12.1电路中的能量转化 讲义-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电能 能量守恒定律 12.1 电路中的能量转化 核心素养 学习重点 物理观念 (1)理解电功、电功率和焦耳定律的概念。 (2)理解电功和电热的区别和联系。 电功概念的建立和理解，对包含电动机的电路中的能量转化的实例分析。 科学思维 (1)通过推导电功公式和焦耳定律，能用焦耳定律解释生活中的相关现象。 (2)通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功实现的。 科学探究 从能量转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，加深对功与能量转化关系的认识。 科学态度 与责任 联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识。 一、基础梳理 知识点1：电功和电功率 1.电功 (1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的． (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． 知识点2：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)公式：P热＝I2R. 知识点3：电路中的能量转化 1.电动机消耗的功率P电＝UI. 2.电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R. 3.电动机输出功率P机＝UI－I2R. ★特别提醒 （1）纯电阻电路的电功率计算表达式：由于W＝Q，I＝，所以有P＝UI＝I2R＝。 （2）非纯电阻的电功率计算表达式：P＝UI。 知识点4：非纯电阻电路功率的分析与计算 1.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P电＝UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2R. (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率P出＝P机． 三者关系为：P电＝P热＋P机 (4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%. 2.串、并联电路的总功率 电路连接方式 串联 并联 特点 各部分电路电流I相同 各支路电压U相同 功率分配 根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比，即＝＝…＝＝I2 根据P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 总功率 P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。 P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P2＋…＋Pn。 说明 无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。 【重难解读】 1.电动机 (1)电动机消耗的功率P电＝UI； (2)电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R； (3)电动机输出功率P机＝UI－I2R； (4)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； (5)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出与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P出＋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。 3.电路中的能量转化 电路中的 能量转化 电功计算：W＝UIt 电功率计算：P＝＝UI 焦耳定律：Q＝I2Rt 热功率：P＝I2R 能量转化：纯电阻电路电流做功全部转化为热；非纯电阻电路电流做功一部分转化为热，一部分转化为其他 4.纯电阻电路与非纯电阻电路的区别 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为式能的用电器 欧姆定律 成立，有 不成立，有 电功 电热 电功和电热的关系 ， 电功率 热功率 电功率和热功率的关系 ， 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等 二、内化知识·对点验收 【例1】把12个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的两种电路，用相同的电源供电。调节滑动变阻器，使两组小灯泡均能正常发光。设甲、乙两电路滑动变阻器消耗的功率分别为、，则、可能的关系是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设每盏灯泡的额定电流I0，额定电压U0，则图甲中滑动变阻器消耗的功率 图乙中滑动变阻器消耗的功率 其中U>6U0 A．若，则上述表达式不能成立，选项A错误； B．若，可解得U=1.5U0，不合题意，选项B错误； C．若，可解得U=30U0，符合题意，选项C正确； D．若，可解得U=U0，不符合题意，选项D错误。 故选C。 