第13讲：电路中的能量转化 【六大考点+六大题型】-2025-2026学年高二上学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版必修第三册）

第13讲：电路中的能量转化 【考点梳理】 【知识梳理】 知识点一、电功 (1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功． (2)公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)． (3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程． 知识点二、．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P＝＝IU(适用于任何电路)． 知识点三、．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(适用于任何电路)． 知识点四、电功率P＝IU和热功率P＝I2R的比较 1．不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R.只有在纯电阻电路中P电＝P热，IU＝I2R＝才成立． 2．对于非纯电阻电路：P电＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他，I≠(欧姆定律不适用)． 知识点五、纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q 即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和 热功率的关系 P＝P热， 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝成立 U＞IR，I＜不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 【题型归纳】 题型一：电功、电功率的理解 【例1】．（24-25高二上·浙江台州·期中）扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某品牌智能扫地机器人及其铭牌上的部分文字说明，若已知该扫地机器人从电能耗尽开始充电，电能全部用完算一次工作时间。则下列说法正确的是（　　） 产品型号 DF43/DF45 工作电压 14.4V 额定功率 22W 充电座额定输出电压 19V 充电座额定输出电流 0.6A 电池种类及规格 锂电池14.4V/2600mAh A．2600mAh是指电池储存电能的大小 B．扫地机器人正常工作电流为0.6A C．扫地机器人充满电后一次工作时间约为1.7h D．扫地机器人需要充满电的时间约为45h 【答案】C 【详解】A．电池容量是指电池的存储电量（电流与时间的乘积）的多少，不是储存电能的大小，故A错误； B．扫地机器人正常工作时的电流为 B错误； C．扫地机器人充满电后一次工作时间为 C正确； D．扫地机器人需要充满电的时间约为 D错误。 故选C。 【变式1】．（24-25高二上·山东临沂·期中）今年国庆期间，深圳以一场规模空前的无人机表演震撼世界。在夜空下上万架无人机犹如繁星般熠熠生辉，它们精准编队，灵动变幻，以天幕为舞台，上演了一场光影交织的空中舞蹈。无人机可以低速巡航，可以高速飞行，不同状态下其消耗的功率不同，已知无人机的电池容量为，额定工作电压为4V，低速巡航时功率为8W。下列说法正确的是（　　） A．“”是能量的单位 B．无人机低速巡航时的电流是0.5A C．无人机低速巡航状态下可持续工作1h D．若无人机高速飞行时功率变为低速巡航时4倍，续航时间为25min 【答案】C 【详解】A．根据可知是电荷量的单位，故A错误； B．无人机低速巡航时的电流 故B错误； C．无人机低速巡航状态下可持续工作的时间 故C正确； D．若无人机高速飞行时功率变为低速巡航时4倍，则工作电流 续航时间 故D错误。 故选C。 【变式2】．（24-25高二上·海南省直辖县级单位·期中）如图所示为某品牌电饭煲和洗衣机的铭牌，根据铭牌上提供的信息，下列说法正确的是（   ） A．电饭煲的额定电功率为110W，洗衣机的额定电功率为1100W B．电饭煲的电阻为，洗衣机的电阻为 C．正常工作时，电饭煲1min内消耗的电能为 D．正常工作时，洗衣机1min内消耗的电能为 【答案】C 【详解】A．电饭煲的额定电功率为 洗衣机的额定电功率为 故A错误； B．由于电饭煲是纯电阻元件，所以电饭煲的电阻为 洗衣机不是纯电阻用电器，所以洗衣机的电阻 故B错误； CD．正常工作时，电饭煲在1min内消耗的电能为 洗衣机电动机在1min内消耗的电能为 故C正确，D错误。 故选C。 题型二：电功与电功率的计算和应用 【例2】．（23-24高二上·福建泉州·期中）如图所示的电路中，M、N两点间电压恒为12.0V，电阻，灯泡L的额定电压为4.0V，理想电流表的示数为1.0A，此时灯泡L恰好正常工作。求： （1）流过的电流； （2）灯泡L正常工作时的阻值； （3）此时电阻消耗的电功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据欧姆定律可知 解得流过的电流 （2）根据并联电路的电流特点可知，流过灯泡L的电流 根据欧姆定律可知，灯泡L正常工作时的阻值 （3）根据串联电路的电压特点可知，电阻两端的电压 此时电阻消耗的电功率 解得 【变式1】．（23-24高二上·广西玉林·期中）如图所示的电路中，A、B两端的电压U恒为12V，灯L标有“6V，1.8W”的字样，，电键S断开时，灯L正常发光，且灯泡电阻保持不变。求： （1）当电键S断开时滑动变阻器的电阻； （2）当电键S闭合时，灯L的功率为多少？ 【答案】（1）20Ω；（2）0.8W 【详解】（1）灯中电流为 两端电压为 则 （2）灯的电阻为 S闭合后，与灯的并联电阻为 由串联电路的电压分配关系知 则 即 则灯的功率 【变式2】．（23-24高二上·河南郑州·阶段练习）在如图所示电路中，电阻，电阻。闭合开关，在开关断开的情况下，理想电压表的读数为；在开关闭合的情况下，电压表的读数为。电源电压，求： （1）在开关断开的情况下，电阻消耗的功率； （2）在开关闭合的情况下，电阻和消耗的功率分别是多大。    【答案】（1）；（2）， 【详解】（1）在开关断开的情况下，根据欧姆定律可得中的电流为 因为 解得 消耗的功率 （2）在开关闭合的情况下，电阻与电阻并联，电路中的总电流 并联部分的电压 并联部分的电阻 根据电阻并联规律 解得 电阻消耗的功率 电阻消耗的功率 题型三：混联电路中的功率计算 【例1】．（24-25高二上·江苏连云港·期中）如图所示，有四盏灯接入电路中，L1和L2都标有“220V  80W”，L3和L4都标有“220V  60W”。把电路接通后，功率最大的是（　　） A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 【答案】D 【详解】根据 可知L1、L2电阻相同，L3、L4电阻相同，且 由于L2、L3并联再与L1、L4串联，所以 所以 故选D。 【变式1】．