第5章 电能与能源的可持续发展 单元综合提升-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

该高中物理单元复习课件系统梳理了电能的生产、传输、转化与利用及能源可持续发展等核心知识，通过概念梳理构建网络，将相关公式、适用条件及能量转化类型串联，帮助学生形成完整的电能与能源知识体系。 其亮点在于融合教考衔接与易错辨析，通过高考真题与教材题对比、动态电路分析等实例，培养学生科学推理与模型建构能力，结合能源开发案例渗透可持续发展理念。分层设计的针对练和单元检测，助力学生巩固知识，也为教师提供精准复习指导。

单元综合提升 　　　　 第五章　电能与能源的可持续发展 概念梳理 构建网络 1 教考衔接 明确考向 2 易错辨析 强化落实 3 单元检测卷 4 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 概念梳理 构建网络 返回 返回 教考衔接 明确考向 返回 (广东高考)如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2，则下列表述正确的是 A．电源输出功率减小 B．L1上消耗的功率增大 C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大 √ 真题 1 只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合 上S2，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减 小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增 大，即通过R1上的电流增大，故C正确；由于 电源的内阻不计，电源的输出功率P＝EI，与电流成正比，则电源输出功率增大，故A错误；由于并联部分的电阻减小，根据串联电路的特点，并联部分分担的电压减小，L1两端的电压减小，其消耗的功率减小，故B错误；并联部分的电压减小，则通过R3上的电流减小，故D错误。 衔接教材 粤教版P125T8 在如图所示的电路中，直流发电机E＝250 V， r＝3 Ω，R1＝R2＝1 Ω，电热器组中装有50个 完全相同的电热器，每个电热器的额定电压 为200 V，额定功率为1 000 W，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化。问： (1)当接通几个电热器时，实际使用的电热器能正常工作？ (2)当接通几个电热器时，发电机输出功率最大？ (3)当接通几个电热器时，电热器组加热物体最快？ (4)当接通几个电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？ (5)当接通几个电热器时，实际使用的每个电热器中电流最大？ 衔接分析 该高考题以动态电路为素材，创设了考查功率、电流的问题情境，与粤教版P125T8类似。开关闭合导致电路中电阻发生变化，进而导致电路中电流和用电器的电功率发生变化。研究动态电路问题可以从部分到整体，再到部分的顺序应用欧姆定律和功率公式计算相关量。 √ 针对练1.在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动，则 A．灯泡L变暗 B．电源内部消耗的功率先变大后变小 C．电容器C上的电荷量增加 D．流过R1的电流方向由左向右 滑片右移，接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆 定律可知，总电流增大，故灯泡L变亮，A项错误； 电源内部消耗的电功率P＝I2r，随电流的增大，电 源内部消耗的功率一直变大，B项错误；由U＝IR 可知，灯泡两端电压和电源内电压均增大，所以滑 动变阻器两端电压减小，故与之并联的电容器两端电压减小，由Q＝CU可知，电容器C上的电荷量减少，C项错误；电容器所带电荷量减少，故电容器处于放电状态，流过R1的电流方向由左向右，D项正确。故 选D。 针对练2.在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时，则 A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．电源的输出功率减小 D．电源的工作效率减小 √ (2022·河北高考节选)某物理兴趣 小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电 饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有： 限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮 饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之 后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度 高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V，0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T。 按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是______ (多选)。 A．按下S1，L1和L2均发光 B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光 C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭 CD 真题 2 衔接教材 粤教版P124T5 电饭煲工作时有两种状态：一种是煲内水烧干前的加热状态，另一种是煲内水烧干后的保温状态。如图所示是电饭煲电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。下列说法正确的是 A．当开关S接通时电饭煲为保温状态， 当开关S断开时电饭煲为加热状态 B．