【例2】两只额定电压均为U的灯泡A和B，额定功率分别为PA、PB，PA<PB，为使它们接到2U电源上能正常发光，同时电路消耗电功率最大，以下四个电路中最合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【详解】A．使它们接到2U电源上，若A能正常发光，则A两端电压为U，则B两端电压小于U，不能正常发光，故A错误； B．额定电压均为U的灯泡A和B，额定功率分别为PA、PB PA<PB 根据 可知 RA>RB 把灯泡B与电阻并联，会使并联部分的电阻更小，所以B的电压小于U，不能正常发光，故B错误； CD．把A、B并联之后与电阻串联接入电路，当电阻的阻值与A、B并联的总的电阻相等时，A、B就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为A、B灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为 P=2（PA+PB） 把灯泡A与电阻并联，可以使并联部分的电阻减小，可能使B与并联部分的电阻相同，所以A、B能同时正常发光，并且电路消耗的功率与B灯泡的功率相同，所以总功率的大小为2PB，故C正确，D错误。 故选C。 【例3】已知，灯泡A、B额定电压均为，额定功率分别为，，两灯泡内阻阻值不随温度变化。则两灯泡直接串联如图甲所示，灯泡不被烧坏且两端电压最大；为让灯泡A、B和电阻连接后接在220V电压上，且灯泡均正常发光，分别设计如图乙、丙、丁所示三种电路图，下列说法正确的是（    ）    A．图甲中B更亮，两端电压为145V B．图乙中电阻上消耗的功率为45W C．图丙中与A串联的电阻消耗的功率比与B串联的电阻消耗的功率小 D．图丁中电路消耗的总功率与图丙中电路消耗的总功率一样大 【答案】D 【详解】A．灯泡的电阻分别为 所以在电流相同时，B更亮，在串联加最大电压时，B正常发光，电路中电流为，此时A分到的电压为44V，B分到的电压为110V，于是串联能加的最大电压为154V，A错误； B．题图乙中电阻的作用为分流，其功率为 B错误； C．题图丙中，对A所在支路，灯泡A与电阻两端电压相等，所以二者功率相等，均为100W，同理，灯泡B与电阻两端电压相等，所以二者功率相等，均为40W，C错误； D．题图丁中电路的总功率可以直接利用等效思想，得出电路的总功率为280W，D正确。 故选D。 【例4】下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（　 　） A．焦耳热Q＝I 2Rt适用于任何电路 B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I 2Rt＝t只适用于纯电阻电路 C．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 D．在非纯电阻电路中，UI > I2R 【答案】C 【详解】A．焦耳热 适用于任何电路中的焦耳热量的计算，故A正确，不符合题意； B．公式 是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，适对于纯电阻有 带入可得 故该公式只适用于纯电阻电路，故B正确，不符合题意； C．电功率越大，表示电流做功越快，但焦耳热 还与时间有关，所以电功率越大电路中产生的焦耳热不一定越多，故C错误，符合题意； D．在非纯电阻电路中，因为电流做功产生其它能量如机械能、化学能等，所以电功大于电热，即 故D正确，不符合题意。 故选C。 【例5】一粗细均匀的金属丝长为L、电阻为R，其材料的电阻率为ρ。当在其两端加上电压U后，通过的电流为I，消耗的热功率为P。现将该金属丝均匀拉长为2L后仍在其两端加上电压U。下列说法正确的是（    ） A．电阻率将变为2ρ B．电阻将变为2R C．通过的电流将变为 D．消耗的热功率将变为 【答案】C 【详解】A．电阻率与材料和温度有关，与长短粗细无关，所以其电阻率仍为ρ，A错误； B．将该金属丝均匀拉长为2L后，其横截面积将变为原来的一半，由电阻定律 可知，其电阻将变为4R，B错误； C．由欧姆定律 可知，电流将变为，C正确； D．由 可知，消耗的热功率将变为，D错误。 故选C。 【例6】内阻为r的电动机与阻值为R的电阻串联接入电路，电动机正常工作.此时电动机两端的电压与电阻两端电压均为U，电路中的电流为I，电动机消耗的电功率为，电路的总功率为。则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．电动机消耗的功率为 又 联立解得 故A错误，B正确； CD．电路的总功率为 又 ， 则有 故CD错误。 故选B。 【例7】一台电风扇的额定功率是55W，内阻为4Ω，当把它接在220V的电压下时恰好可以正常运转。 （1）求电风扇4s输出的机械能E； （2）若接上电源后，电风扇因故不能转动，求电风扇的电功率P（理论探讨）. 【答案】（1）219J；（2） 【详解】（1）电风扇恰好可以正常运转，则有 解得 E＝219J （2）电风扇因故不能转动，电功率和热功率相等，可以看成纯电阻，则有 解得 【点睛】风扇不转动时，此时电能全部转化为内能，所以可看出纯电阻电路进行解答。 【例8】如图所示是利用电动机运送重物的示意图，其中M是直流电动机，标有“12V24W”的灯泡L和电阻R串联，P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度匀速上升，理想电流表和理想电压表的示数分别是和，灯泡L恰好能正常发光。已知该装置机械部分的机械效率为，重物的质量，重力加速度。