2.8 焦耳定律 电路中的能量转化&2.9 家庭电路(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册(教科版)
2026-09-14
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教辅
摘要:
本讲义聚焦焦耳定律、电路能量转化及家庭电路核心知识点,系统梳理电功、电功率、电热、热功率的概念与区别联系,明确焦耳定律公式适用条件,构建闭合电路能量转化关系,延伸至家庭电路组成及安全用电措施,形成从基础概念到规律应用的递进学习支架。
该资料以科学探究为核心,通过“探究电热与电流、电阻、时间关系”实验渗透控制变量法,结合电水壶导线不热、电动机功率计算等实例培养科学思维,强化安全用电与节能环保意识。课中助力教师实验教学与规律讲解,课后通过例题解析、分层练习及要点回眸,帮助学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
8.焦耳定律 电路中的能量转化 9.家庭电路
物理观念:1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念。2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系,并能进行有关的计算。3.了解家庭电路的组成以及安全用电和节约用电的有关措施。
科学思维:1.了解公式Q=I2Rt(P=I2R)、Q=的适用条件。2.会分析计算闭合电路中能量之间的转化。
科学探究:1.通过 “探究电热与电流、电阻、时间关系” 的实验,体会控制变量法,验证焦耳定律。2.能在生活中观察家庭电路的布局,识别主要元件,并尝试用所学知识进行初步分析。
科学态度与责任:树立安全用电与节能环保的意识。
知识点一 电功 电功率
1.电功
(1)概念:电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的 电压U 与电路中的 电流I 、通电时间t三者的乘积。
(2)公式:W=UIt。
(3)单位: 焦耳 ,简称焦,符号是J。
2.电功率
(1)定义:电流所做的功W与做这些功所用时间t的比。
(2)公式:P== UI 。
(3)单位: 瓦特 ,简称瓦,符号为 W 。常用的单位还有kW,1 kW=103 W。
知识点二 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Q跟电流I的 二次方 成正比、跟导体的电阻R成正比、跟通电 时间 t成正比,这就是焦耳定律。
(2)表达式:Q= I2Rt 。
(3)焦耳热:电流通过电阻而产生的热。
2.热功率
(1)定义:电流通过电阻所产生的热量Q与产生这些热量所用时间t的比。
(2)表达式:P热= I2R 。
知识点三 电路中的能量转化
闭合电路中的能量转化关系:EI=U外I+I2r
(1)EI表示电源把其他形式的能量转化为 电能 的功率。
(2)U外I和I2r分别表示电源的 输出功率 和电源 内电路 的热功率。
知识点四 家庭电路
1.对于长度一定的导线来说,横截面积越小,电阻 越大 ,因此对于某种规格的导线,其允许通过的 电流 要有所限制,否则导线上积累的 焦耳热 将带来危害。
2.安全用电
(1)安装可靠的 接地线 。
(2)过载保护与漏电保护
①保险丝:保险丝串联在总干路中,一旦出现电流过载的情况,保险丝会由于过热而 熔断 ,从而 切断 电路,避免灾害的发生。
②断路器:当电器出现漏电时,会有漏电电流经某种渠道流过,只要漏电电流达到一定程度,断路器也会 自动断开 ,这就是漏电保护。
3.节约用电
(1)尽量使用 节能的电器 。
(2)合理使用空调。
(3)较长时间不使用的电器,请关闭 电源 。
1.用水壶烧水时,壶底马上很热了,水慢慢烧开了,而连接电水壶的导线却不怎么热。
(1)导线与电热丝串联,通电时电流相等。( √ )
(2)导线电阻相对电炉电阻来说很小,根据P=I2R可知导线的热功率很小。( √ )
(3)导线电阻相对电炉电阻来说很小,家庭电路中电压一定,根据P=可知导线热功率很大。( × )
2.机器人的使用开阔了我们的视野,延伸了我们的肢体,增强了我们的力量,提高了我们的工作效率,将人们从繁重的生产劳动中解放出来。一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电源电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰能正常工作。
(1)电动机消耗的总功率为UI。( √ )
(2)电动机消耗的热功率为I2R。( √ )
(3)电动机的输出功率小于UI。( √ )
(4)若此时将电动机卡住,电动机的电流仍为I。( × )
要点一 电功和电热
不同型号的白炽灯泡串联在电路中,它们的发光亮度会有明显差异,影响这个差异的主要参数是什么?该参数是如何影响灯泡亮度的?