（24-25高一上·山西太原·开学考试）如下图所示，A、B两灯泡额定电压都为110V，额定功率、，接在电压恒为220V电路上，欲使两灯泡均正常发光，且整个电路消耗的电功率最小，则下面四种电路连接方式中满足要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据公式可知，灯泡A的电阻 灯泡B的电阻 A．选项A图是灯泡A和灯泡B串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知灯泡B两端的电压大于110V，所以不能使两灯泡均正常发光，故A错误； B．图是灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等；但并联电路中，总电阻小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B也不能正常工作，故B错误； CD．选项C图中是灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻R并联后和灯泡A的电阻相等，所以可以使灯泡A和灯泡B正常工作，可得整个电路消耗的总功率为 选项D图中是灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等，所以可以使A、B灯泡均正常发光，此时整个电路消耗的电功率为 显然，选项C中电路消耗的总功率最小，故C正确，D错误。 故选C。 【变式2】．（23-24高二上·天津武清·阶段练习）如图所示的电路中，，，，，，下列说法正确的是（　　） A．、、、的电压之比等于4:2:1:1 B．、、、的电流之比等于4:2:1:2 C．、、、的功率之比等于12:6:1:1 D．电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W 【答案】A 【详解】根据并联电路中总电阻的求法可知，、的总电阻为 AB．根据串并联电路中的电流和电压规律和欧姆定律 可知在串联电路中电流相等，则电压与电阻成正比；在并联电路中，支路两端电压相等，则电流与电阻成反比。即 ， 代入题中数据解得电流 ，， 电压 ，， 故、、、的电压之比等于，、、、的电流之比等于。故A正确，B错误； C．根据上述分析及 可知、、、的功率之比等于 故C错误； D．电路的总电阻等于 总功率等于 故D错误。 故选A。 题型四：焦耳定律的理解与计算 【例4】．（24-25高二上·山东·阶段练习）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。 【变式1】．（22-23高二上·湖南张家界·期末）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．充电宝输出的电功率为 B．手机电池产生的焦耳热为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为 【答案】D 【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为 故A错误； BC．U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用计算手机电池产生的焦耳热，根据焦耳定律可知手机电池产生的焦耳热为 故BC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正确。 故选D。 【变式2】．（22-23高二下·山东青岛·开学考试）图甲是充电宝正给一部手机充电，等效电路如图乙所示。假设充电开始后一段时间t内充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变。已知手机电池内阻为r、充满电后电动势为E，下列说法正确的是（   ） A．充电宝的输出电压U = Ir B．充满电后手机电池的电动势E = U＋Ir C．在时间t内，手机电池产生的焦耳热 D．在时间t内，手机电池储存的化学能E化 = UIt－I2rt 【答案】D 【详解】A．手机电池不是纯电阻，则输出电压 U ≠ Ir A错误； B．充满电后不再有电流，则E = U，B错误； C．手机电池内阻为r，电流I，根据焦耳定律，时间t内，手机电池产生的焦耳热为I2rt，C错误； D．根据能量守恒定律，手机电池储存的化学能为UIt－I2rt，D正确。 故选D。 题型五：含电动机电路的计算 【例5】．（2025·海南·三模）如图所示，电源电动势，内阻，电动机内阻，闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光，电动机正常工作，此时理想电压表示数为8.0V，理想电流表示数为1A，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡额定功率为8W B．电动机正常工作时发热功率为0.25W C．电源的输出功率为18W D．电动机正常工作时其输出的机械功率为8W 【答案】A 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有 小灯泡的电流为 小灯泡额定功率为 代入数据解得W 故A正确； B．电动机正常工作时发热功率为W 故B错误； C．电源的输出功率为W 故C错误； D．电动机正常工作时其输出的机械功率为W 故D错误； 故选A。 【变式1】．（24-25高二上·安徽铜陵·阶段练习）如图所示，电源电动势为，内阻为，定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，不计导线电阻。闭合开关，若电动机风叶卡住不转动，电流表和电压表示数分别为和；断开开关，清除故障，闭合开关S，电动机正常工作，此时电压表示数为，关于电动机正常工作后，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数为 B．电动机输出功率为 C．电源效率为 D．经，电阻产生的热量为3240J 【答案】B 【详解】A．电动机风叶卡住不转动，此时电动机视为纯电阻，电动机电阻为 电动机正常工作后，根据闭合电路欧姆定律得 解得 A错误； B．电动机输入功率为 电动机产热功率为 电动机输出功率为 B正确； C．电源效率为 C错误； D．经，电阻产热为 D错误。 故选B。 【变式2】．（24-25高二上·四川绵阳·阶段练习）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U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的发热功率为1 W D．电源的输出功率为50 W 【答案】B 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有： 代入数据解得 故A错误； B．电动机的输入功率： P入=UI=10×2W=20W 故B正确 C．电动机的热功率： P热=I2RM=22×1W=4W 故C错误； D．电源的总功率为 电源的内耗功率为 电源的输出功率： 故D错误。 故选B。 题型六：电路中能量转化的综合问题 【例6】．