预习15 电路中的能量转化-2022年新高二物理暑假预习（人教版2019必修第三册）

预习15 电路中的能量转化 基础知识 一、电功和电功率 1．电功 (1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程． (2)电功的计算公式：W＝UIt. 单位：焦耳，符号为J. 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J. 2．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)公式：P＝＝UI. (3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 二、焦耳定律 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)表达式：Q＝I2Rt. 2．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率． (2)表达式：P热＝I2R. (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量． 三、电路中的能量转化 从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，即P电＝P机＋P损，其中P电＝UI，P损＝I2R. 例题分析 例题1：有两个灯泡、，额定电压皆为3V，额定功率分别为6W、3W，采用不同的接法，下列说法正确的是（　　） A．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5W B．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为6W C．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为3W D．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为6W 例题2：在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，PTC元件具有发热、保温双重功能，其电阻率随温度t的变化关系如图所示，对此，以下判断正确的是（　　） A．通电后，其电功率先增大，后减小 B．通电后，其电功率先减小，后增大 C．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持在不变 D．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持在不变 基础小练 一、单选题 1．下列家电中主要利用电流热效应工作的是(     ) A．电视机 B．电热毯 C．电冰箱 D．洗衣机 2．某电学元件的外壳上标有“”的字样，该字样用来表示它的（　　） A．电流 B．电压 C．电容 D．电功率 3．目前，家庭照明已由“白炽灯时代”过渡到“节能灯时代，再过渡到现在的 LED 灯时代，一个功率为 10W 的节能灯的亮度与一个功率仅为 5W 的 LED 灯相当，假设某市每户家庭有 5 只功率为 10W 的节能灯均用功率为 5W 的 LED 灯代替，则该市一年内因此节省的电能约为（该市常住人口约 100 万）。 （　　） A．31014度 B．71013度 C．7107度 D．2107度 4．如图所示，某户家庭有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该户用电的总功率为（　　） A．P=I2R B．P=UI C． D． 5．重庆市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若更换4000盏，则一个月（取30天，每天约10h）可节约的电能约为（　　） A．9×102 kWh B．3×105kWh C．6×108 kWh D．1×1011 kWh 6．充电宝内部的主要部件是锂电池，充电宝中的锂电池在充电后，就是一个电源，可以给手机充电．充电宝的铭牌通常标注的是“”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的电荷量．机场规定：严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机．根据以下充电宝铭牌，不能带上飞机的是（　　） A．“”和“” B．“”和“” C．“”和“” D．“”和“” 7．如图所示，一个灯泡L和一个电动机M串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I，灯泡两端的电压为，电功率为，电阻为；电动机两端的电压为，电功率为，其线圈电阻为，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示是一台直流电动机。在额定电压下正常工作时，下列分析正确的是（　　） A．热功率是72W B．输入功率为0.125W C．机械功率是2.875W D．持续工作一小时耗电为0.03度 9．有三个用电器，分别为笔记本电脑、电饭煲和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”。现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量（　　） A．笔记本电脑最多 B．电饭煲最多 C．电风扇最多 D．一样多 10．电源电压保持不变，用两个电阻 R1和 R2来作为加热元件加热一定量的水，只用 R1时将水煮沸需要 4 分钟，只用 R2时将水煮沸需要 6分钟。先后将 R1、R2串联和将 R1、R2并联作为加热元件，不考虑散热损失，其余条件完全相同，则将等量的水煮沸需要的时间分别为（　　） A