
习
探
新
知
×
√
√
×
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合
作
探
究
攻
重
难
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堂
小
结
提
素
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点击右图进入…
课
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分
层
作
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Thank
you
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律方法
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