3.3 电功与电热 同步作业 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，聚焦电功与电热，分层设计从基础概念辨析到综合实践应用，通过"单一公式→电路类型→生活情境"路径巩固知识，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|电功/电功率公式、焦耳定律计算|单选直接考查公式适用条件（如1题）和基础计算（如2题），强化物理观念| |综合辨析|纯/非纯电阻电路对比、公式适用边界|结合图像（3题）和多选（6题）辨析电功与电热关系，提升科学推理能力| |实践应用|生活电器、电动设备能量转化|计算题（11-13题）以充电宝、电动彩车为情境，综合功率计算与效率分析，体现科学态度与责任|

第3节 电功与电热 同步作业 一、选择题 考点一 电功和电功率 1．电功率的表达式有三个，P＝UI、P＝I2R、P＝，下列对这三个表达式的认识正确的是(　　) A．P＝UI适合于纯电阻电路电功率的计算，对于非纯电阻电路不适用 B．P＝I2R适合于一切电路的热功率的计算 C．P＝适合于一切电路电功率和热功率的计算 D．三个公式各自的适用条件与电路的连接方式有关 2．一台电动机额定电压是220 V，电阻是1 Ω.正常工作时通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为(　　) A．48 400 W　　 B．1 100 W C．220 W D．25 W 3.如图所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率一定为(　　) A．UI　　　B.　　　 C．I2R　　　D．UI－I2R 4. (2026·江苏无锡期中)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。闭合开关S，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0.50 A和2.0 V。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V，则这台电动机正常运转时的效率为(　　) A.66.7% B.78.6% C.83.3% D.97.9% 考点二 焦耳定律 5．在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q1∶Q2为 (　　) A．1∶1　　　　　　　　 B．2∶1 C．4∶1 D．8∶1 6．(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是(　　) A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W不一定等于Q C．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热 D．电功的另一表达式W＝t适用于任何电路 考点三 身边的电热 7．标有“220 V　40 W”的日光灯、电扇、电烙铁都正常工作5 min，它们产生的热量 (　　) A．一样多 B．日光灯最多 C．电扇最多 D．电烙铁最多 8．小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电能表中测得，在时间t内消耗的电能为W.设小芳家的供电电压为U，总电流为I，上述电器的总电阻为R，总功率为P.下列关系式正确的是(　　) A．P＝　　　B．W＝I2Rt C．I＝ D．P＝ 9．(多选)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法正确的是(　　) A．甲灯的实际功率一定总是40 W B．将乙灯接入110 V电路中，它的额定功率仍为60 W C．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大 D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少 10．(多选)如图甲是电热灭蚊器的示意图，其电热部分的主要元件是PTC元件，该元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图乙所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．通电后，其电功率先增大，后减小 B．通电后，其电功率先减小，后增大 C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变 D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变 二、计算题:(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 11.在现代生活中，充电宝是手机一族出行的必备品．当充电宝电量不足时，需要给充电宝充电，此时充电宝相当于可充电的电池，充电过程可简化为如图所示电路．先给一充电宝充电，充电电压为5 V，充电电流为1 000 mA，充电宝的内阻为0.2 Ω.试求： (1)充电宝的输入功率； (2)充电宝内阻消耗的热功率； (3)一分钟内充电宝储存的电能． 12．一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过电动机的电流是0.2 A．在30 s内可将该物体匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求： (1)电动机的输入功率； (2)在开始提升物体后的30 s内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻． 13.国庆期间，群众游行队伍中的国徽彩车不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100千米左右．假设这辆电动彩车的总质量为6.75×103 kg，它匀速通过天安门前500 m的检阅区域用时为250 s，驱动电机的输入电流I＝10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的.g取10 m/s2，其他摩擦不计，只考虑驱动电机的内阻发热损耗的能量，求： (1)驱动电机的输入功率； (2)电动彩车通过天安门前时的机械功率； (3)驱动电机的内阻和机械效率． 参考答案： 1.B　[电路可分为纯电阻电路和非纯电阻电路，P＝UI对两种电路都适用，A错误；P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，B正确；P＝只适用于纯电阻电路的电功率和热功率的计算，C错误；P＝UI、P＝I2R、P＝的适用条件与电路的连接方式无关，D错误． 2.D　[电动机因发热损失的功率P＝I2R＝52×1 W＝25 W，故D正确． 3.A　[该未知电路两端的电压是U，通过的电流是I，该未知电路的电功率一定是UI，选项A正确，选项D错误；未知电路可能不是纯电阻电路，则选项B、C错误． 4.A　[电动机停止转动时，根据欧姆定律得电动机内阻为RM== Ω=4.0 Ω;正常运转后，电动机的总功率为P=U2I2=24.0×2.0 W=48.0 W，电动机消耗的热功率为P热=RM=2.02×4.0 W=16.0 W，则其输出功率为P出=P-P热=32.0 W，电动机正常运转时的效率为η=×100%=66.7%，故A正确。 5.D　[已知两个电阻的阻值之比是2∶1，通过的电流之比是2∶1，则相等时间内产生的热量之比＝＝×＝，故D正确． 6.AB　[任何电路的热功率以及焦耳热都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B正确；在非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；W＝t只适用于纯电阻电路，D错误． 7.D　[日光灯、电扇、电烙铁三者的电功相同，但电扇和日光灯都是非纯电阻电器，电功大于电热，而电烙铁是纯电阻电器，电功等于电热，所以答案选D. 8.D　[由于洗衣机是非纯电阻电器，欧姆定律不成立，所以关系式P＝不成立，故A错误；公式W＝I2Rt只能用来求电热，不能用来求消耗的电能，故B错误；由于洗衣机是非纯电阻电器，欧姆定律不成立，所以I＝不成立，故C错误；公式P＝普遍适用，故D正确． 9.BCD　[灯泡的铭牌上标记的是额定电压和额定功率，当工作电压不是220 V时，灯泡的实际功率不再是额定功率，但额定功率不会随电压变化而变化，A错误，B、D正确；由R＝可知C正确． 10.AD 11.[解析]　(1)充电宝的输入功率为P入＝UI＝5×1 000×10－3 W＝5 W. (2)充电宝内阻消耗的热功率为P热＝I2r＝12×0.2 W＝0.2 W. (3)一分钟内充电宝储存的电能为Q＝P入t－P热t＝5×60 J－0.2×60 J＝288 J. [答案]　(1)5 W　(2)0.2 W　(3)288 J 12.[解析]　(1)电动机的输入功率P入＝IU＝0.2×3 W＝0.6 W. (2)电动机提升物体的机械功率P机＝Fv＝G·＝4× W＝0.4 W 由能量守恒定律得P入＝P机＋P热 故P热＝P入－P机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W 所以电动机线圈产生的热量Q＝P热t＝0.2×30 J＝6 J. (3)根据焦耳定律Q＝I2Rt可得线圈电阻R＝＝ Ω＝5 Ω. [答案]　(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω 13.[解析]　(1)驱动电机的输入功率P入＝UI＝300 V×10 A＝3 000 W. (2)电动彩车通过天安门前的速度v＝x/t＝2 m/s 电动彩车行驶时所受阻力为 f＝mg＝×6.75×103×10 N＝1.35×103 N 电动彩车匀速行驶时F＝f， 故电动彩车通过天安门前时的机械功率P机＝Fv＝2 700 W. (3)设驱动电机的内阻为R，则P入＝P机＋I2R 解得R＝3 Ω 驱动电机的机械效率η＝×100%＝90%. [答案]　(1)3 000 W　(2)2 700 W　(3)3 Ω　90% 学科网（北京）股份有限公司 $