求：    （1）电阻R的阻值； （2）电动机输出的电功率； （3）电动机线圈的电阻r. 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）灯泡L的电流 电阻R的电压 电阻R的阻值 解得 （2）物体匀速上升，平衡条件 细绳对重物做功的机械功率 电动机输出的功率 解得 （3）电动机上的电流 电动机输入的功率 根据功能关系 焦耳定律 联立解得 【例9】如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）R0的阻值和电源电压. 【答案】(1)50 Ω (2)10 Ω，12 V 【详解】（1）由甲图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，由乙图可知，最小电流为0.2 A，此时滑动变阻器的功率为2 W，由公式由 可知，滑动变阻器的最大阻值为 （2）由乙图可知，设当滑片P在某点c处时，电路中的电流 滑动变阻器的功率为 所以滑动变阻器连入电路的阻值Rc为 当滑片P在b端时，电源电压为 当滑片P在c点时，电源电压为 可得，电阻R0的阻值为 电源电压为 三、课后知能作业 1.把小灯泡L1（“6V  6W”）和小灯泡L2（“6V  3W”）串联后接在电源电压为6V的电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A．因为通过它们的电流相等，所以两灯一样亮 B．因为灯L2实际功率较大，所以灯L2较亮 C．因为灯L1额定功率较大，所以灯L1较亮 D．因为灯L1实际功率较大，所以灯L1较亮 【答案】B 【解析】根据 可知，L2电阻大于L1，则因为通过它们的电流相等，根据 P=I2R 可知，灯L2实际功率较大，所以灯L2较亮。 故选B。 2.如图甲所示，为定值电阻，滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．的阻值为15Ω B．的最大阻值为50Ω C．电源电压为9V D．该电路消耗的最大电功率为2.25W 【答案】B 【解析】AC．当滑动变阻器消耗的功率时，其两端电压为，由于 解得 由串联电路规律有 当滑动变阻器消耗的功率时，其两端电压为，由于 解得 由串联电路规律有 综合上述各式，解得 ， 故AC错误； B．由图像可知，当变阻器接入电阻中的电阻最大时，电压表的最大示数为，消耗的功率为0.5W，由于 解得 故B项正确； D．电路中的功率为 所以当滑动变阻器的阻值为零时，其电路中的功率最大，有 故D项错误。 故选B。 3.如图所示电路中，电阻R1、R2和R3的阻值分别为4Ω、4 Ω和8Ω，U为8V，该电路的总功率和R1的功率分别为（　　） A．8W和4W B．4W和4W C．16W和4W D．16W和8W 【答案】C 【解析】由图可知R1、R2串联，再和R3并联，根据串并联规律可知电路总电阻为 所以电路的总功率 通过R1的电流 R1的功率为 故选C。 4.如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　） A．电动机的输入功率为12W B．电动机的输出功率为12W C．电动机的热功率为4W D．整个电路消耗的电功率为22W 【答案】A 【解析】ABC．灯泡恰能正常发光，电动机两端的电压为 整个电路的电流为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 电动机的输出功率为 故A正确，BC错误； D．整个电路消耗的电功率为 故D错误。 故选A。 5.为比较额定电压为5V、内阻为2.5Ω的USB小电风扇（如图甲）正常工作时和卡住时的功率，将其电机拆下与电动势为6V、内阻为2Ω的电源串联（如图乙），电机恰好能正常工作，则此电路中电机正常工作时的功率与卡住时的功率的比值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】电机正常工作时，由闭合电路欧姆定律有 解得 电机的功率 电机卡住时相当于纯电阻，则 解得 此时电机的功率 所以 故选D。 6.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　） A．手机电池产生的焦耳热为 B．手机的输入功率为UI C．充电宝产生的热功率为I2r D．手机电池储存的化学能为UIt 【答案】B 【解析】A．手机为非纯电阻电路，不能用计算产生的焦耳热，故A错误； B．手机的输入功率等于充电宝的输出功率，为 故B正确； C．充电宝的输出电流为I，但其内阻未知，故无法计算充电宝产生的热功率，故C错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为 故D错误。 故选B。 7.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=5Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数UV=110V。求： （1） 通过电动机内阻上的发热功率； （2） 输入电动机的电功率； （3） 若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量.（g取10 m/s2） 【答案】（1）80W；（2）1100W；（3）102kg 【解析】（1） 由电路中的电压关系可得电阻R的分压 UR=U-UM=（160-110） V=50V 流过电阻R的电流 IR==10A 即通过电动机的电流 IM=IR=10A 电动机内阻上发热功率 P热==80W （2）电动机的电压 UM=UV=110V 输入电动机的电功率 P电=IMUM=1100W （3） 电动机输出的机械功率 P出=P电-P热=1020W 又 P出=mgv 所以 m=102kg 8.