8. 焦耳定律 电路中的能量转化（讲义）物理教科版必修第三册

本讲义聚焦“焦耳定律 电路中的能量转化”核心知识点，系统梳理电功、电功率的定义与计算，深入解析焦耳定律及热功率的表达式与适用条件，构建从基础概念到纯电阻与非纯电阻电路能量转化特点的递进学习支架。 该资料以实验探究为核心，通过控制变量法设计热量影响因素实验，结合温度传感器等工具提升科学探究能力，运用能量守恒观点分析电动机功率关系培养科学思维。分层设置随学随练、素养提升等题型，课中辅助教师开展实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，强化能量观念与模型建构能力。

第二章 电路及其应用 8.焦耳定律 电路中的能量转化 课标要点 1理解电流的热效应及其产生原因，掌握焦耳定律的内容、表达式及适用条件；能区分电功与电热的概念，理解在纯电阻与非纯电阻电路中电能转化的不同特点。 2.通过控制变量法设计实验探究热量与电流、电阻、时间的关系，发展归纳推理能力；运用能量守恒观点分析电路中的能量分配，提升模型建构与逻辑推理能力。 3.经历“提出问题一设计方案一实验操作一数据分析一得出结论”的完整探究过程；学会使用温度传感器或液柱上升法间接测量热量，提高实验操作与数据处理能力。 学习重难点 重点：理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念。 难点：理解纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别。 写 知识点1 、电功与电功率 1.电功 (1)定义：电场力在一段电路中所做的功，即电流所做的功，简称电功。 (2)表达式：W＝UIt。 (3)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. (4)物理意义：电功是电能转化为其他形式能的量度。 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。 (5)额定功率和实际功率 随学随练 知识点2 焦耳定律与热功率 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。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。 (2)表达式Q＝I2Rt。 (3)焦耳定律适用条件：焦耳定律是一条实验定律，是通过实验总结出的一条普适定律，适用于一切导体（电路）。 2.热功率 (1)热功率：电阻通电所产生的热量Q与产生这些热量所用时间t的比值。 (2)表达式：。 变形式： 随学随练 知识点3 电路中的能量转化 1、输入功率：电动机的总功率；P总＝UI 2、输出功率：电动机做有用功的功率； 3、热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热； 4、功率关系：P总＝P出＋P热 5、电动机的效率： 6、当电动机的转子被卡住时，所在电路就变成了纯电阻电路 随学随练 题型 焦耳定律的理解与应用 ．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是（　　） A．电功率越大，则电流做功越快，电路中产生的热量一定越多 B．W=UIt适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中， D．热量适用于任何电路 【答案】A 【详解】A．电功率越大，则电流做功越快，但电路中产生的热量不一定多，故A错误； B．电功的定义式为 适用于任何电路，而计算式 只适用于纯电阻电路，故B正确； C．在非纯电阻电路中，电流所做的功等于产生的热量与其他形式的能之和，所以 即 故C正确； D．电路热功率的定义式为 适用于计算任何电路中产生的热量，故D正确。 故选A。 活学活用1．通过电阻丝的电流是I=100mA，电阻丝的电阻是R=100Ω，通电时间是t=10s，则（　　） A．电阻丝两端电压是100V B．通过其某一横截面的电子数是1.6×1018个 C．电流做的功是100J D．产生的热量是10J 【答案】D 【详解】A．电阻丝两端电压是 U=IR =10 V A错误； B．通电时间为10s时，通过某一截面的电荷量为 q=It=1 C 一个电子的电荷量e=1.6×10-19 C，则通电时间为10s时，通过其某一横截面的电子数是 （个） B错误； CD．因为电阻丝是纯电阻，所以电流做的功全部转化为内能，则有 W=I2Rt=10J C错误，D正确。 故选D。 2．下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部电路可简化为如图所示电路，和均为电热丝。则下列说法中不正确的是（　　） 某电热水器的简介 简化电路 额定电压 220V 额定电流 高温挡 中温挡 5A 低温挡 2A 电源频率 50Hz A．低温挡正常工作时的额定功率是440W B．中温挡正常工作1分钟产生的热量是 C．