当开关S接通时电饭煲为加热状态， 当开关S断开时电饭煲为保温状态 C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1∶R2应为2∶1 D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1∶R2应为( －1)∶1 衔接分析 该高考题以电饭煲为素材，创设了研究电饭煲电路的保温和加热状态的问题情境，与粤教版P124T5类似。 √ 针对练1.(多选)如图是电饭煲的电路图。S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于约70 ℃时会自动闭合，温度高于80 ℃时会自动断开。红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯。阻流电阻R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻均不计，下列说法正确的是 A．加热状态下，限流电阻R2的电流为0.44 A B．保温状态下，限流电阻R1的电压约为201.7 V C．保温状态下，限流电阻R1与限流电阻R2的电 流之比约为22 D．加热和保温两种状态下，加热电阻R3消耗的功率之比约为72 √ 针对练2.传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻200 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E＝10 V (内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。 (1)有三个规格的保护电阻，R1应选哪一个 A．200 Ω　　 B．400 Ω　　　　 C．800 Ω 电流表满偏时，电路的总电阻R总＝ ＝1 000 Ω，由题图乙可知，当F＝0时，压敏电阻的阻值为100 Ω，由调零电阻R2最大为200 Ω，故R1只要不小于700 Ω即可，故选C。 √ (2)选取、安装保护电阻后，要对压 力传感器进行调零。调零电阻 R2应调为____ Ω。 100 选取、安装保护电阻后，对压力传感器进行调零，由(1)知电路的总电阻R总＝1 000 Ω 当F＝0时，R为100 Ω，R1＝800 Ω，故R2只要调整为100 Ω即可。 (3)现对表盘进行重新赋值，原2 mA刻度线应标注__________ N。 4 000 电流为2 mA时，电路的总电阻R总′＝ ＝5 000 Ω 因为R1＝800 Ω，R2＝100 Ω，则压敏电阻为4 100 Ω，由图像可得压敏电阻R与压力F的关系，有R＝100＋F(Ω) 可得F＝4 000 N。 (4)由于电池老化，电动势降为9.8 V，传感器压力读数会出现偏差，如果 某次使用时，先调零、后测量，读出压力为500 N，此时电流大小为_____ A(用分数表示)，实际压力大小为______ N。 490 返回 易错辨析 强化落实 返回 1．(电功和电功率)(2025·广东广州高二上期中)现有标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，为了保证两个灯泡可以正常发光，且消耗功率最小的电路是 √ L1和L2的额定电压相同，由P＝ ，可知R1＞R2，由串联电路电流相等，则两灯的电压不相等，可知题图A中L1、L2一定不会同时正常发光，故A错误。题图D中灯L2与滑动变阻器并联，总电阻小于L2的电阻，所以灯L2两端的电压小于灯L1两端的电压，题图D中L1、L2一定不会同时正常发光，故D错误。并联电路电压相等，可知题图B中L1、L2两灯可以正常发光；题图C中L1与滑动变阻器并联，总电阻小于L1的阻值，可能与L2的阻值相等，但题图B中P总＝2(P1＋P2)，题图C中P总′＝2P2，所以P总＞P总′，所以消耗功率最小的电路是题图C电路，故B错误，C正确。故选C。 易错分析　本题易错点是两个灯泡的电阻是不相同的，直接串联在220 V的电路两端，不会同时正常工作。 2.(闭合电路中的能量)(多选)(2025·广东东莞高二上期末)交警查酒驾使用的酒精测试仪原理如图所示，R为传感器，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，R0＞r，电流表和电压表均为理想电表。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时 A．电压表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电源的总功率变大 D．电源的输出功率变小 √ √ 酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器R电阻减 小，电路总电阻减小，干路电流增大，即电流表 的示数增大，根据UR＝E－I(R0＋r)可知，传感器 R两端电压减小，即电压表的示数变小，故A正 确，B错误；电源的总功率为P总＝EI，根据上述，干路电流增大，则电源的总功率变大，故C正确；酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器R电阻减小，即R0＋R减小，由于R0＞r可知外电路总电阻R0＋R始终大于电源内阻，可知，电源的输出功率变大，故D错误。故选AC。 易错分析　本题易错点是电源的最大输出功率的判断，当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大。 3.(能源的分类与利用)(2025·广东清远高二上期末)太阳能及风能是清洁能源，我国已经建成众多的太阳能及风力发电场。风力发电是利用风的动能推动风力发电机的叶片转动而产生电能的。某地区安装有20台超大型风力发电机，每片扇叶长达80 m，该地区常年的平均风速v＝5.0 m/s，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度ρ＝1.25kg/m3，风力发电机的叶片转动时可形成半径R＝80 m的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的10%转化为电能。则每台风力发电机的发电功率为 A．1.57×103 W B．1.57×104 W C．1.57×105 W D．