第2章 8 焦耳定律 电路中的能量转化（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦电功、电功率、焦耳定律及电路能量转化，通过预习案问题导学（如电流做功快慢与多少的区别）搭建学习支架，衔接静电力做功知识推导电功公式，再结合探究案对比纯电阻与非纯电阻电路，构建完整知识脉络。 其亮点是以科学思维为核心，通过交流讨论（如辨析W=UIt与Q=I²Rt适用条件）和归纳总结（如串并联功率分配规律）培养科学推理与论证能力，结合电动机提升重物、电解槽串联灯泡等实例渗透能量观念，例题变式与达标训练助力学生深化理解，教师使用可提升教学效率，学生能强化知识应用能力。

8　焦耳定律　电路中的能量转化 第二章　电路及其应用 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 目 录 预习案 01 探究案 02 知能达标训练 04 CONTENTS 提升案 03 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 预习案 必备知识·问题导学 01 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 电流I 时间t UIt 焦耳 J 电场 静电 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 功 时间 UI 瓦特 W 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 二次方 电阻 I2Rt I2R 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 机械能 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 探究案 关键能力·互动探究 02 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 [答案]　BCD 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 答案　C 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 提升案 随堂演练·基础落实 03 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 知能达标训练 04 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 谢谢观看 返回目录 第二章　电路及其应用 物理·必修 第三册(配JK版) 1 [学业要求与核心素养] 1．理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算。 2．理解焦耳定律的内容，并能进行相关计算。 3．弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系。 4．知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别。 一、电功　电功率 阅读教材，并回答： 1．如图所示： 时间t内通过电路的总电荷量q＝It，静电力移动电荷做功W＝qU，则时间t内电流做功W＝UIt。 2．电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？ 答：不同，电流做功的快慢是指在相同时间内，做功越多，电流做功越快。 [概念·规律] 1．电功 (1)定义：电场力在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U与电路中的__________、通电__________三者的乘积。 (2)公式：W＝qU＝__________。 单位：国际单位：________，符号：______。 (3)电功的实质：导体中的恒定________对自由电荷的________力所做功。 2．电功率 (1)定义：电流所做的______与做这些功所用________的比。 (2)公式：P＝eq \f(W,t)＝________。 (3)单位：________，符号：______。 二、焦耳定律　热功率 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的__________成正比，跟导体的________及通电时间成正比。 (2)表达式：Q＝________。 2．热功率 (1)定义：电流通过电阻所产生的热量与产生这些热量所用时间的比。 (2)表达式P＝_______。 三、电路中的能量转化 阅读教材，并回答： 教材图2­6­3为闭合电路的组成。 (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ (2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？ (3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？ 答：(1)在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高 (2)EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt (3)E＝IR＋Ir或I＝eq \f(E,R＋r) [概念·规律] 1．电动机从电源获得能量，一部分转化为__________，还有一部分转化为内能。 2．闭合电路中：IE＝IU＋I2r。 探究点一　电功和电热的理解 [交流讨论] 1．公式W＝UIt和Q＝I2Rt的适用条件是什么？二者有何联系？ 答：W＝UIt对任何电路都适用，Q＝I2Rt可计算任何电路产生的焦耳热，在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q。 2．公式P＝IU和P＝I2R有何区别？ 答：P＝IU对任何电路都适用，P＝I2R只适用于纯电阻电路，在纯电阻电路中IU＝I2R，非纯电阻电路中IU＞I2R。 [归纳总结] 1．电功和电功率 W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路。 2．电热和热功率 Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率。 3．纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。 (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。 　(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＝eq \f(U2,R)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 [解析]　电功率公式P＝eq \f(W,t)，表示电功率越大，电流做功越快。对于一段电路，有P＝IU，I＝eq \f(P,U)，焦耳热Q＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))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＝eq \f(U,R)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， 即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。 1．关于电功W和电热Q的说法正确的是(　　) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 解析　非纯电阻中，W＝UIt用来求电功，Q＝I2Rt用来求电热，但W＞Q；只有在纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热电相等，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算，W＝UIt可用于任何电路求总电功，而Q＝I2Rt可以适用任何电路求热功，故B正确，A、C、D错误。 答案　B 探究点二　纯电阻电路中的功率分配及计算 1．在纯电阻电路中，由于W＝Q，I＝eq \f(U,R)，所以有UI＝I2R＝eq \f(U2,R)。 2．串、并联电路中的功率关系 串联电路 并联电路 功率分配 eq \f(P1,P2)＝eq \f(R1,R2) eq \f(P1,P2)＝eq \f(R2,R1) 总功率 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn 　四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220 V,40 W”，b、d灯泡的规格为“220 V，100 W”，各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过各自的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗的功率大小关系是(　　) A．Pa ＝Pc<Pb＝Pd B．Pa ＝Pc>Pb>Pd C．Pa <Pc<Pb<Pd D．Pa<Pc<Pb＝Pd [解析]　根据R＝eq \f(U2,P)可知Ra＝Rc>Rb＝Rd，ab并联的电阻与cd并联的电阻相同，串联电路，分压相同，故Uab＝Ucd，又因为Ua＝Ub，Uc＝Ud，故Ua＝Ub＝Uc＝Ud。根据P＝eq \f(U2,R)，得Pa<Pb，Pc<Pd且Pa＝Pc，Pb＝Pd，故有Pa＝Pc<Pb＝Pd，故选A。 [答案]　A [变式1]　例题中若四盏灯泡接成如图所示的电路，其他条件不变。电路中它们的实际功率大小关系正确的是(　　) A．Pa>Pb>Pc>Pd　　 B．Pa>Pd>Pb>Pc C．Pd>Pa>Pb>Pc D．Pa>Pd>Pc>Pb 解析　a、c灯泡的电阻R＝eq \f(U2,P)＝1 210 Ω，b、d灯泡的电阻R′＝eq \f(U2,P)＝484 Ω。根据并联电路的特点知b、c并联后的总电阻R并<R′，大电阻分大电压，所以b、c两端的电压小于d灯泡的电压，根据P＝eq \f(U2,R)，可得Pc<Pb<Pd，a、d灯串联，电流相等，根据P＝I2R知则P与R成正比，则Pa>Pd，故有Pa>Pd>Pb>Pc，故选B。 答案　B [变式2]　若将四个相同的灯泡分别组成如图所示的甲、乙两种电路并接在相同的电压两端。调节变阻器，使每个灯泡都正常发光。若两个变阻器R1、R2上消耗的功率分别为P1、P2，则P1、P2的大小关系不可能为(　　) A．P2＝2P1 B．P2＝3P1 C．P2＝4P1 D．P2＝8P1 解析　设灯泡正常发光时的电流为I电压为UL，对于题图甲，电路的总的电流为I变阻器R1的电压为U1＝U－4UL，变阻器R1消耗的功率P1＝U1I＝(U－4UL)I。对于题图乙，电流的总电流的大小为2I，变阻器R2的电压为U2＝U－2UL，变阻器R2消耗的功率P2＝U2·2I＝(U－2UL)·2I，eq \f(P2,P1)＝eq \f(U－2UL2I,U－4ULI)＝2＋eq \f(2,\f(U,UL)－4)＞2，当eq \f(U,UL)＝5时，P2＝4P1，当eq \f(U,UL)＝6时，P2＝3P1，当eq \f(U,UL)＝eq \f(13,3)时P2＝8P1，故A错误，B、C、D正确。此题选择不可能的，故选A。 答案　A ●总结提升 解答串并联电路电功率问题应注意的两个问题 (1)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要确定是正比还是反比关系。 (2)当分析用电器的功率问题时，一定要注意用电器的安全，即不要超过用电器的额定电压、额定电流。 2．如图1所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面均为正方形的电阻，边长之比为2∶1，现将这两个电阻R1、R2并联接入如图2所示的电路中，通过电阻电流方向如图1虚线所示。则下列说法中正确的是(　　) A．电阻R1和R2的阻值比为1∶1 B．电阻R1和R2的阻值比为2∶1 C．流过R1和R2的电流比为1∶2 D．电阻R1和R2消耗的功率比为1∶16 解析　由电阻定律R＝ρeq \f(L,S)可知，eq \f(R1,R2)＝eq \f(\f(L1,L1d),\f(L2,L2d))＝1，故A正确，B错误；两电阻并联电压相等，电流之比等于电阻的反比即为1∶1，故C错误；由公式P＝eq \f(U2,R)可知，电压相等，电阻也相等，则消耗的功率比为1∶1，故D错误。 答案　A 探究点三　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入＝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＝IU－I2r。 (4)电动机的效率：η＝eq \f(P出,P入)×100%＝eq \f(IU－I2r,IU)×100%。 