（25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“，”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： (1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率； 【答案】(1)0.6A (2)1.68W 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得，流经灯泡的电流 流经电阻R的电流为 流经电动机的电流为 解得 （2）电动机消耗的总功率 电动机的热功率为 电动机的输出功率 解得 【变式1】．（24-25高二上·浙江衢州·期末）如图是汽车蓄电池供电简化电路，司机开车灯时，开关始终闭合。当汽车启动时，开关闭合，电动机工作，车灯会变暗，启动瞬间电流表示数为50A；当汽车启动之后，开关断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度，此时电流表示数为10A．已知电源电动势，内阻，电流表内阻不计。求： (1)车灯的电阻R； (2)电动机未启动时车灯的功率P； (3)电动机启动瞬间，车灯的功率减少量（忽略电动机启动瞬间车灯的电阻变化）。 【答案】(1) (2)120W (3)36.67W 【详解】（1）电动机停止工作后，根据闭合电路欧姆定律 可得 （2）电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律 解得 车灯的功率 （3）电动机启动的瞬间 车灯的功率为 故灯的功率减少量 【变式2】．（24-25高二上·山东德州·期末）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 【高分达标】 一、单选题 1．（25-26高二上·全国）关于电功和电热，下列说法正确的是（　　） A．电功是电流通过导体时产生的热量 B．任何情况下，电功的公式和电热的公式都可以直接通用 C．在纯电阻电路中，电流做的功全部转化为内能，即W=Q D．在电动机中，电流做的功小于产生的热量 【答案】C 【详解】A．电功是电流所做的总功，而电热仅是电流通过导体时产生的热量。在非纯电阻电路中，电功不仅转化为热量，还转化为其他形式的能量，故A错误； B． 公式和仅在纯电阻电路中通用。在非纯电阻电路中，，电功包含其他能量转化，而仅计算热量，两者不相等，故B错误； C． 在纯电阻电路中，电流做的功全部转化为内能，满足，因此，故C正确； D． 在电动机中，电功包含热量和机械能，因此。故D错误。 故选C。 2．（25-26高二上·河南·阶段练习）某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　） A．电动机两端的电压为4.5V B．电动机的输出功率为1.2W C．电源的工作效率为67.9% D．重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s 【答案】D 【详解】A．回路的电流为 电动机两端的电压为，A错误； B．电动机的输出功率为，B错误； C．电源的工作效率为，C错误； D．根据可得重物匀速上升时的速度大小为，D正确。 故选D。 3．（25-26高二上·江苏常州·阶段练习）如图1所示，有一种电吹风由线圈电阻为r的小型电动机与电阻为R的电热丝串联组成，电路如图2所示，将电吹风接在电路中，电吹风两端的电压为U，电吹风正常工作，此时电热丝两端的电压为，则下列判断正确的是（　　） A．电热丝中的电流大小为 B．电动机中的电流大小为 C．电吹风的机械功率为 D．电动机消耗的功率为 【答案】D 【详解】根据欧姆定律，电热丝中的电流大小 电动机两端的电压为 通过电动机的电流为 电动机消耗的功率为 电吹风的机械功率 故选D。 4．（25-26高二上·江苏淮安·阶段练习）某型号扫地机器人的铭牌信息如表所示。已知扫地机器人剩余电荷量为480mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电。该型号扫地机器人（　　） 额定工作电压 10V 额定功率 40W 电池容量 2400mA·h A．扫地时额定电流为10A B．内部电路的总电阻为2.5Ω C．可以连续扫地的时间为0.48h D．每次扫地释放的电能最多为8.64×104J 【答案】C 【详解】A．根据公式，额定电流，故A错误。 B．若为纯电阻电路，电阻 但扫地机器人含电机（非纯电阻），电能部分转化为机械能，总电阻无法直接通过额定参数计算，故B错误。 C．可用电量 额定电流 时间，故C正确。 D．总电池容量对应电能 但实际释放电能为可用部分。选项D未扣除剩余电量，数值错误，故D错误。 故选C。 5．（24-25高二下·浙江·阶段练习）我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一。如图所示，一款新能源车装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km平均能耗是E，则下列说法不正确的是（　　） A．快充充电桩的平均充电电流为 B．电池组充满电后储存的电荷量为Nq C．单块电池充满电后储存的电能为qU D．电池组充满电后的续航里程为 【答案】A 【详解】A．快充充电桩充电过程有 所以平均充电电流为，故A错误，符合题意。 B．电池组充满电后储存的电荷量为，故B正确，不符合题意； C．单块电池充满电后储存的电能为，故C正确，不符合题意； D．电池组充满电后储存的电能为NqU，而汽车每行驶100km平均能耗是E，则电池组充满电后的续航里程为，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，小灯泡和电动机M并联接到电路中，已知小灯泡和电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设小灯泡和电动机两端的电压分别为和；经过时间t，电流通过小灯泡做的功为，产生的热量为；电流通过电动机M做的功为，产生的热量为，则有（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由于电动机主要把电能转化为机械能，只产生一小部分热量，而小灯泡的发光原理是电流的热效应，因此相等时间内，小灯泡产生的热量大于电动机产生的热量，即 根据焦耳定律可知，灯丝的电阻与电动机线圈的电阻相等，相等时间内，小灯泡产生的热量大于电动机产生的热量，因此通过灯丝的电流大于通过电动机线圈的电流，小灯泡与电动机并联，它们两端的电压相等，即 结合电功可知，电流通过小灯泡做的功大于电流通过电动机做的功，即 综上所述可知 故选A。 7．（25-26高二上·江西·阶段练习）如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，小灯泡L的额定电压为2V，额定功率为2W，开关S闭合时小灯泡L正常发光，电动机M正常工作，此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为，下列说法正确的是（　　） A．通过灯泡的电流为6A B．电源的内耗功率为2W C．电动机的额定功率为3W D．电动机的线圈电阻为 【答案】C 【详解】A．小灯泡L正常发光，此时电路的电流为，故A错误； B．电源内阻消耗的功率为，故B错误； C．