高温挡正常工作时的额定电流约为8.3A D．电热丝的电阻是 【答案】D 【详解】A．低温挡正常工作时的额定功率 故A正确； B．中温挡正常工作1分钟产生的热量 故B正确； CD．当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电阻最大，为低温挡 当S1闭合，S2悬空时，电路中电阻只有R1，为中温挡 所以 当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，为高温挡，此时电阻 故C正确，D错误； 故选D。 题型 电动机工作能量转化 在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1.0Ω，电路中电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为2.0A，则下列说法中错误的是（　　） A．电源两端的电压为8V B．电源输出的电功率为16W C．电动机两端的电压为5.0V D．电动机的输出功率为10W 【答案】D 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据解得电源两端的电压为 故A正确，不符合题意； B．电源输出的电功率为 故B正确，不符合题意； C．电动机两端的电压为 故C正确，不符合题意； D．电动机的输出功率为 故D错误，符合题意。 故选D。 活学活用 1．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，正常工作时电路中的电流为，物体A重。忽略一切摩擦，求正常工作的情况下： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少； (2)电动机的输出功率是多少； (3)电动机匀速提升重物的速度； (4)电动机工作一小时损失的电能是多少。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，可知电动机线圈电阻为 正常工作时电路中的电流为，则电动机线圈电阻消耗的热功率为 （2）电动机正常工作时的电功率为 电动机的输出功率为 （3）根据 可知物体匀速运动时的速度为 （4）电动机正常工作一小时损失的电能为 2．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。 （1）求电动机正常工作时的输出功率； （2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 【答案】（1）1.5W；（2）8W 【详解】（1）电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看成纯电阻，则 当加电压为2V、电流为1A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和。转化的热功率为 总功率为 P总＝U2I2＝2W 则输出功率为 P出＝P总－P热＝1.5W （2）若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看作纯电阻电路，此时的电热功率为 。 基础通关 1．下列关于电功、电功率和焦耳热的说法中正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越快，单位时间内电路中产生的焦耳热就越多 B．在电路中能用W＝UIt求某用电器的电功，就能用W＝I2Rt或W＝t求该用电器的电功 C．在纯电阻的电路中，电流的电功率等于热功率 D．焦耳热Q＝I2Rt只适用于纯电阻电路 【答案】C 【详解】A．电功率越大，表示电流做功越快，对于纯电阻电路，单位时间内电路产生的焦耳热就越多，但是对于非纯电阻电路，除产生焦耳热外，电功还转化为其它形式的能，单位时间内电路产生的焦耳热就不一定多，故A错误； B．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而W＝I2Rt或W＝t只适合纯电阻电路，对于非纯电阻电路不适合，故B错误； C．在纯电阻的电路中，电流的电功率等于热功率，故C正确； D．Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路产生的焦耳热，故D错误。 故选C。 2．如图是某款扫地机器人的照片，下表是它的一些重要参数。 额定电压/频率 100-240V/50-60Hz 额定功率 40W 电池输入电压 20V 电池容量 3000mAh 充电时间 约4h 工作时间 100-120min 根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．工作时电池把电能转化为化学能 B．电池充电时的充电电流约为0.75A C．电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J D．