2．当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时是一个纯电阻元件。当电动机转化时，消耗的电能转化为机械能和内能，此时是非纯电阻元件。 　某一用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压恒为5 V，物体A重20 N。某时刻电路中的电流为1 A，不计摩擦力。 (1)此时电动机的输出功率是多少？ (2)电动机对该重物的最大提升速度是多少？ (3)若电动机因故不能转动，这时通过它的电流强度多大？电动机实际消耗的电功率多大？ [解析]　(1)根据功率公式可知输入功率P入＝IU＝1×5 W＝5 W 输出功率为P出＝P入－Pr＝5 W－1 W＝4 W (2)当牵引力等于重力时，速度最大，根据v＝eq \f(P出,mg)＝eq \f(4,20) m/s＝0.2 m/s (3)电动机不转时看作纯电阻元件，电源无内阻，电动机两端电压仍为5 V，根据欧姆定律，这时通过电动机的电流I′＝eq \f(U,r)＝5 A 实际消耗的电功率P′＝UI′＝25 W [答案]　(1)4 W　(2)0.2 m/s　(3)5 A　25 W [变式]　(多选)在例题中，其他条件不变，下列说法正确的是(　　) A．电动机的输入功率为4 W B．电动机线圈电阻上产生的热功率为1 W C．电动机的效率为80% D．电动机在10 s内可以把重物匀速提升1 m 解析　电动机的输入功率为P＝UI＝5 W，故A错误；电动机线圈电阻上产生的热功率为Pr＝I2r＝1 W，故B正确；电动机的效率为η＝eq \f(P－Pr,P)×100%＝80%，故C正确；设重物上升的速度为v，电动机的输出功率为P′＝P－Pr＝Gv，解得v＝0.2 m/s，电动机在10 s内可以把重物匀速提升的高度为h＝vt＝2 m，故D错误。 答案　BC 3．如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　) A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．电路消耗的总功率为60 W 解析　灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝eq \f(6,11) A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错误，C正确；电解槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220×eq \f(6,11) W＝120 W，D错误。 答案　C 探究点四　闭合电路的功率 1．电源的总功率 P总＝EI，电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r，电源输出功率P出＝U外I。 2．对于纯电阻电路，电源的输出功率 P出＝I2R＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2R＝eq \f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝eq \f(E2,4r)，电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示。 3．电源的效率 指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(IU,IE)×100%＝eq \f(U,E)×100%。 对于纯电阻电路，电源的效率η＝eq \f(I2R,I2R＋r)×100%＝eq \f(R,R＋r)×100%＝eq \f(1,1＋\f(r,R))×100%，所以当R增大时，效率η提高。当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高。 　如图所示，定值电阻R0＝4 Ω，滑动变阻器R阻值范围为0～10 Ω，电源的电动势E＝6 V。闭合开关S，当R＝3 Ω时，电路中的电流I＝0.5 A。 (1)求电源的内阻； (2)当滑动变阻器R为多大时，电源的总功率最大？最大值Pm是多少？ [解析]　(1)电源的电动势E＝6 V，闭合开关S，当R＝3 Ω时，电流I＝0.5 A，根据闭合电路欧姆定律可知I＝eq \f(E,R0＋R＋r)，得r＝5 Ω。 (2)电源的总功率P＝IE，得P＝eq \f(E2,R0＋R＋r) 当R＝0 Ω，P最大，最大值为Pm，则有Pm＝4 W。 [答案]　(1)5 Ω　(2)见解析 [变式1]　(多选)在例题所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R0＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图所示。则下列说法中正确的是(　　) A．图中滑动变阻器的最大功率P2＝4.5 W B．图中R1＝6 Ω，R2＝12 Ω C．调整滑动变阻器RP的阻值，不可能使电源的输出电流达2 A D．滑动变阻器消耗的功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大 解析　由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为Pm＝eq \f(E2,4r)，把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当RP＝R1＝R＋r＝6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2＝eq \f(E2,4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋r)))＝1.5 W，A错误；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等有eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,RP＋R＋r)))2RP＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R2＋R＋r)))2R2，解得R2＝12 Ω，B正确； 当滑动变阻器RP的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为Im＝eq \f(E,R＋r)＝eq \f(6,4＋2) A＝1 A，则调整滑动变阻器RP的阻值，不可能使电源的输出电流达到2 A，C正确；当回路中电流最大时，即RP＝0时定值电阻R消耗的功率最大，D错误。 