1.57×106 W √ 设单位时间(t0＝1 s)内通过每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气的体积为V、动能为Ek，则有V＝πR2vt0，Ek＝ ρVv2，Pt0＝10%Ek，解得P≈1.57×105 W，C正确。 易错分析　本题易错点是单位时间内通过每台风力发电机叶片的空气的动能。将空气看成圆柱模型是解决本题的关键。 4.(焦耳定律)(2025·广东珠海高二上期末)小明坐在 汽车的副驾驶位上看到一种现象：当汽车电动机启 动时，汽车的车灯会瞬间变暗，汽车的电源、电流 表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已 知汽车电源电动势为E＝12 V，内阻为r＝0.2 Ω。 车灯接通电动机未起动时，电流表示数为I1＝10 A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到I2＝20 A，问： (1)电动机启动时，车灯的功率P为多少？ 答案：64 W　 (2)若电动机的电阻r0＝0.05 Ω，求电动机输出的机械功率P机械。 答案：88.8 W 电动机启动时，电动机的电流为I′＝I2－ 解得I′＝12 A 电动机启动时输出的机械功率为P机械＝U1I′－I′2r0 解得P机械＝88.8 W。 易错分析　本题易错点是电动机电流的计算，电动机的输出功率等于输入功率与(焦耳)热功率之差。电动机属于非纯电阻电器，欧姆定律不适用。 5．(能量的转化和守恒)水能是一种清洁能。位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流速达每秒6 000 m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差50 m。若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率。(g取10 m/s2，水的密度为1×103 kg/m3) 答案：1.5×109 W t时间内流下的水的质量为m＝ρVt 由能量的转化和守恒知mgh×50%＝Pt 则发电机的输出功率为P＝ρVgh×50%＝1×103×6 000×10×50×0.5 W＝1.5×109 W。 易错分析　本题的易错点是发电机输入功率的计算。水的重力势能有一部分转化为电能。 返回 单 元 检 测 卷 返回 1．关于能量和能源，下列说法正确的是 A．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失 B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能全部转化为动能 C．煤炭和石油是取之不尽、用之不竭的能源 D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源 √ 根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故A正确；物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能转化为动能和内能，故B错误；煤炭和石油是不可再生资源，故C错误；能量是守恒的，不可能消失，但能量转化有方向，所以人类需要节约能源，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ 2．下列对能量转化的描述，正确的是 A．电暖气工作时，电能转化为动能 B．汽油发动机运转时，电能转化为化学能 C．雨滴下落过程中，部分动能转化为重力势能 D．水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能 电暖器工作时，电能转化为内能，故A错误；汽油发动机运转时，化学能转化为机械能，故B错误；雨滴下落过程中，部分重力势能转化为动能，故C错误；水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ 3．在正常照射下，太阳能电池的光转换效率可达到23%。单片晶体硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上太阳光的能量是 A．0.14 J　 B．0.23 J C．0.26 J D．2.6 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ 4.电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已 知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后， 电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分 别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1， 产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有 A．U1＜U2，Q1＝Q2 B．U1＝U2，Q1＝Q2 C．W1＝W2，Q1＞Q2 D．W1＜W2，Q1＜Q2 电动机是非纯电阻用电器，其两端电压U2＞IR＝U1，电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此，W1＜W2，根据焦耳定律Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ 5.(2025·广东广州期末)如图所示，R1＝R3＜R2＝R4。在A、B两端接上电源后，比较各电阻消耗电功率P的大小 A．P1＝P3＜P2＝P4 B．P2＞P1＞P4＞P3 C．P2＞P1＞P3＞P4 D．P1＞P2＞P4＞P3 R3与R4并联，电压相等，而R3＜R4，根据公式P＝ ，可知P3＞P4；通过R1的电流大于通过R3的电流，而R1＝R3，根据公式P＝I2R，可知P1＞P3；R1与R2串联，电流相等，而R1＜R2，根据公式P＝I2R，可知P2＞P1，所以P2＞P1＞P3＞P4，故A、B、D错误，C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ 6.