在100-120min工作时间内，机器人一直以40W的额定功率工作 【答案】B 【详解】A．扫地机器人对电池的重量没有特别高的要求，所以基本使用镍氢电池，工作时，电池把化学能转化为电能，故A错误； B．电池充电时， 故B正确； C．电池充满电具有的能量为 故C错误； D．若一直以40W工作，则工作时间为 而且机器人也并不是一直处于扫地工作状态，故D错误。 故选B。 3．（25-26高二下·浙江宁波·开学考试）为方便行李搬运，某同学设计了如图所示装置和电路图。电源与电动机、保护电阻、理想电流表相串联。闭合开关后，电动机正常工作，恰好能以速度拉动行李箱匀速竖直上升，此时电流表示数为。已知电源电动势、内阻，电动机的额定电压为、内阻为（不考虑空气阻力，重力加速度）。下列说法正确的是（　　） A．保护电阻 B．电动机的热功率为 C．电动机的输出功率为 D．行李箱质量为 【答案】B 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有，解得，A错误； BC．电动机总功率为，热功率 输出功率，故B正确，C错误； D．由题意可知， 解得，D错误。 故选B。 4．（25-26高二上·陕西渭南·期末）如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，额定电压为U，额定电流为I，内部线圈的电阻为R，当电动机正常工作时（　　） A．一定满足 B．电动机消耗的电功率为 C．电动机输出的机械功率为UI D．电动机内部线圈的发热功率为 【答案】D 【详解】A．电动机正常工作时不是纯电阻电路，不满足，故A错误； B．电动机消耗的功率应为，故B错误； C．电动机输出的机械功率为，故C错误； D．电动机内部线圈的发热功率可以利用纯电阻的公式进行计算，，故D正确。 故选D。 5．（25-26高二上·广西南宁·期末）汽车电源供电的简化电路图如图所示。当汽车启动时，启动开关闭合，电动机正常工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关断开，电动机停止工作，车灯恢复正常工作。已知电动机正常工作时的电压为，电动机的电阻为，汽车左侧灯和右侧灯完全一样，规格均为“”，不考虑车灯电阻的变化，电源的电动势为。当电动机正常工作时，下列计算正确的是（　　） A．电源内阻为 B．通过车灯的电流为 C．通过电动机的电流为 D．电动机的输出功率为 【答案】C 【详解】A．启动开关S断开时，两车灯正常工作，有，由闭合电路欧姆定律 解得r=2Ω，故A错误； B．车灯正常工作时电阻，启动开关S闭合，电动机正常工作，有，，故B错误； C．则电动机正常工作时通过和的总电流为，电动机正常工作时有 得，通过电动机的电流，故C正确； D．电动机的输出功率，解得，故D错误。 故选C。 6．（25-26高二上·陕西安康·期末）如图所示为某款玩具小车里面的直流电动机正常工作时的电路图。电动机的内阻为，电路中定值电阻的阻值为，直流电压为，理想电压表的示数为，下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为 B．电动机消耗的功率为 C．电动机的输出功率为 D．该电路消耗的总功率为 【答案】C 【详解】A．通过电动机的电流为，A错误； B．电动机消耗的功率为，B错误； C．电动机的输出功率为，C正确； D．该电路消耗的总功率为，D错误。 故选C。 7．（25-26高二上·浙江·期末）如图是某兴趣小组制作的太阳能电动小车，其太阳能板的面积，光电能量转化率。电动机的额定功率、额定电压、内阻，电动机的机械效率，小车匀速行驶时受到的阻力。已知日地距离，设太阳每秒辐射的能量为，下列说法正确的是（　　） A．若电动机正常运转，小车启动时加速度恒定 B．若电动机正常运转，内阻发热的功率为 C．若电动机正常运转，小车匀速行驶时的速率为 D．若阳光直射太阳能板时，电动机恰好正常运转 【答案】BCD 【详解】A．若电动机正常运转，，所以，加速度大小为 小车启动时，速度增大，空气阻力等也会增大，故加速度减小，A错误； BC．若电动机正常运转，解得 电动机内阻的热功率，电动机输出的机械功率，小车匀速行驶， 联立解得，故B正确，C正确； D．阳光直射时，到达太阳能板的功率，光电转化后，电动机输入功率 代入数据解得，由于，故电动机恰好正常运转，D正确。 故选BCD。 8．（25-26高二下·河北石家庄·开学考试）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。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。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机的内电阻发热功率为8.0W C．电动机的输出功率为22W D．电动机的效率约为27% 【答案】BC 【详解】A．电动机的内阻为 ，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正确； D．