如图所示的电路中，电源电压，电源内阻不计，电阻、、的阻值均为，S为单刀双掷开关。求： （1）开关S断开（既不接A，也不接B）时，电压表的示数； （2）开关S接A时，电压表的示数； （3）开关S接B时，整个电路在内产生的热量. 【答案】（1）5V；（2）0；（3） 【解析】（1）开关S断开时，、串联，电压表测的电压，则电压表的示数为 （2）电压表与并联，开关S接A时，被短路，则电压表示数为0。 （3）开关S接B时，、并联后再与串联，则电路的总电阻为 故整个电路在内产生的热量为 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 电能 能量守恒定律 12.1 电路中的能量转化 核心素养 学习重点 物理观念 (1)理解电功、电功率和焦耳定律的概念。 (2)理解电功和电热的区别和联系。 电功概念的建立和理解，对包含电动机的电路中的能量转化的实例分析。 科学思维 (1)通过推导电功公式和焦耳定律，能用焦耳定律解释生活中的相关现象。 (2)通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功实现的。 科学探究 从能量转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，加深对功与能量转化关系的认识。 科学态度 与责任 联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识。 一、基础梳理 知识点1：电功和电功率 1.电功 (1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的． (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． 知识点2：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)公式：P热＝I2R. 知识点3：电路中的能量转化 1.电动机消耗的功率P电＝UI. 2.电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R. 3.电动机输出功率P机＝UI－I2R. ★特别提醒 （1）纯电阻电路的电功率计算表达式：由于W＝Q，I＝，所以有P＝UI＝I2R＝。 （2）非纯电阻的电功率计算表达式：P＝UI。 知识点4：非纯电阻电路功率的分析与计算 1.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P电＝UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2R. (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率P出＝P机． 三者关系为：P电＝P热＋P机 (4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%. 2.串、并联电路的总功率 电路连接方式 串联 并联 特点 各部分电路电流I相同 各支路电压U相同 功率分配 根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比，即＝＝…＝＝I2 根据P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 总功率 P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。 P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P2＋…＋Pn。 说明 无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。 【重难解读】 1.电动机 (1)电动机消耗的功率P电＝UI； (2)电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R； (3)电动机输出功率P机＝UI－I2R； (4)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； (5)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出与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P出＋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。 3.电路中的能量转化 电路中的 能量转化 电功计算：W＝UIt 电功率计算：P＝＝UI 焦耳定律：Q＝I2Rt 热功率：P＝I2R 能量转化：纯电阻电路电流做功全部转化为热；非纯电阻电路电流做功一部分转化为热，一部分转化为其他 4.纯电阻电路与非纯电阻电路的区别 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为式能的用电器 欧姆定律 成立，有 不成立，有 电功 电热 电功和电热的关系 ， 电功率 热功率 电功率和热功率的关系 ， 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等 二、内化知识·对点验收 【例1】把12个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的两种电路，用相同的电源供电。