电动机M正常工作，电动机的输入电压为 则电动机的额定功率为，故C正确； D．由题意可知，电动机的输出功率为 则电动机的内耗功率为 又由 解得，故D错误。 故选C。 8．（25-26高二上·辽宁·阶段练习）国庆期间小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所的参数及图示电路图。下列说法正确的是（　　） 电吹风铭牌参数 额定电压 额定功率 热风 1000W 冷风 250W A．该电吹风发热电阻的阻值约为 B．该电吹风电动机的内阻为 C．当开关断开、闭合时，电吹风吹冷风 D．当开关、均闭合时，电动机每秒钟消耗的电能为 【答案】C 【详解】A．由表格可以得到只有发热电阻工作时的功率为 根据,可得，故A错误； B．因为电动机是非纯电阻，只知道电动机工作的总功率250W和工作电压220V，所以无法计算电动机的内阻，故B错误； C．开关S1断开、S2闭合时，只有电动机工作，发热电阻不工作，所以电吹风吹的是冷风，故C正确； D．开关S1、S2均闭合时，电吹风吹的是热风，功率为1000W，但是电动机的功率是250W，所以电动机每秒钟消耗的电能为250J，故D错误。 故选C。 9．（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V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（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据可得，两灯泡的电阻分别为， 所以R2＞R1。 A图中灯泡L1和灯泡L2串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知，灯泡L2两端的电压大于110V，所以都不能正常发光； B图中灯泡L1和可变电阻R并联后又和灯泡L2串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡与L1可变电阻R并联后和灯泡L2的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L1与可变电阻R并联后的电阻小于灯泡L2的电阻，此电路中灯泡L1和灯泡L2也不能正常发光； C图中灯泡L2和可变电阻R并联后又和灯泡L1串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡L2与可变电阻R并联后和灯泡L1的电阻相等；并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L2与可变电阻R并联后的电阻可以等于灯泡的L1电阻，可以使灯泡L1和灯泡L2正常发光；此时灯泡L2与可变电阻R消耗的总功率等于灯泡L1的功率，则电路消耗的总功率为2×100W=200W。 D图中灯泡L1和灯泡L2并联后又与可变电阻R串联，要使两灯泡正常发光，必须满足灯泡L1和灯泡L2并联后和可变电阻R的阻值相等，通过调节变阻器的阻值可以做到，即两灯泡可以正常发光；整个电路消耗的电功率为2×（100W+40W）=280W； 综上所述，C图既能使两灯泡正常发光且消耗的总功率最小。故选C。 10．（25-26高一上·广西崇左·开学考试）标有“”和“”的灯和（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是（　　） A．通过灯和的电流之比为 B．灯和两端的电压之比为 C．灯和的发光亮度相同 D．能够正常发光的灯应是灯 【答案】D 【详解】A．串联电路中各处电流相等，若将它们串联在某电源上，通过灯和的电流之比为，故A错误； B．题意可知灯泡的电阻为 灯泡的电阻为 又因为通过两灯的电流相等，故灯和两端的电压之比为，故B错误； C．通过两灯的电流相等，两灯的电阻不相等，根据 可知两灯的实际电功率不相等，两灯的亮度不同，故C错误； D．允许通过的最大电流为 允许通过的最大电流为 串联电路中各处电流相等，则电路允许的最大电流为，能正常发光的是，故D正确。 故选D。 11．（2025·河南·模拟预测）如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω B．电路的总电阻为2Ω C．电阻丁两端的电压为2V D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W 【答案】B 【详解】A．甲、乙、丙串联的总电阻为，故A错误； B．与丁（）并联的总电阻为 与戊、己串联的总电阻为 与庚（）并联的总电阻 则电路的总电阻为 故B正确； C．甲的电流为1A，由欧姆定律可得的电压为 两端的电压即丁两端的电压为，故C错误； D．由欧姆定律可得丁的电流为1A，则戊、己的电流均为2A，除电阻庚之外，根据可得其他6个电阻的热功率之和为 故D错误。 故选B。 二、多选题 12．（25-26高二上·山东·阶段练习）直流电动机提升重物的装置图如图所示，重物的质量为20kg，电源的电动势为36V，内阻为0.6Ω，当电动机以0.8m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A。不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．电动机的输入功率为165W B．电源的工作效率为97.0％ C．电动机的工作效率为91.7％ D．电动机线圈的电阻为0.2Ω 【答案】AD 【详解】A．电动机两端的电压为 电动机的输入功率为，故A正确； B．电源的工作效率为，故B错误； C．电动机的输出功率为 电动机的工作效率为，故C错误； D．电动机的热功率为 根据 解得，故D正确。 故选AD。 13．（25-26高二上·湖北十堰·阶段练习）质量为的电瓶车，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供的电压，当电瓶车在水平地面上以的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为，设车所受的阻力是车重的倍（）。下列说法中正确的是（　　） A．电瓶车受到的阻力为 B．电动机的机械效率为 C．电动机的内阻为 D．电动机的内阻为 【答案】AC 【详解】A．车所受的阻力是车重的0.02倍，所以，故A正确； B．电机总功率为 电机输出功率为 车匀速运动，故 联立，解得 电动机的机械效率为，故B错误； CD．根据能量守恒定律，电机热功率为 又因为 解得，电动机的内阻为，故C正确，D错误。 故选AC。 14．（25-26高二上·全国·课后作业）兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V，50W”字样，它的线圈内阻为，，电热丝，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则下列说法正确的（　　） A．电热丝的热功率 B．电阻 C．电动机M正常工作时的输出功率 D．开关、都闭合，1分钟消耗的电能约为 【答案】AC 【详解】A．电热丝的热功率为，故A正确； B．电动机M正常工作电流为 电阻、的电压为， 则，故B错误； C．电动机M正常工作时的输出功率，故C正确； D．开关、都闭合，1分钟消耗的电能约为，故D错误。 故选AC。 15．（25-26高二上·江西宜春·阶段练习）在研究微型电动机的性能时，可采用如图的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；当重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内电阻为7.5Ω B．电动机的内电阻发热功率为8W C．电动机的输出功率为30W D．电动机的效率约为73.3% 【答案】BD 【详解】A．电动机的内电阻为，A错误； B．电动机的内电阻发热功率为，B正确； C．电动机的输出功率为，C错误； D．电动机的效率约为，D正确。 故选BD。 16．（25-26高二上·辽宁·阶段练习）电饭煲可以将米饭煮熟并自动切换到保温状态，其简化电路如图所示。是一个温控开关，手动闭合后，当温度到达居里点（103℃）时，此开关会自动断开；是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，定值电阻，加热电阻丝，两灯电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．在标准大气压下，用电饭煲可以将水烧开 B．若不闭合手动开关，通电后也能将饭煮熟 C．若自动控温开关损坏，断开后不能闭合，则电饭煲将不能把饭煮熟 D．加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比为 【答案】AD 【详解】A．是一个温控开关，手动闭合后，当温度到达居里点（103℃）时，此开关会自动断开，所以在标准大气压下，用电饭煲可以将水烧开，故A正确； B．如果不闭合开关S1电饭煲不能将饭煮熟，如果不闭合开关S1，开始S2闭合，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2自动闭合。温度只能在70℃~80℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭，故B错误； C．根据A选项分析手动闭合后，即可将饭煮熟，故C错误； D．加热时电饭煲消耗的电功率， 保温时电饭煲消耗的电功率为 从而有，故D正确。 故选AD。 17．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）如图中，，，通电后（    ） A．经和的电流之比 B．两端的电压和两端的电压之比 C．三个电阻消耗的电功率之比 D．三个电阻消耗的电功率之比 【答案】AC 【详解】A．串联电路电流相等，并联电路电流之比等于电阻的反比，故 又 所以，故A正确； B．，故B错误； CD．根据电功率公式 有，故C正确，D错误。 故选AC。 18．（24-25高二下·云南玉溪·开学考试）图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知，电动机内电阻，电阻。用它以4m/s的速度竖直向上提升质量为2.5kg的重物时，理想电压表示数60V，重力加速度取10m/s2。不计一切阻力，则提升过程中（　　） A．流经电动机的电流为60A B．此时电动机输出的机械功率为120W C．重物的加速度为1.6m/s2 D．在该电路中，理论上电动机消耗的最大电功率可达160W 【答案】CD 【详解】A．由图可知，电阻R和电动机是串联的关系，所以流过的电流相等。根据欧姆定律可得流经电动机的电流为，故A错误； B．电动机的输入功率为 电动机内阻消耗的功率为 所以电动机输出的机械功率为，故B错误； C．由 可得电动机对绳的拉力为 对重物列牛顿第二定律方程有 代入数据解得重物的加速度为，故C正确； D．已知电动机消耗的功率为 而 代入上式解得 即电动机消耗的功率是电路中电流的二次函数。根据数学中二次函数的关系可知，当有最大值时，电路中的电流为 代入上式解得此时电动机消耗的最大电功率为，故D正确。 故选CD。 三、解答题 19．（2024高三下·全国·专题练习）如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内电阻，电路中另一电阻，直流电压，理想电压表的示数。求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)若用此电路的电动机提升重物的质量是50kg（g取）。 ①求重物的最大速度大小； ②从静止开始达到此最大速度的时间是0.25s，求此过程重物上升的高度。 【答案】(1) (2) (3)①；② 【详解】（1）通过电动机的电流为 （2）输入电动机的电功率为 （3）①电动机的输出功率为 重物速度最大时，牵引力等于重物的重力，故重物的最大速度为 ②该过程中根据动能定理有 解得 20．（24-25高二上·河南·阶段练习）如图所示为某遥控玩具赛车内部电路图，电源电动势，内电阻，指示灯、均标有“3V 3W”字样，电动机M正常工作时的电压，线圈电阻，当闭合开关S，将滑动变阻器R的阻值调到时，电动机M和指示灯均能正常工作，指示灯电阻视为不变。求： (1)电动机的额定功率； (2)电动机输出的机械功率； (3)电源的效率（保留三位有效数字）。 【答案】(1)6W (2)5W (3) 【详解】（1）滑动变阻器与电源内阻的电压之和为 总电流 灯泡电流 故电动机电流 电动机的额定功率 （2）电动机消耗的热功率 则电动机的机械功率 （3）电源总功率 电源内功率 电源输出功率 故电源的效率 21．（24-25高二上·广西玉林·期中）利用电动机通过如图所示电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为，不计空气阻力和摩擦，g取。求： (1)电动机的热功率； (2)电动机的输出功率； (3)重物上升的速度。 【答案】(1)0.5W (2)1.5W (3)1.5m/s 【详解】（1）由题意，可得电源内电压为 干路中的电流为 根据焦耳定律可得，电动机的热功率为 （2）电动机两端的电压为 电动机的输入功率为 可得电动机的输出功率为 （3）由于电动机的输出功率，等于匀速提升重物做功的功率，有 可得重物上升的速度 22．（24-25高一上·四川眉山·期中）图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源输出电压为3 V，R是调节亮度变阻器，最大阻值为10 Ω。灯L标有“2.5 V，0.5 W”字样。忽略温度对电阻的影响。求： (1)灯L正常发光时的电阻； (2)灯L正常发光时，变阻器R工作10 min产生的热量； (3)电源输出电压降为2.7 V后，灯L的最小实际电功率。 【答案】(1)12.5 Ω (2)60 J (3)0.18 W 【详解】（1）设灯L正常发光时的电阻为R灯，则 解得 （2）灯L正常发光时，电路中的电流为 根据串联分压知识可知，变阻器两端的电压为 变阻器R工作10 min产生的热量 解得 （3）电源电压降为U1 = 2.7 V后，根据 可知，当电路中电流最小时，灯L的实际电功率最小，忽略温度对电阻的影响，则当变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，最小值为 则灯L的最小实际电功率为 解得 23．（24-25高二上·河北邢台·阶段练习）如图所示，内壁光滑、内径很小的圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径r＝0.2m，质量为0.05kg、带电荷量、略小于圆弧管截面的带电小球，从与O点等高的A点沿圆弧管内由静止运动到最低点B，然后从B点进入板间距d＝0.06m的平行板电容器后，刚好能在水平方向上做匀速直线运动，此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻R的阻值为5Ω，电动机的内阻为0.5Ω，取重力加速度大小，求： (1)小球到达B点时的速度大小； (2)电容器两端的电压U； (3)电动机的机械功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由机械能守恒定律得 解得 （2）根据平衡可知 解得 （3）由欧姆定律 电动机两端的电压 电动机的机械功率 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲：电路中的能量转化 【考点梳理】 【知识梳理】 知识点一、电功 (1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功． (2)公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)． (3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程． 知识点二、．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P＝＝IU(适用于任何电路)． 知识点三、．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(适用于任何电路)． 知识点四、电功率P＝IU和热功率P＝I2R的比较 1．不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R.只有在纯电阻电路中P电＝P热，IU＝I2R＝才成立． 2．对于非纯电阻电路：P电＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他，I≠(欧姆定律不适用)． 知识点五、纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q 即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和 热功率的关系 P＝P热， 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝成立 U＞IR，I＜不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 【题型归纳】 题型一：电功、电功率的理解 【例1】．（24-25高二上·浙江台州·期中）扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某品牌智能扫地机器人及其铭牌上的部分文字说明，若已知该扫地机器人从电能耗尽开始充电，电能全部用完算一次工作时间。则下列说法正确的是（　　） 产品型号 DF43/DF45 工作电压 14.4V 额定功率 22W 充电座额定输出电压 19V 充电座额定输出电流 0.6A 电池种类及规格 锂电池14.4V/2600mAh A．2600mAh是指电池储存电能的大小 B．扫地机器人正常工作电流为0.6A C．扫地机器人充满电后一次工作时间约为1.7h D．扫地机器人需要充满电的时间约为45h 【变式1】．（24-25高二上·山东临沂·期中）今年国庆期间，深圳以一场规模空前的无人机表演震撼世界。在夜空下上万架无人机犹如繁星般熠熠生辉，它们精准编队，灵动变幻，以天幕为舞台，上演了一场光影交织的空中舞蹈。无人机可以低速巡航，可以高速飞行，不同状态下其消耗的功率不同，已知无人机的电池容量为，额定工作电压为4V，低速巡航时功率为8W。下列说法正确的是（　　） A．“”是能量的单位 B．无人机低速巡航时的电流是0.5A C．无人机低速巡航状态下可持续工作1h D．若无人机高速飞行时功率变为低速巡航时4倍，续航时间为25min 【变式2】．（24-25高二上·海南省直辖县级单位·期中）如图所示为某品牌电饭煲和洗衣机的铭牌，根据铭牌上提供的信息，下列说法正确的是（   ） A．电饭煲的额定电功率为110W，洗衣机的额定电功率为1100W B．电饭煲的电阻为，洗衣机的电阻为 C．正常工作时，电饭煲1min内消耗的电能为 D．正常工作时，洗衣机1min内消耗的电能为 题型二：电功与电功率的计算和应用 【例2】．（23-24高二上·福建泉州·期中）如图所示的电路中，M、N两点间电压恒为12.0V，电阻，灯泡L的额定电压为4.0V，理想电流表的示数为1.0A，此时灯泡L恰好正常工作。求： （1）流过的电流； （2）灯泡L正常工作时的阻值； （3）此时电阻消耗的电功率。 【变式1】．（23-24高二上·广西玉林·期中）如图所示的电路中，A、B两端的电压U恒为12V，灯L标有“6V，1.8W”的字样，，电键S断开时，灯L正常发光，且灯泡电阻保持不变。求： （1）当电键S断开时滑动变阻器的电阻； （2）当电键S闭合时，灯L的功率为多少？ 【变式2】．（23-24高二上·河南郑州·阶段练习）在如图所示电路中，电阻，电阻。闭合开关，在开关断开的情况下，理想电压表的读数为；在开关闭合的情况下，电压表的读数为。电源电压，求： （1）在开关断开的情况下，电阻消耗的功率； （2）在开关闭合的情况下，电阻和消耗的功率分别是多大。    题型三：混联电路中的功率计算 【例1】．（24-25高二上·江苏连云港·期中）如图所示，有四盏灯接入电路中，L1和L2都标有“220V  80W”，L3和L4都标有“220V  60W”。把电路接通后，功率最大的是（　　） A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 【变式1】．（24-25高一上·山西太原·开学考试）如下图所示，A、B两灯泡额定电压都为110V，额定功率、，接在电压恒为220V电路上，欲使两灯泡均正常发光，且整个电路消耗的电功率最小，则下面四种电路连接方式中满足要求的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】．（23-24高二上·天津武清·阶段练习）如图所示的电路中，，，，，，下列说法正确的是（　　） A．、、、的电压之比等于4:2:1:1 B．、、、的电流之比等于4:2:1:2 C．、、、的功率之比等于12:6:1:1 D．电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W 题型四：焦耳定律的理解与计算 【例4】．（24-25高二上·山东·阶段练习）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 【变式1】．（22-23高二上·湖南张家界·期末）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．充电宝输出的电功率为 B．