提示:电阻。串联电路中电流相同,根据P热=I2R可知电阻越大,灯泡越亮。
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.额定功率和实际功率
(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时,电流达到额定电流I额,电功率也达到额定功率P额,且P额=U额I额。
(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁,要求实际功率不能大于其额定功率。
关于电功W和电热Q的说法正确的是( B )
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但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:W=UIt是电功的定义式,适用于任何电路,Q=I2Rt是焦耳热的定义式,也适用于任何电路,如果是纯电阻电路,则W=Q,在非纯电阻电路中W>Q,B正确,A、C、D错误。
1.取两根完全相同的电阻丝,第一次将两电阻丝串联,第二次将两电阻丝并联,两次在电阻丝两端加相同的电压。若两次两电阻丝产生的热量均为Q,第一次用时t串,第二次用时t并,则先后两次所用时间之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1 D.1∶4
解析:C 设每个电阻丝的电阻为R,则R串=2R,R并=,由Q=t得t串∶t并=4∶1,C正确。
2.额定电压都是110 V,额定功率PA=100 W,PB=40 W 的电灯两盏,若接在电压是220 V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( )
解析:C 对灯泡有P=UI=,可知RA<RB,对于A电路,由于RA<RB,所以UB>UA,则有UB>110 V,A、B两灯不能正常发光;对于B电路,由于RB>RA,A灯又并联变阻器,并联电阻更要小于RB,所以UB>U并,A、B两灯不能正常发光;对于C电路,B灯与变阻器并联,并联部分的总电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110 V,两灯可以正常发光,对于D电路,若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UA=UB=110 V,两灯可以正常发光,比较C、D两个电路,C电路中变阻器功率为(IA-IB)×110 V,D电路中变阻器功率为(IA+IB)×110 V,所以C电路消耗电功率最小,故选C。
要点二 纯电阻电路与非纯电阻电路中的能量问题
这种说法对吗?为什么?
提示:不对。因为当电动机通电但不转动时,消耗的电能全部转化为内能,此时是一个纯电阻电路。当电动机转动时,消耗的电能转化为机械能和内能,此时是非纯电阻电路。
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
比较项目
纯电阻电路
非纯电阻电路
元件
特点
电路中只有电阻元件,如电阻、电炉丝、白炽灯
电路中除电阻外,还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器,如电动机、电解槽
欧姆
定律
适用,I=
不适用,I<
比较项目
纯电阻电路
非纯电阻电路
能量
转化
电能全部转化为内能:
W=Q=UIt=I2Rt=t
电能转化为内能和其他形式的能:
W=UIt,Q=I2Rt,W=Q+W其他
功率
特点
电功率等于热功率:
P电=P热=UI=I2R=
电功率等于热功率与其他功率之和:
P电=UI
P热=I2R
P电=P热+P其他
2.电动机的简易模型及其功率、效率
(1)电动机的总功率(输入功率):P总=UI。
(2)电动机的发热功率:P热=I2R。
(3)电动机的输出功率(机械功率):
P机=P总-P热=UI-I2R。
(4)电动机的效率:η=×100%。
有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A;若把它接入2 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1 A。
(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)1.5 W
(2)8 W
解析:(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内能,此时电动机可看成纯电阻,则r==0.5 Ω。
当电压为2 V、电流为1 A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内能之和。
转化的热功率为P热=r=0.5 W,
总功率P总=U2I2=2 W,
则输出功率P出=P总-P热=1.5 W。
(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
P热'== W=8 W。
1.一台直流电动机,其线圈的电阻值为0.5 Ω。当电动机两端所加电压为8 V时,电动机正常工作,通过线圈的电流是2 A。由此可知( )
A.电动机消耗的电功率为72 W
B.电动机输出的机械功率为12 W
C.电动机线圈的发热功率为2 W
D.电动机的工作效率为50%
解析:C 电动机消耗的电功率P=UI=16 W,故A错误;电动机线圈的发热功率P热=I2R=2 W,故C正确; 电动机输出的机械功率P出=P-P热=14 W,故B错误;电动机的工作效率η=×100%=87.5%,故D错误。
2.(2026·四川成都期末)随着无人机应用的普及,低空经济走进大众视野。图甲为一款新型航拍无人机,它的一个直流电动机的额定电压为U=3.8 V,额定电流为I=0.5 A,内阻为R=2 Ω。如图乙,将电动机接在电动势为E=4.2 V的电源两端,闭合开关S,电动机恰好能正常工作。求:
(1)电源的内阻r;
(2)电动机正常工作时的输出功率P出。
答案:(1)0.8 Ω
(2)1.4 W
解析:(1)由闭合电路欧姆定律得
E=U+Ir
解得r=0.8 Ω。
(2)电动机的输入功率P入=UI
电动机的热功率P热=I2R
电动机的输出功率P出=P入-P热
解得P出=1.4 W。
要点三 闭合电路中的能量
闭合电路中,电源电动势为E,内、外电路的电阻分别是r和R,电路中的电流为I,t时间内电源把多少其他形式的能转化为电能?外电路产生的热量是多少?内电路产生的热量是多少?三者之间有何关系?
