2.8 焦耳定律 电路中的能量转化&2.9 家庭电路(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦焦耳定律、电路能量转化及家庭电路，通过电水壶导线发热差异、电动机功率等情境思辨导入，衔接电路基础，为能量转化分析与家庭电路应用搭建学习支架。 其亮点在于以物理观念为统领，通过纯电阻与非纯电阻电路对比培养科学思维，结合“探究电热影响因素”实验落实科学探究，融入安全用电案例强化科学态度与责任。教师可借助检测题与分层作业提升教学效率，学生能在实例分析中深化知识理解与应用能力。

8.焦耳定律　电路中的能量转化 9.家庭电路 第二章　电路及其应用 1 素养目标 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。 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 基础知识落实 目 录 4 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 ⁠ 与电路中的 、通电时间t三者的乘积。 （2）公式：W＝UIt。 （3）单位： ，简称焦，符号是J。 电压U　 电流I　 焦耳　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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＝＝ ⁠。 （3）单位： ，简称瓦，符号为 。常用的单位还有kW，1 kW＝103 W。 UI　 瓦特　 W　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 成正比、跟 导体的电阻R成正比、跟通电 t成正比，这就是焦耳定律。 （2）表达式：Q＝ ⁠。 （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＝ ⁠。 二次方　 时间　 I2Rt　 I2R　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 的功率。 （2）U外I和I2r分别表示电源的 和电源 的热功率。 电能　 输出功率　 内电路　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 ，因此对于某 种规格的导线，其允许通过的 要有所限制，否则导线上积累 的 将带来危害。 2. 安全用电 （1）安装可靠的 ⁠。 （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 ，从而 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 ，这就是漏电保护。 越大　 电流　 焦耳热　 接地线　 熔断　 切断　 自动断开　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 节约用电 （1）尽量使用 ⁠。 （2）合理使用空调。 （3）较长时间不使用的电器，请关闭 ⁠。 节能的电器　 电源　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 （　×　） × 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 （　×　） √ √ √ × 目 录 物 理·必修第三册（JK） 核心要点突破 目 录 13 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 B 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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： 　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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（　　） √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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＜ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 目 录 物 理·必修第三册（JK） 比较项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 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 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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％。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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； 答案： 1.5 W　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （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： 8 W 解析：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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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％ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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； 答案： 0.8 Ω　 解析： 由闭合电路欧姆定律得 E＝U＋Ir 解得r＝0.8 Ω。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）电动机正常工作时的输出功率P出。 答案： 1.4 W 解析：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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 〔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 ABD 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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？ 答案： 0　10.9 W　 解析： 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？ 答案： 4.5 Ω　13.3 W 解析：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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点回眸 目 录 物 理·必修第三册（JK） 教学效果检测 目 录 44 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： 　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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： 　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 课时作业 目 录 51 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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（　　） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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； 答案： 5 W　 解析： 充电宝的输入功率为 P入＝UI＝5×1 000×10－3 W＝5 W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）充电宝内阻消耗的热功率。 答案： 0.2 W 解析：充电宝内阻消耗的热功率为 P热＝I2r＝12×0.2 W＝0.2 W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·必修第三册（JK） $