课时12.1 电路中的能量转化-2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

第十二章 电能 能量守恒定律 课时12.1 电路中的能量转化 1. 理解电功、电功率的概念和物理意义，掌握电功和电功率的计算公式。 2. 理解焦耳定律，能利用焦耳定律进行有关的分析和计算。 3. 了解电路中的能量转化。 一、电功和电功率 1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。 2．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。 3．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：国际单位是瓦特，符号是W。 二、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。 3．热功率 三、电路中的能量转化 1．电动机工作时的能量转化 (1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 (2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。 2．电池充电时的能量转化 电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。 基础过关练 题组一　电功和电功率 1.(2022江苏淮安涟水一中月考)LED灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用。某LED灯的额定电压为5.0 V，额定功率为3.0 W，其照明亮度与25 W的白炽灯相当。该LED灯在额定电压下工作时的电流为 (　　 )　　　　　　　　　　　　　　　 A.0.25 A B.0.60 A C.1.7 A D.3.0 A 2.一台1.5匹变频空调预设为16 ℃时平均功率为1 100 W，预设26 ℃时平均功率为600 W。学校寝室每晚有200台该型号的空调工作，设定温度都由原来的16 ℃改为26 ℃，则一个月内学校夜间节约的电能最接近下列哪个数据 (　　 ) A.20 kW·h B.3×102 kW·h C.2×104 kW·h D.3×106 kW·h 3.(2021江苏南京期末)当电阻R两端加上某一稳定电压时，某段时间内通过该电阻的电荷量为0.2 C，消耗的电能为0.6 J。为在相同时间内使通过该电阻的电荷量为0.6 C，则在其两端需加的电压为 (　　 ) A.1 V B.3 V C.6 V D.9 V 4.甲、乙两灯分别标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为 (　　 ) A.9∶2 B.2∶9 C.4∶9 D.1∶9 5.(2022北京交通大学附属中学期中)电动汽车由于具有节能环保的重要优势，越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是 (　　 ) 电池只数 100只 输入电压 交流220 V 充电参数 420 V，20 A 放电时平均电压/只 3 V 电池容量/只 120 A·h A.电池容量的单位A·h就是能量单位 B.该电池组充电时的功率为4.4 kW C.该电池组放电时的功率为60 W D.该电池组充满电所储存的能量为1.296×108 J 6.A、B两灯的额定电压都是110 V，A灯的额定功率PA=100 W，B灯的额定功率PB=40 W，若将两灯同时接入电压恒为220 V的电路上，且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图所示的甲、乙两种电路，则甲、乙两电路消耗的电功率之比为 (　　 ) A.2∶7 B.2∶5 C.5∶7 D.3∶7 题组二　焦耳定律 7.有一台电风扇额定电压为U，额定功率为P，额定电流为I，线圈电阻为R，将电风扇接入电压为U的电路中，则t时间内电风扇产生的热量为 (　　 ) A.Q=Pt B.Q=I2Rt C.Q=UIt D.Q=t 8.如图所示为家用电阻丝电炉，现将甲、乙两电阻丝电炉分别接入电路中，正常工作时，它们的电阻分别为R甲、R乙，R甲=R乙，通过它们的电流分别为I甲、I乙，I甲=I乙，则在相等的时间内，甲、乙两电阻丝电炉产生的热量之比为 (　　 ) A.25∶16 B.16∶25 C.5∶4 D.4∶5 9.(2022山东聊城期中)通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q。若电阻为2R，电流为，则在t时间内产生的热量为 (　　 ) A.4Q B.2Q C. D. 题组三　电路中的能量转化 10.(2020湖北武汉武昌四校联考)电动机线圈的电阻为R，电动