提示:EIt;I2Rt;I2rt;EIt=I2Rt+I2rt。
1.电源的总功率
(1)物理意义:电源将其他形式的能转化为电能的功率。
(2)表达式:P总=EI。
2.电源内部消耗的功率
(1)物理意义:电源内阻的发热功率。
(2)表达式:P内=I2r。
3.电源的输出功率
(1)物理意义:电源对外供电功率。
(2)表达式:P出=UI。
(3)当外电路为纯电阻电路时
①电源的输出功率
P出=I2R=R==。
可知当R=r时,电源有最大输出功率,即P出max=。
②P出与外电阻R的函数关系图像
4.电源的效率
η=×100%=×100%=×100%
对于纯电阻电路,则η===,可见,外电阻R越大,电源的效率越高。
〔多选〕如图所示,已知电源内阻为r,定值电阻R0的阻值也为r,滑动变阻器R的总电阻为2r。若滑动变阻器的滑片P由A向B滑动,则( ABD )
A.电源的输出功率由小变大
B.定值电阻R0消耗的功率由小变大
C.电源内部的电势降落由大变小
D.滑动变阻器消耗的功率变小
解析:由题图可知,当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时,滑动变阻器的有效电阻在减小,外电路电阻由3r逐渐减小为r,由电源的输出功率与外电阻的关系可知,电源的输出功率由小变到最大,故A正确;定值电阻R0消耗的功率为PR0=I2R0,而电流在不断增大,则R0消耗的功率由小变大,电源内部的电势降落为Ir由小变大,故B正确,C错误;对于滑动变阻器消耗的功率的变化情况,可把R0+r=2r看作新电源的内阻,可知当R=2r时滑动变阻器消耗的功率最大,当R变小时,其消耗的功率变小,故D正确。
1.(2026·四川遂宁期中)在如图甲所示的电路中,电源的U-I图像如图乙中图线a所示。定值电阻R0的U-I图像如图乙中的图线b所示,滑动变阻器Rx的总电阻为1 Ω,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为4 Ω
B.当Rx=1 Ω时滑动变阻器Rx消耗的功率最大
C.当Rx=0.5 Ω时定值电阻R0消耗的功率最大
D.当Rx=0.25 Ω时电源输出的功率最大
解析:D 由定值电阻R0的U-I图像可知,定值电阻R0的阻值为R0== Ω=0.25 Ω,故A错误;由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,由电源的U-I图像可知,图像纵截距表示电动势,图像斜率绝对值表示电源内阻,即E=3 V,r=Ω=0.5 Ω,分析可知,要使Rx功率最大,则满足Rx=R0+r,联立以上各式得Rx=0.75 Ω,所以当Rx=1 Ω时滑动变阻器Rx消耗的功率不是最大,故B错误;要让定值电阻R0的功率最大,则需电流最大,故此时滑动变阻器Rx阻值应该为0,故C错误;要让电源输出的功率最大,分析可知需满足r=R0+Rx,联立以上得Rx=0.25 Ω,故D正确。
2.电路图如图甲所示,图乙中图线是电路中的路端电压随电流变化的关系图像,滑动变阻器的最大阻值为15 Ω,定值电阻R0=3 Ω。求:
(1)当R为何值时,R0消耗的功率最大?最大值为多少?
(2)当R为何值时,电源的输出功率最大?最大值为多少?
答案:(1)0 10.9 W
(2)4.5 Ω 13.3 W
解析:(1)由题图乙知电源的电动势和内阻为
E=20 V,r= Ω=7.5 Ω
由题图甲分析知道,当R=0时,R0消耗的功率最大,
最大值为Pmax=R0=×3 W≈10.9 W。
(2)当r=R+R0,即R=4.5 Ω时,电源的输出功率最大,最大值为Pmax'=(R0+R)=×(3+4.5)W≈13.3 W。
要点回眸
1.〔多选〕下列对电功及焦耳定律的理解正确的是( )
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只适用于纯电阻电路
解析:AD 任何电路的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错误;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正确。
2.(2026·浙江金华阶段练习)如图,一旧电动车动力电源上的铭牌标有“48 V 20 Ah”字样。它正常工作时电源输出电压为40 V,额定输出功率400 W。由于电动机发热造成损耗,电动机的效率为80%,不考虑其它部件的摩擦损耗。已知运动时电动车受到阻力恒为32 N,下列正确的是( )
A.电源内阻为0.8 Ω,额定工作电流为5 A
B.电动车电动机的内阻为1.6 Ω
C.电动车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 h
D.电动车保持额定功率匀速行驶的最远距离是72 km
解析:D 电动车正常工作时,电路中的额定工作电流为I== A=10 A,电源内阻为r== Ω=0.8 Ω,故A错误;根据题意有P=I2R,得R=0.8 Ω,故B错误;电动车保持额定功率匀速行驶的最长时间是t==2 h,故C错误;根据80%P=Fv,F=f=32 N,s=vt,求得电动车保持额定功率匀速行驶的最远距离是s=72 km,故D正确。
3.〔多选〕关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.不用手或导电物去接触、探试电源插座内部
B.可以用湿布擦拭电器
C.电器使用完毕后应拔掉电源插头
D.发现有人触电要设法及时切断电源
解析:ACD 若用手或导电物去接触、探试电源插座内部,容易引起短路,则A正确;用湿布擦拭电器容易发生触电事故,则B错误;电器使用完毕后应拔掉电源插头,可以消除安全隐患,则C正确;发现有人触电要设法及时切断电源,保证人身安全,D正确。
4.如图所示,直流电动机M的线圈电阻为r,接入电压恒为U的电源时,电动机正常工作,此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下列关系式正确的是( )
A.I= B.P=UI+I2r
C.P热= D.P出=UI-I2r
解析:D 电动机为非纯电阻用电器,电动机中通过的电流I≠,它消耗的电能一部分转化成机械能,一部分转化成焦尔热,线圈电阻的发热功率P热=I2r,电动机消耗的电功率为P=IU,所以根据能量守恒定律得P出=UI-I2r,故D正确。
1.(2026·四川广安华蓥11月月考)下列说法正确的是( )
A.由R=可知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流共同决定的
B.在电源电动势的定义式E=中,W指的静电力做功
C.从I=可知,对于阻值一定的导体,它两端的电压越大,通过它的电流也越大
D.焦耳热计算式Q=I2Rt,只能在纯电阻电路中使用
解析:C 导体电阻是导体本身的属性,其大小与它两端的电压及通过它的电流无关,故A错误;在电源电动势的定义式E=中,W指的是非静电力做功,故B错误;从关系式I=可知,对于阻值一定的导体,它两端的电压越大,通过它的电流也越大,故C正确;焦耳热计算式Q=I2Rt,对所有电路均适用,故D错误。
2.关于家庭用电,下列做法中正确的是( )
①在卫生间选用防水开关 ②在儿童能触及的范围内,采用带防护门的插座 ③让电视机长期处于遥控待机状态 ④多个电器方便地接在同一移动插座上
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析:A 在卫生间选用防水开关能够较好地防止触电等事故的发生,故①正确;采用带防护门的插座可避免儿童将手指插入插孔引起触电事故,故②正确;让电视机长期处于遥控待机状态,浪费电能,故③错误;多个电器接在同一移动插座上,当同时开启这些电器时,会造成瞬间电流很大,电压下降,影响电器正常工作。甚至因移动插座连接线超负荷而发热引起火灾,故④错误。
3.(2026·四川资阳安岳11月月考)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,R1和R2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
220 V
额定电流
高温挡
中温挡
5 A
低温挡
2 A
电源频率
50 Hz
A.低温挡正常工作时的额定功率是440 W
B.中温挡正常工作1分钟产生的热量是6.6×104 J
C.高温挡正常工作时的额定电流约为8.3 A
D.电热丝R2的电阻是44 Ω
解析:D 低温挡正常工作时的额定功率P1=UI1=220×2 W=440 W,故A正确;中温挡正常工作1分钟产生的热量Q=UI2t=220×5×60 J=6.6×104 J,故B正确;当S1断开,S2接b时,R1、R2串联,电阻最大,为低温挡R1+R2== Ω=110 Ω,当S1闭合,S2悬空时,电路中电阻只有R1,为中温挡R1== Ω=44 Ω,所以R2=110 Ω-44 Ω=66 Ω,当S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,为高温挡,此时电阻R并== Ω=26.4 Ω,I3==A≈8.3 A,故C正确,D错误,故选D。
4.如图所示,电烙铁通电一段时间后,会变得很烫,而连接电烙铁的导线却不是很热,其主要原因是( )
A.导线有绝缘皮,隔热效果好
B.导线较长,散热比电烙铁快