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示 的实验电路，电路中电表均为理想电表。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0.5 A和1.0 V；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2.0 A和15.0 V。则当这台电动机正常运转时 A．电动机的内阻为20 Ω B．电动机的内阻为7.5 Ω C．电动机的输出功率为30 W D．电动机的输出功率为22 W 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ 7．(2025·广东佛山高二上期中)创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可监测水位的蓄水池，如图是蓄水池的原理示意图，蓄水池底部安装有压敏电阻R，压敏电阻接入电路当中，已知压敏电阻受到压力越大，阻值越小。下列说法正确的是 A．蓄水池水位升高时，电流表的示数变小 B．蓄水池水位下降时，电流表的示数变大 C．蓄水池水位下降时，R0的电功率变小 D．蓄水池水位升高时，电源的输出功率一定变大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 蓄水池水位升高时，压敏电阻受到压力 增大，则阻值减小，电流增大，电流表 示数变大；下降时，压力减小，则阻值 增大，电流减小，电流表示数变小，故 A、B错误。蓄水池水位下降时，压敏电 阻阻值增大，电流变小，根据P＝I2R0，可知R0的电功率变小，故C正确。当电路外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，由于电路内、外阻大小关系未知，则蓄水池水位升高时，无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ √ 8．一只电炉的电阻丝和一台直流电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内 A．电炉和电动机产生的热量相同 B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C．电炉两端电压小于电动机两端电压 D．电炉和电动机两端电压相等 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 电炉和电动机线圈的电阻相同，通过它们的电流相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，A正确；电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相同时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，故电动机消耗的电功率大于电炉消耗的电功率，B正确；设电流为I，则电炉两端电压U炉＝IR，电动机两端电压U机＞IR，所以U机＞U炉，即电动机两端电压大于电炉两端电压，C正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 9.某款扫地机器人如图所示，额定功率24 W，额定电流3 A，正常工作时电机输出的功率为19.5 W，锂电池容量9 A·h，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则 A．电机的电阻为0.5 Ω B．额定电压为6.5 V C．正常工作时，电机的热功率为19.5 W D．充满电的电池可以正常工作时间为2.4 h √ √ 由P＝P出＋I2r，得电机的电阻r＝0.5 Ω，故A正确；由P＝UI，得额定电压U＝8 V，故B错误；正常工作时，电机的热功率P＝I2r＝4.5 W，故C错误；由80%×q＝It，解得t＝2.4 h，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 √ √ 10.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是 A．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率 B．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率 C．当R2＝0时，R1获得最大功率 D．当R2＝0时，电源的输出功率最大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 将定值电阻R1等效为电源的内阻，则可知当R2＝ R1＋r时，R2获得最大功率，故A正确；根据P＝ I2R，电流最大时，R1上的功率最大，当外电阻 最小时，即R2＝0时，电流最大，R1上获得最大 功率，故B错误，C正确；只有电源内阻等于外电 阻时，电源的输出功率是最大的，因不能明确R1 与r的大小关系，故无法确定R2＝0时电源的输出功率是否最大，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 11．(9分)(2025·广东江门高一上开学考试)小明用 如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5 V小灯泡 L的额定功率。 (1)闭合开关后，小灯泡不发光，电流表和电压表 均无示数。小明用电压表进行电路检查。他把电 压表负接线柱接在a接线柱上，将电压表正接线柱接先后接b接线柱和c接线柱上时电压表示数均为3 V。当把电压表正接线柱接d接线柱时，电压表数为零，则______(选填“bc”或“cd”)段电路出现了故障，其故障是________(选填“短路”或“开路”)。 cd 开路 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 他把电压表负接线柱接在a接线柱上，将电压表正接线柱接先后接b接线柱和c接线柱上时电压表示数均为3 V，说明bc电路没有出现开路；当把电压表正接线柱接d接线柱时，电压表数为零，则说明cd段电路出现了开路。