电动机的效率约为，D错误。 故选BC。 9．（25-26高二上·山东日照·期末）某电动玩具车内部简化电路如图所示。电源电动势，内阻，电阻，电阻，电动机额定电压。开关闭合后，电动机正常工作，车轮正常转动。当不小心卡住车轮时，测得流过电阻的电流。下列说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机正常工作时的输出功率为3W C．电动机正常工作时，电源的输出功率为16W D．卡住车轮时，电动机消耗的功率为3W 【答案】BC 【详解】A．上的电压为 由闭合电路的欧姆定律得 解得 其中 解得，故A错误； B．电动机正常工作时，由部分电路的欧姆定律得中的电流 由闭合电路的欧姆定律得 解得 由能量守恒得 得，故B正确； C．电动机正常工作时，电源的输出功率为，故C正确； D．卡住车轮时，电动机消耗的功率为，故D错误。 故选BC。 10．（25-26高二上·广东深圳·期末）实验室有一套备用电池组，由10节完全相同的充电电池串联而成。已知单节电池的标称电压为3.7V，容量为2000mAh，给整个电池组充电的充电器输出电压为42V，充电过程的平均效率为92%，测得充满电池组需要约1.5小时。该电池组后续用于给一个额定功率为50W的实验设备供电。根据以上描述，下列说法正确的是（　　） A．这套电池组充满电后储存的总能量大约是84Wh B．该充电器工作时的平均输出功率约为53.6W C．在理想情况下（忽略所有损耗），这个充满电的电池组可以为50W的设备持续供电约1.48小时 D．在理想情况下（忽略所有损耗），这个充满电的电池组为50W的设备持续供电的电流约为13.5A 【答案】BC 【详解】A．这套电池组充满电后储存的总能量大约是，故A错误； B．该充电器工作时的平均输出功率约为，故B正确； C．在理想情况下（忽略所有损耗），这个充满电的电池组可以为50W的设备持续供电约，故C正确； D．在理想情况下（忽略所有损耗），这个充满电的电池组为50W的设备持续供电的电流约为，故D错误。 故选BC。 素养提升 1．（22-23高二上·北京海淀·期中）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、且 B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q C．、均只有在纯电阻电路中才成立 D．不能计算电路生成的热量，可以计算电路生成的热量 【答案】B 【详解】A．在任何电路中，电功公式和电热公式均成立，但仅在纯电阻电路中成立。非纯电阻电路中，故A错误； B．在任何电路中，和均成立，但是否等于取决于电路是否为纯电阻电路。此说法正确，故B正确； C．和的适用性不依赖于电路是否为纯电阻，只有在纯电阻电路两者才相等，故C错误； D．在纯电阻电路中，可计算热量；而能计算任何电路生成的热量，故D错误。 故选B。 2．（24-25高二上·山东菏泽·期中）两个电路元件a和b，它们的伏安特性曲线如图所示。根据图像可知（　　） A．元件a的电阻恒为0.2Ω B．元件b的电阻随电压的增大而增大 C．若将a、b并联在电动势为2V，内阻不计的电源两端，则干路电流为0.7A D．若将a、b串联在电动势为3.5V，内阻不计的电源两端，则b的功率为0.45W 【答案】C 【详解】A．由题图可知，元件a的电阻恒为，故A错误； B．根据欧姆定律可知，图像上点与原点连线的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，元件b的电阻随电压的增大而减小，故B错误； C．若将a、b并联在电动势为2V，内阻不计的电源两端，由题图可知，此时通过a、b的电流分别为， 则干路电流为，故C正确； D．若将a、b串联在电动势为3.5V，内阻不计的电源两端，由于通过a、b的电流相等，且 结合图乙可知，，， 则b的功率为，故D错误。 故选C。 3．（24-25高一下·贵州贵阳·期末）某机器人社团的学生用积木和电动机搭建了旋转飞椅模型，其内部简化电路图如图所示。已知电源电动势、内阻，指示灯的规格为“，”，电动机线圈的电阻。开关闭合后，指示灯和电动机均正常工作，则此时该电动机输出的机械功率为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由于电动机与小灯泡并联，根据并联电路特点则有 故电源内阻分担的电压 由欧姆定律可得干路电流 此时小灯泡正常发光，则有 故通过电动机的电流 电动机的总功率 电动机线圈的热功率 则电动机的输出功率 故选B。 4．（24-25高二下·浙江·期中）如图所示为某兴趣小组设计的电路图，已经电源电动势，内阻，电动机内阻，另一电阻，理想电流表示数，取。 (1)求电动机两端电压； (2)求输入电动机的电功率； (3)如电动机下悬挂的重物，求重物匀速上升时速度的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）因电阻和电动机两端的电压相同，由 解得 （2）由闭合电路欧姆定律 解得 通过电动机电流 电动机功率 （3）电动机的输出功率 解得 由功率计算式 解得 5．