调节滑动变阻器，使两组小灯泡均能正常发光。设甲、乙两电路滑动变阻器消耗的功率分别为、，则、可能的关系是（　　） A． B． C． D． 【例2】两只额定电压均为U的灯泡A和B，额定功率分别为PA、PB，PA<PB，为使它们接到2U电源上能正常发光，同时电路消耗电功率最大，以下四个电路中最合理的是（　　） A. B. C. D. 【例3】已知，灯泡A、B额定电压均为，额定功率分别为，，两灯泡内阻阻值不随温度变化。则两灯泡直接串联如图甲所示，灯泡不被烧坏且两端电压最大；为让灯泡A、B和电阻连接后接在220V电压上，且灯泡均正常发光，分别设计如图乙、丙、丁所示三种电路图，下列说法正确的是（    ）    A．图甲中B更亮，两端电压为145V B．图乙中电阻上消耗的功率为45W C．图丙中与A串联的电阻消耗的功率比与B串联的电阻消耗的功率小 D．图丁中电路消耗的总功率与图丙中电路消耗的总功率一样大 【例4】下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（　 　） A．焦耳热Q＝I 2Rt适用于任何电路 B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I 2Rt＝t只适用于纯电阻电路 C．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 D．在非纯电阻电路中，UI > I2R 【例5】一粗细均匀的金属丝长为L、电阻为R，其材料的电阻率为ρ。当在其两端加上电压U后，通过的电流为I，消耗的热功率为P。现将该金属丝均匀拉长为2L后仍在其两端加上电压U。下列说法正确的是（    ） A．电阻率将变为2ρ B．电阻将变为2R C．通过的电流将变为 D．消耗的热功率将变为 【例6】内阻为r的电动机与阻值为R的电阻串联接入电路，电动机正常工作.此时电动机两端的电压与电阻两端电压均为U，电路中的电流为I，电动机消耗的电功率为，电路的总功率为。则（　　） A. B. C. D. 【例7】一台电风扇的额定功率是55W，内阻为4Ω，当把它接在220V的电压下时恰好可以正常运转。 （1）求电风扇4s输出的机械能E； （2）若接上电源后，电风扇因故不能转动，求电风扇的电功率P（理论探讨）. 【例8】如图所示是利用电动机运送重物的示意图，其中M是直流电动机，标有“12V24W”的灯泡L和电阻R串联，P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度匀速上升，理想电流表和理想电压表的示数分别是和，灯泡L恰好能正常发光。已知该装置机械部分的机械效率为，重物的质量，重力加速度。求：    （1）电阻R的阻值； （2）电动机输出的电功率； （3）电动机线圈的电阻r. 【例9】如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）R0的阻值和电源电压. 三、课后知能作业 1.把小灯泡L1（“6V  6W”）和小灯泡L2（“6V  3W”）串联后接在电源电压为6V的电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A．因为通过它们的电流相等，所以两灯一样亮 B．因为灯L2实际功率较大，所以灯L2较亮 C．因为灯L1额定功率较大，所以灯L1较亮 D．因为灯L1实际功率较大，所以灯L1较亮 2.如图甲所示，为定值电阻，滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．的阻值为15Ω B．的最大阻值为50Ω C．电源电压为9V D．该电路消耗的最大电功率为2.25W 3.如图所示电路中，电阻R1、R2和R3的阻值分别为4Ω、4 Ω和8Ω，U为8V，该电路的总功率和R1的功率分别为（　　） A．8W和4W B．4W和4W C．16W和4W D．16W和8W 4.如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　） A．电动机的输入功率为12W B．电动机的输出功率为12W C．电动机的热功率为4W D．整个电路消耗的电功率为22W 5.为比较额定电压为5V、内阻为2.5Ω的USB小电风扇（如图甲）正常工作时和卡住时的功率，将其电机拆下与电动势为6V、内阻为2Ω的电源串联（如图乙），电机恰好能正常工作，则此电路中电机正常工作时的功率与卡住时的功率的比值为（　　） A． B． C． D． 6.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　） A．手机电池产生的焦耳热为 B．手机的输入功率为UI C．充电宝产生的热功率为I2r D．手机电池储存的化学能为UIt 7.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=5Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数UV=110V。求： （1） 通过电动机内阻上的发热功率； （2） 输入电动机的电功率； （3） 若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量.（g取10 m/s2） 8.如图所示的电路中，电源电压，电源内阻不计，电阻、、的阻值均为，S为单刀双掷开关。求： （1）开关S断开（既不接A，也不接B）时，电压表的示数； （2）开关S接A时，电压表的示数； （3）开关S接B时，整个电路在内产生的热量. 1 学科网（北京）股份有限公司 $$