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)排除电路故障后闭合开关，滑动变阻器滑片P位于图甲所示的位置时，电压表示数如图乙所示，为使灯泡正常发光，滑动变阻器滑片P应向____(选填“A”或“B”)端适当滑动。 A 电压表示数没有达到小灯泡的额定电压，则要使灯泡两端电压增加，由串联电路电压与电阻成正比可知，可以减小滑动变阻器两端的电压来增加灯泡两端的电压，即滑动变阻器滑片P向A端滑动。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，为______ A，小灯泡的额定功率是______ W，此时小灯泡电阻为______ Ω。 0.30 0.75 8.3 由题图丙得电流表示数0.30 A，小灯泡的额定功率是P＝UI＝0.75 W，小灯泡电阻为R＝ ≈8.3 Ω。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 12．(6分) 某同学要测定直流电动机的效率，其设计电路如图所示。电键闭合后，调节变阻器滑动片，使电动机正常工作。重物G达到稳定速度后，记录数据如下表，其中s为重物t时间内通过的距离。 U(V) I(A) t(s) s(m) G(N) 1.5 0.15 5.0 1.2 0.75 (1)根据测定的物理量U、I、t、s、G，写出计算电动机效率的公式η＝____________。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)根据以上数据，求得电动机的效率为______(用百分比表示)。 U(V) I(A) t(s) s(m) G(N) 1.5 0.15 5.0 1.2 0.75 80% 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 13.(10分)(2025·广东茂名高二上阶段练习)在如图 所示的电路中，电流表均为理想电流表，电阻R1 ＝40 Ω，闭合开关后，电流表A1的示数为0.2 A， 电流表A的示数为0.3 A。求： (1)R1的电功率； 答案：1.6 W 由题意，可得R1的电功率P1＝IR1＝0.22×40 W＝1.6 W。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)R2的阻值； 答案：80 Ω　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)在1 min内R2消耗的电能。 答案：48 J 在1 min内R2消耗的电能W＝Q＝ ＝0.12×80×60 J＝48 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 14.(14分)如图所示，是用直流电动机提升重物 的装置，重物质量m＝50 kg，电源电动势E＝ 110 V，内电阻r1＝1 Ω，电动机的内电阻r2＝ 4 Ω，阻力不计。当匀速提升重物时，电路中 电流I＝5 A，取g＝10 m/s2。试求： (1)电源的总功率和电动机的输出功率； 答案：550 W　425 W　 电源的总功率P总＝E·I＝110×5 W＝550 W 电动机的输出功率P出＝P总－I2(r1＋r2)＝550 W－52×(1＋4) W＝425 W。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)重物上升的速度大小。 答案：0.85 m/s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 15.(15分)如图所示的电路中，电源电动势E＝ 12 V，内阻r＝1.0 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω， 电阻R1＝2.0 Ω。电动机正常工作时，理想电压 表的示数U1＝4.0 V，求： (1)电源的输出功率； 答案：20 W　 电源的输出电压为U＝E－Ir＝12 V－2×1.0 V＝10 V 电源的输出功率为P出＝UI＝10×2 W＝20 W。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)电动机转化为机械能的功率； 答案：8 W　 电动机的电压为UM＝U－U1＝10 V－4.0 V＝6.0 V 电动机的输入功率P入＝UMI＝6.0×2 W＝12 W 电动机的热功率为P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W 电动机转化为机械能的功率为P机＝P入－P热＝12 W－4 W＝8 W。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)若电动机被卡住不转了，它消耗的功率又是多少？ 答案：9 W 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 谢 谢 观 看 ！ 第五章　 电能与能源的可持续发展 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 车灯接通电动机未起动时，电流表示数为I1＝10 A，根据闭合电路欧姆定律有I1＝ 解得R＝1 Ω 电动机启动的瞬间，电源的路端电压U1＝E－I2r 解得U1＝8 V 车灯的功率为P＝＝ W＝64 W。 电阻能电池每秒产生的电能为W＝UIt＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，则照到太阳能电池上的光能为W光＝＝ J≈0.26 J，故C正确。 电动机停止转动时可把电动机看成纯电阻，由欧姆定律可得电动机内阻为r＝＝ Ω＝2 Ω，故A、B错误；电动机正常运转时消耗电能并将其转化为输出的机械能和内能，因此电动机输出功率P出＝UI－I2r＝22 W，故C错误，D正确。 ×100%　 R2两端的电压U2＝U1＝I1R1＝8 V 可得R2＝＝＝ Ω＝80 Ω。 IR2t 由P出＝mgv 解得v＝＝ m/s＝0.85 m/s。 由欧姆定律可知，通过电阻R1的电流为I＝＝ A＝2 A 电动机被卡住不转时，电动机可看成纯电阻，则电路电流为I′＝＝ A＝3 A 电动机消耗的功率为P消＝I′2R0＝32×1.0 W＝9 W。 $