（24-25高一下·江苏南通·期末）如图是汽车蓄电池供电简化电路，司机开车灯时，开关S1始终闭合。当汽车启动时，开关S2闭合，电动机工作，车灯会变暗，汽车启动瞬间电流表示数为50A；当汽车启动之后，开关S2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)电动机未启动时车灯的功率P； (2)电动机启动瞬间，车灯的功率减少量ΔP（忽略电动机启动瞬间车灯的电阻变化）。 【答案】(1)120W (2)36.67W 【详解】（1）电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律 解得 车灯的功率 （2）车灯电阻为 解得 电动机启动的瞬间车灯两端电压为 车灯的功率为 灯的功率减少量为 迁移创新 1.某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10 【答案】D 【详解】AB．每秒喷出水的质量为,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为 故AB错误； C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则 而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则 故C错误； D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为 而电动机的电功率为 由能量守恒可知 联立解得 故D正确； 故选D。 2．如图所示电路，电源电动势为，内阻为，电阻，。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： (1)流过电源的电流； (2)电动机消耗的电功率； (3)电动机正常工作时输出的机械功率。 【答案】(1)1A (2)7.2W (3)7.02W 【详解】（1）电动机恰好正常工作，则有 由闭合电路欧姆定律 可得流过电源的电流 （2）由欧姆定律可知流过电阻的电流 流过电动机电流 则电动机消耗的电功率 （3）电动机内电阻发热功率 则电动机正常工作时输出的机械功率 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 电路及其应用 8.焦耳定律 电路中的能量转化 课标要点 1理解电流的热效应及其产生原因，掌握焦耳定律的内容、表达式及适用条件；能区分电功与电热的概念，理解在纯电阻与非纯电阻电路中电能转化的不同特点。 2.通过控制变量法设计实验探究热量与电流、电阻、时间的关系，发展归纳推理能力；运用能量守恒观点分析电路中的能量分配，提升模型建构与逻辑推理能力。 3.经历“提出问题一设计方案一实验操作一数据分析一得出结论”的完整探究过程；学会使用温度传感器或液柱上升法间接测量热量，提高实验操作与数据处理能力。 学习重难点 重点：理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念。 难点：理解纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别。 写 知识点1 、电功与电功率 1.电功 (1)定义：电场力在一段电路中所做的功，即电流所做的功，简称电功。 (2)表达式：W＝UIt。 (3)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. (4)物理意义：电功是电能转化为其他形式能的量度。 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。 (5)额定功率和实际功率 随学随练 知识点2 焦耳定律与热功率 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。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。 (2)表达式Q＝I2Rt。 (3)焦耳定律适用条件：焦耳定律是一条实验定律，是通过实验总结出的一条普适定律，适用于一切导体（电路）。 2.热功率 (1)热功率：电阻通电所产生的热量Q与产生这些热量所用时间t的比值。 (2)表达式：。 变形式： 随学随练 知识点3 电路中的能量转化 1、输入功率：电动机的总功率；P总＝UI 2、输出功率：电动机做有用功的功率； 3、热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热； 4、功率关系：P总＝P出＋P热 5、电动机的效率： 6、当电动机的转子被卡住时，所在电路就变成了纯电阻电路 随学随练 题型 焦耳定律的理解与应用 ．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是（　　） A．