C.导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
解析:C 电烙铁和导线串联,电流相等,导线的电阻远小于电烙铁的电阻,由热功率P=I2R可知,电烙铁很烫而导线不怎么热,故C正确。
5.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,图为扫地机器人,已知其电池容量为2 000 mA·h,额定工作电压为 15 V ,额定功率为30 W,则下列说法正确的是( )
A.扫地机器人的电阻是10 Ω
B.题中“mA·h”是能量的单位
C.扫地机器人正常工作时的电流是2 A
D.扫地机器人充满电后最长工作时间约为4 h
解析:C 根据P=UI,可知扫地机器人正常工作时的电流I== A=2 A,由于扫地机器人内部是非纯电阻电路,R<=7.5 Ω,A错误,C正确;题中“mA·h”是电荷量的单位,B错误;扫地机器人充满电后最长工作时间 t===1 h,D错误。
6.额定电压均为110 V,额定功率PA=100 W,PB=40 W的A、B两盏灯泡,若接在电压为220 V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是( )
解析:C 判断灯泡能否正常发光,就要判断实际电压是不是额定电压或实际电流是不是额定电流,对灯泡有P=UI=,可知RA<RB。对于A电路,由于RA<RB,所以UB>UA,又UB+UA=220 V,则UB>110 V,B灯被烧毁,UA<110 V,A灯不能正常发光;对于B电路,由于RB>RA,A灯与滑动变阻器并联,并联电阻小于RB,所以UB>U并,则UB>110 V,B灯被烧毁,A灯不能正常发光;对于C电路,B灯与滑动变阻器并联,并联电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110 V,两灯可以正常发光;对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A灯、B灯的并联电阻,则UA=UB=110 V,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,当灯A、B均正常发光时,由于C电路中滑动变阻器功率为PC=(IA-IB)×110 V,而D电路中滑动变阻器功率为PD=(IA+IB)×110 V,所以C电路消耗电功率最小。故选C。
7.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,下面说法错误的是( )
A.车灯的电流变小 B.路端电压变小
C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大
解析:C 开关闭合时,车灯变暗,则流过车灯的电流I灯变小,A正确; 电路的路端电压为U路=U灯=I灯R灯,I灯变小,路端电压变小,B正确;总电流即干路电流为I干==,U路减小,干路电流增大,C错误;电源总功率为P总=EI干,I干增大,总功率变大,D正确。
8.某电动机提升重物的装置如图所示,电源电压为120 V,不计内阻。重物的质量m=50 kg。当电机以v=0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5 A,重力加速度g=10 m/s2,则下列判断不正确的是( )
A.电动机消耗功率600 W
B.电动机的机械功率450 W
C.电动机线圈电阻为6 Ω
D.电动机线圈电阻为24 Ω
解析:D 电动机消耗功率P=UI=600 W,选项A正确;电动机的机械功率P机=mgv=450 W,选项B正确;对电动机有P-P机=I2r,解得电动机线圈电阻为r=6 Ω,选项C正确,D错误。
9.某家庭要安装一套家庭供热水系统,所选用电热水器的技术参数中标有:“加热功率/电压3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装一个熔断器,参考下列数据并通过计算说明,应该选择多大直径的熔丝?
常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%,锡5%)
额定电
流I/A
2
2.6
3.3
4.8
7
11
15
18
22
直径
d/mm
0.508
0.61
0.71
0.915
1.22
1.63
2.03
2.34
2.65
答案:见解析
解析:P=3 800 W,U=220 V,
I=≈17.27 A,
查表可得,应选用直径为2.34 mm、额定电流为18 A的熔丝。
10.〔多选〕(2026·四川广安前锋期中)如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W,关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.电热丝的电阻为55 Ω
B.若S1、S2闭合,则电吹风吹冷风
C.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J
D.电动机工作时输出的机械功率为120 W
解析:AC 电动机和电热丝并联,当吹热风时,电热丝消耗的功率P=P热-P冷=880 W ,由P=可知R==55 Ω,故A正确;若S1、S2闭合,电热丝接入电路,则此时电热丝发热,电吹风吹热风,故B错误;当吹热风时,电动机消耗的电功率仍为120 W,故电动机每秒钟消耗的电能为120 J,故C正确;电动机工作时的输入功率为吹冷风时的功率,即为120 W,由于电动机内部线圈有电阻,会产生一定的热功率,可知电动机工作时输出的机械功率小于120 W,故D错误。
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的电路。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。
答案:(1)5 W
(2)0.2 W
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。
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