手机电池产生的焦耳热为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为 【变式2】．（22-23高二下·山东青岛·开学考试）图甲是充电宝正给一部手机充电，等效电路如图乙所示。假设充电开始后一段时间t内充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变。已知手机电池内阻为r、充满电后电动势为E，下列说法正确的是（   ） A．充电宝的输出电压U = Ir B．充满电后手机电池的电动势E = U＋Ir C．在时间t内，手机电池产生的焦耳热 D．在时间t内，手机电池储存的化学能E化 = UIt－I2rt 题型五：含电动机电路的计算 【例5】．（2025·海南·三模）如图所示，电源电动势，内阻，电动机内阻，闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光，电动机正常工作，此时理想电压表示数为8.0V，理想电流表示数为1A，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡额定功率为8W B．电动机正常工作时发热功率为0.25W C．电源的输出功率为18W D．电动机正常工作时其输出的机械功率为8W 【变式1】．（24-25高二上·安徽铜陵·阶段练习）如图所示，电源电动势为，内阻为，定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，不计导线电阻。闭合开关，若电动机风叶卡住不转动，电流表和电压表示数分别为和；断开开关，清除故障，闭合开关S，电动机正常工作，此时电压表示数为，关于电动机正常工作后，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数为 B．电动机输出功率为 C．电源效率为 D．经，电阻产生的热量为3240J 【变式2】．（24-25高二上·四川绵阳·阶段练习）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U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的发热功率为1 W D．电源的输出功率为50 W 题型六：电路中能量转化的综合问题 【例6】．（25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“，”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： (1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率； 【变式1】．（24-25高二上·浙江衢州·期末）如图是汽车蓄电池供电简化电路，司机开车灯时，开关始终闭合。当汽车启动时，开关闭合，电动机工作，车灯会变暗，启动瞬间电流表示数为50A；当汽车启动之后，开关断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度，此时电流表示数为10A．已知电源电动势，内阻，电流表内阻不计。求： (1)车灯的电阻R； (2)电动机未启动时车灯的功率P； (3)电动机启动瞬间，车灯的功率减少量（忽略电动机启动瞬间车灯的电阻变化）。 【变式2】．（24-25高二上·山东德州·期末）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 【高分达标】 一、单选题 1．（25-26高二上·全国）关于电功和电热，下列说法正确的是（　　） A．电功是电流通过导体时产生的热量 B．任何情况下，电功的公式和电热的公式都可以直接通用 C．在纯电阻电路中，电流做的功全部转化为内能，即W=Q D．在电动机中，电流做的功小于产生的热量 2．（25-26高二上·河南·阶段练习）某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　） A．电动机两端的电压为4.5V B．电动机的输出功率为1.2W C．电源的工作效率为67.9% D．重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s 3．（25-26高二上·江苏常州·阶段练习）如图1所示，有一种电吹风由线圈电阻为r的小型电动机与电阻为R的电热丝串联组成，电路如图2所示，将电吹风接在电路中，电吹风两端的电压为U，电吹风正常工作，此时电热丝两端的电压为，则下列判断正确的是（　　） A．电热丝中的电流大小为 B．电动机中的电流大小为 C．电吹风的机械功率为 D．电动机消耗的功率为 4．（25-26高二上·江苏淮安·阶段练习）某型号扫地机器人的铭牌信息如表所示。已知扫地机器人剩余电荷量为480mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电。该型号扫地机器人（　　） 额定工作电压 10V 额定功率 40W 电池容量 2400mA·h A．扫地时额定电流为10A B．内部电路的总电阻为2.5Ω C．可以连续扫地的时间为0.48h D．每次扫地释放的电能最多为8.64×104J 5．（24-25高二下·浙江·阶段练习）我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一。如图所示，一款新能源车装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km平均能耗是E，则下列说法不正确的是（　　） A．快充充电桩的平均充电电流为 B．电池组充满电后储存的电荷量为Nq C．单块电池充满电后储存的电能为qU D．电池组充满电后的续航里程为 6．（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，小灯泡和电动机M并联接到电路中，已知小灯泡和电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设小灯泡和电动机两端的电压分别为和；经过时间t，电流通过小灯泡做的功为，产生的热量为；电流通过电动机M做的功为，产生的热量为，则有（　　） A． B． C． D． 7．（25-26高二上·江西·阶段练习）如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，小灯泡L的额定电压为2V，额定功率为2W，开关S闭合时小灯泡L正常发光，电动机M正常工作，此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为，下列说法正确的是（　　） A．通过灯泡的电流为6A B．电源的内耗功率为2W C．电动机的额定功率为3W D．电动机的线圈电阻为 8．（25-26高二上·辽宁·阶段练习）国庆期间小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所的参数及图示电路图。下列说法正确的是（　　） 电吹风铭牌参数 额定电压 额定功率 热风 1000W 冷风 250W A．该电吹风发热电阻的阻值约为 B．该电吹风电动机的内阻为 C．当开关断开、闭合时，电吹风吹冷风 D．当开关、均闭合时，电动机每秒钟消耗的电能为 9．