电功率越大，则电流做功越快，电路中产生的热量一定越多 B．W=UIt适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中， D．热量适用于任何电路 活学活用1．通过电阻丝的电流是I=100mA，电阻丝的电阻是R=100Ω，通电时间是t=10s，则（　　） A．电阻丝两端电压是100V B．通过其某一横截面的电子数是1.6×1018个 C．电流做的功是100J D．产生的热量是10J 2．下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部电路可简化为如图所示电路，和均为电热丝。则下列说法中不正确的是（　　） 某电热水器的简介 简化电路 额定电压 220V 额定电流 高温挡 中温挡 5A 低温挡 2A 电源频率 50Hz A．低温挡正常工作时的额定功率是440W B．中温挡正常工作1分钟产生的热量是 C．高温挡正常工作时的额定电流约为8.3A D．电热丝的电阻是 题型 电动机工作能量转化 在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1.0Ω，电路中电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为2.0A，则下列说法中错误的是（　　） A．电源两端的电压为8V B．电源输出的电功率为16W C．电动机两端的电压为5.0V D．电动机的输出功率为10W 活学活用 1．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，正常工作时电路中的电流为，物体A重。忽略一切摩擦，求正常工作的情况下： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少； (2)电动机的输出功率是多少； (3)电动机匀速提升重物的速度； (4)电动机工作一小时损失的电能是多少。 2．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。 （1）求电动机正常工作时的输出功率； （2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 。 基础通关 1．下列关于电功、电功率和焦耳热的说法中正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越快，单位时间内电路中产生的焦耳热就越多 B．在电路中能用W＝UIt求某用电器的电功，就能用W＝I2Rt或W＝t求该用电器的电功 C．在纯电阻的电路中，电流的电功率等于热功率 D．焦耳热Q＝I2Rt只适用于纯电阻电路 2．如图是某款扫地机器人的照片，下表是它的一些重要参数。 额定电压/频率 100-240V/50-60Hz 额定功率 40W 电池输入电压 20V 电池容量 3000mAh 充电时间 约4h 工作时间 100-120min 根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．工作时电池把电能转化为化学能 B．电池充电时的充电电流约为0.75A C．电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J D．在100-120min工作时间内，机器人一直以40W的额定功率工作 3．（25-26高二下·浙江宁波·开学考试）为方便行李搬运，某同学设计了如图所示装置和电路图。电源与电动机、保护电阻、理想电流表相串联。闭合开关后，电动机正常工作，恰好能以速度拉动行李箱匀速竖直上升，此时电流表示数为。已知电源电动势、内阻，电动机的额定电压为、内阻为（不考虑空气阻力，重力加速度）。下列说法正确的是（　　） A．保护电阻 B．电动机的热功率为 C．电动机的输出功率为 D．行李箱质量为 4．（25-26高二上·陕西渭南·期末）如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，额定电压为U，额定电流为I，内部线圈的电阻为R，当电动机正常工作时（　　） A．一定满足 B．电动机消耗的电功率为 C．电动机输出的机械功率为UI D．电动机内部线圈的发热功率为 5．（25-26高二上·广西南宁·期末）汽车电源供电的简化电路图如图所示。当汽车启动时，启动开关闭合，电动机正常工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关断开，电动机停止工作，车灯恢复正常工作。已知电动机正常工作时的电压为，电动机的电阻为，汽车左侧灯和右侧灯完全一样，规格均为“”，不考虑车灯电阻的变化，电源的电动势为。当电动机正常工作时，下列计算正确的是（　　） A．电源内阻为 B．通过车灯的电流为 C．通过电动机的电流为 D．电动机的输出功率为 6．（25-26高二上·陕西安康·期末）如图所示为某款玩具小车里面的直流电动机正常工作时的电路图。