答案　BC [变式2]　如图甲所示的电路中，定值电阻R0＝4 Ω。可变电阻R的功率随自身阻值变化的关系如图乙所示，由此可知(　　) A．电源电动势E＝2 V B．内阻r＝eq \f(4,3) Ω C．增大R，电源效率增大 D．增大R，电源效率可能增大，也可能减小 解析　将定值电阻R0与电源看成新的电源，当新的电源内阻与可变电阻R的阻值相等时，可变电阻R的功率最大，新的电源的输出功率最大，则有R＝eq \f(R0r,r＋R0)＝2 Ω，解得r＝4 Ω。由功率的定义可知，此时流过可变电阻的电流为IR＝eq \r(\f(PR,R))＝1 A，其两端电压为UR＝IRR＝2 V，干路电流为I＝IR＋eq \f(UR,R0)＝1.5 A，根据闭合电路欧姆定律有E＝U端＋Ir＝2 V＋1.5 A×4 Ω＝8 V，A、B错误；电源效率η＝eq \f(IU,IE)＝eq \f(U,E)，U＝E－Ir＝E－eq \f(Er,\f(RR0,R＋R0)＋r)，增大R，路端电压增大，电源效率增大，C正确，D错误。 ●总结提升 功率最大值的求解方法 1．流过电源的电流最大时，电源的功率、内阻损耗功率均最大。 2．对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。 3．电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大。 4．如图甲所示，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，并得到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R； (2)电源的电动势E和内阻r； (3)滑动变阻器消耗的最大功率Pm。 解析　(1)由题图乙可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，且Ib＝0.2 A，Pb＝2 W，由P＝I2R可知， 滑动变阻器的最大阻值为R＝eq \f(Pb,I\o\al(2,b))＝eq \f(2 W,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.2 A))2)＝50 Ω。 (2)设电源电动势为E，内阻为r，当滑片P在b端时，由闭合电路欧姆定律得Ib＝eq \f(E,R＋r)，得0.2＝eq \f(E,50＋r)，当电流I＝0.4 A时，路端电压U＝eq \f(P,I)＝eq \f(3.2,0.4) V＝8 V 由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir得8＝E－0.4r 由两式得E＝12 V，r＝10 Ω。 (3)当滑动变阻器的电阻等于电源内阻时滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率Pm＝eq \f(E2,4r)＝eq \f(122,40) W＝3.6 W。 答案　(1)50 Ω　(2)12 V　10 Ω　(3)3.6 W 1．(对电功、电功率的理解)下列关于电功的说法中错误的是(　　) A．导体内静电力移动电荷所做的功叫作电功 B．电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程 C．电流做功消耗的能量由电源提供 D．电功就是电能 答案　D 2．(对焦耳定律的理解)(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流且正常工作，在相同时间内(　　) A．电炉放热与电动机放热相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 答案　ABD 3．(非纯电阻电路功率计算)(多选)如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联接在电源上，电源电动势E＝20 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端的电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则(　　) A．通过电动机的电流为1 A B．通过电动机的电流为10 A C．电动机发热消耗的功率为100 W D．电动机的输出的功率为9 W 解析　由题意可知E＝Ur＋UR＋UM， 则电路电流I＝eq \f(UR＋Ur,R＋r)＝1 A，A正确，B错误； 根据由焦耳定律Q＝I2RMt， 则电动机的发热功率PQ＝eq \f(Q,t)＝I2RM＝1 W，C错误； 电动机的总功率PM＝UMI＝10 W， 电动机的输出功率P输出＝PM－PQ＝9 W，D正确。 答案　AD 4.(非纯电阻电路)如图所示是一款可充电的手持式电风扇。当电池充电时的输入电压U1＝5.0 V、电流I1＝1.0 A、充电时间3 h。当电风扇以高速挡运行时，电动机两端电压U2＝5.0 V、电流I2＝0.2 A、输出功率P＝0.96 W，可正常工作6 h。下列说法正确的是(　　) A．电动机的内阻为1.0 Ω B．电动机的内阻为25 Ω C．电池充满电时储存的电能为5.4×104 J D．电池充满电时储存的电能为2.16×104 J 解析　对电动机P输出＝I2U2－Ieq \o\al(2,2)r，即0.96＝5×0.2－0.22r，解得r＝1.0 Ω，选项A正确，B错误； 电池充满电时储存的电能为E＝I1U1t1＝1.0×5.0×3× 3 600 J＝5.4×103 J，选项C、D错误。 答案　A 5．电源电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，当S闭合时，标有“6 V　3 W”的灯泡恰好正常发光；小型直流电动机M恰能正常工作，其线圈电阻R＝0.4 Ω。 (1)求灯泡正常发光时通过灯泡上的电流强度I； (2)求电动机的输出功率P。 解析　根据IL＝eq \f(PL,UL)求灯泡正常发光时通过灯泡上的电流强度；根据闭合电路欧姆定律列式求解电流；电动机的输出功率等于总功率减去热功率。 (1)根据IL＝eq \f(PL,UL)可得灯泡正常发光时流过灯泡的电流为：IL＝0.5 A。 (2)电动机两端电压为：UM＝UL＝6 V 电路总电流：I＝eq \f(E－UL,R0＋r) 电动机的电流为：IM＝I－IL＝2.5 A 电动机的输出功率为：P＝IMUM－Ieq \o\al(2,M)R＝12.5 W。 答案　(1)0.5 A　(2)12.5 W $