（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V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（　　） A． B． C． D． 10．（25-26高一上·广西崇左·开学考试）标有“”和“”的灯和（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是（　　） A．通过灯和的电流之比为 B．灯和两端的电压之比为 C．灯和的发光亮度相同 D．能够正常发光的灯应是灯 11．（2025·河南·模拟预测）如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω B．电路的总电阻为2Ω C．电阻丁两端的电压为2V D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W 二、多选题 12．（25-26高二上·山东·阶段练习）直流电动机提升重物的装置图如图所示，重物的质量为20kg，电源的电动势为36V，内阻为0.6Ω，当电动机以0.8m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A。不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．电动机的输入功率为165W B．电源的工作效率为97.0％ C．电动机的工作效率为91.7％ D．电动机线圈的电阻为0.2Ω 13．（25-26高二上·湖北十堰·阶段练习）质量为的电瓶车，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供的电压，当电瓶车在水平地面上以的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为，设车所受的阻力是车重的倍（）。下列说法中正确的是（　　） A．电瓶车受到的阻力为 B．电动机的机械效率为 C．电动机的内阻为 D．电动机的内阻为 14．（25-26高二上·全国·课后作业）兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V，50W”字样，它的线圈内阻为，，电热丝，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则下列说法正确的（　　） A．电热丝的热功率 B．电阻 C．电动机M正常工作时的输出功率 D．开关、都闭合，1分钟消耗的电能约为 15．（25-26高二上·江西宜春·阶段练习）在研究微型电动机的性能时，可采用如图的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；当重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内电阻为7.5Ω B．电动机的内电阻发热功率为8W C．电动机的输出功率为30W D．电动机的效率约为73.3% 16．（25-26高二上·辽宁·阶段练习）电饭煲可以将米饭煮熟并自动切换到保温状态，其简化电路如图所示。是一个温控开关，手动闭合后，当温度到达居里点（103℃）时，此开关会自动断开；是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，定值电阻，加热电阻丝，两灯电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．在标准大气压下，用电饭煲可以将水烧开 B．若不闭合手动开关，通电后也能将饭煮熟 C．若自动控温开关损坏，断开后不能闭合，则电饭煲将不能把饭煮熟 D．加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比为 17．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）如图中，，，通电后（    ） A．经和的电流之比 B．两端的电压和两端的电压之比 C．三个电阻消耗的电功率之比 D．三个电阻消耗的电功率之比 18．（24-25高二下·云南玉溪·开学考试）图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知，电动机内电阻，电阻。用它以4m/s的速度竖直向上提升质量为2.5kg的重物时，理想电压表示数60V，重力加速度取10m/s2。不计一切阻力，则提升过程中（　　） A．流经电动机的电流为60A B．此时电动机输出的机械功率为120W C．重物的加速度为1.6m/s2 D．在该电路中，理论上电动机消耗的最大电功率可达160W 三、解答题 19．（2024高三下·全国·专题练习）如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内电阻，电路中另一电阻，直流电压，理想电压表的示数。求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)若用此电路的电动机提升重物的质量是50kg（g取）。 ①求重物的最大速度大小； ②从静止开始达到此最大速度的时间是0.25s，求此过程重物上升的高度。 20．（24-25高二上·河南·阶段练习）如图所示为某遥控玩具赛车内部电路图，电源电动势，内电阻，指示灯、均标有“3V 3W”字样，电动机M正常工作时的电压，线圈电阻，当闭合开关S，将滑动变阻器R的阻值调到时，电动机M和指示灯均能正常工作，指示灯电阻视为不变。求： (1)电动机的额定功率； (2)电动机输出的机械功率； (3)电源的效率（保留三位有效数字）。 21．（24-25高二上·广西玉林·期中）利用电动机通过如图所示电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为，不计空气阻力和摩擦，g取。求： (1)电动机的热功率； (2)电动机的输出功率； (3)重物上升的速度。 22．（24-25高一上·四川眉山·期中）图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源输出电压为3 V，R是调节亮度变阻器，最大阻值为10 Ω。灯L标有“2.5 V，0.5 W”字样。忽略温度对电阻的影响。求： (1)灯L正常发光时的电阻； (2)灯L正常发光时，变阻器R工作10 min产生的热量； (3)电源输出电压降为2.7 V后，灯L的最小实际电功率。 23．（24-25高二上·河北邢台·阶段练习）如图所示，内壁光滑、内径很小的圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径r＝0.2m，质量为0.05kg、带电荷量、略小于圆弧管截面的带电小球，从与O点等高的A点沿圆弧管内由静止运动到最低点B，然后从B点进入板间距d＝0.06m的平行板电容器后，刚好能在水平方向上做匀速直线运动，此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻R的阻值为5Ω，电动机的内阻为0.5Ω，取重力加速度大小，求： (1)小球到达B点时的速度大小； (2)电容器两端的电压U； (3)电动机的机械功率。 2 学科网（北京）股份有限公司 $