电动机的内阻为，电路中定值电阻的阻值为，直流电压为，理想电压表的示数为，下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为 B．电动机消耗的功率为 C．电动机的输出功率为 D．该电路消耗的总功率为 7．（25-26高二上·浙江·期末）如图是某兴趣小组制作的太阳能电动小车，其太阳能板的面积，光电能量转化率。电动机的额定功率、额定电压、内阻，电动机的机械效率，小车匀速行驶时受到的阻力。已知日地距离，设太阳每秒辐射的能量为，下列说法正确的是（　　） A．若电动机正常运转，小车启动时加速度恒定 B．若电动机正常运转，内阻发热的功率为 C．若电动机正常运转，小车匀速行驶时的速率为 D．若阳光直射太阳能板时，电动机恰好正常运转 8．（25-26高二下·河北石家庄·开学考试）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。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。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机的内电阻发热功率为8.0W C．电动机的输出功率为22W D．电动机的效率约为27% 9．（25-26高二上·山东日照·期末）某电动玩具车内部简化电路如图所示。电源电动势，内阻，电阻，电阻，电动机额定电压。开关闭合后，电动机正常工作，车轮正常转动。当不小心卡住车轮时，测得流过电阻的电流。下列说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机正常工作时的输出功率为3W C．电动机正常工作时，电源的输出功率为16W D．卡住车轮时，电动机消耗的功率为3W 10．（25-26高二上·广东深圳·期末）实验室有一套备用电池组，由10节完全相同的充电电池串联而成。已知单节电池的标称电压为3.7V，容量为2000mAh，给整个电池组充电的充电器输出电压为42V，充电过程的平均效率为92%，测得充满电池组需要约1.5小时。该电池组后续用于给一个额定功率为50W的实验设备供电。根据以上描述，下列说法正确的是（　　） A．这套电池组充满电后储存的总能量大约是84Wh B．该充电器工作时的平均输出功率约为53.6W C．在理想情况下（忽略所有损耗），这个充满电的电池组可以为50W的设备持续供电约1.48小时 D．在理想情况下（忽略所有损耗），这个充满电的电池组为50W的设备持续供电的电流约为13.5A 素养提升 1．（22-23高二上·北京海淀·期中）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、且 B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q C．、均只有在纯电阻电路中才成立 D．不能计算电路生成的热量，可以计算电路生成的热量 2．（24-25高二上·山东菏泽·期中）两个电路元件a和b，它们的伏安特性曲线如图所示。根据图像可知（　　） A．元件a的电阻恒为0.2Ω B．元件b的电阻随电压的增大而增大 C．若将a、b并联在电动势为2V，内阻不计的电源两端，则干路电流为0.7A D．若将a、b串联在电动势为3.5V，内阻不计的电源两端，则b的功率为0.45W 3．（24-25高一下·贵州贵阳·期末）某机器人社团的学生用积木和电动机搭建了旋转飞椅模型，其内部简化电路图如图所示。已知电源电动势、内阻，指示灯的规格为“，”，电动机线圈的电阻。开关闭合后，指示灯和电动机均正常工作，则此时该电动机输出的机械功率为（    ） A． B． C． D． 4．（24-25高二下·浙江·期中）如图所示为某兴趣小组设计的电路图，已经电源电动势，内阻，电动机内阻，另一电阻，理想电流表示数，取。 (1)求电动机两端电压； (2)求输入电动机的电功率； (3)如电动机下悬挂的重物，求重物匀速上升时速度的大小。 5．（24-25高一下·江苏南通·期末）如图是汽车蓄电池供电简化电路，司机开车灯时，开关S1始终闭合。当汽车启动时，开关S2闭合，电动机工作，车灯会变暗，汽车启动瞬间电流表示数为50A；当汽车启动之后，开关S2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)电动机未启动时车灯的功率P； (2)电动机启动瞬间，车灯的功率减少量ΔP（忽略电动机启动瞬间车灯的电阻变化）。 迁移创新 1.某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10 2．如图所示电路，电源电动势为，内阻为，电阻，。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： (1)流过电源的电流； (2)电动机消耗的电功率； (3)电动机正常工作时输出的机械功率。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $