12.1 电路中的能量转化(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（人教版）

该高中物理课件聚焦“电能 能量守恒定律”中电路的能量转化，涵盖电功、电功率、焦耳定律及纯电阻与非纯电阻电路的能量特点。通过节能灯规格对比、电鱼电击情境等生活实例导入，结合并联电路功率实验探究，搭建从现象到本质的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于以物理观念为核心，通过科学思维构建知识网络，如“提能驿站”用对比表格系统梳理纯电阻与非纯电阻电路的元件特点、能量转化及功率关系。结合电动机提升重物等例题与变式训练，培养科学推理能力，学生能深化能量观念，教师可借助情境导入和实验探究提升教学效果。

1.电路中的能量转化 第十二章　电能　能量守恒定律 1 1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。（物理观念） 2.理解焦耳定律的内容、表达式的意义，能用焦耳定律解释生产生活中的相关问题。（科学思维） 3.能从能量的转化和守恒的角度理解纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化的特点，理解电功与电热、电功率与热功率的区别与联系。（科学思维） 素养目标 2 目 录 CONTENTS 知识点一　电功和电功率 知识点二　焦耳定律 知识点三　电路中的能量转化 提能驿站 课时作业 3 知识点一　电功和电功率 目 录 4 如图所示为某品牌两种规格的节能灯。 （1）节能灯通电时发光的过程中能量形式是如何转化的？是通过什么过程实现的？ 提示： 电能转化为光能，电流做功。 （2）“3 W”与“7 W”的灯泡均正常发光时的亮度哪个更亮？为什么？ 提示： “7 W”的灯泡的亮度更亮，功率较大。 目 录 物 理·必修第三册 〔阅读教材P79—P80，完成下列填空〕 1. 电功 （1）电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的 ⁠在做 功，自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的 ⁠减 少，其他形式的能增加。电能转化是通过电流 来实现的。 （2）公式：W＝ ⁠。 意义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的 、电 路中的 、通电时间t三者的乘积。 （3）单位：国际单位制中电功的单位是 ，符号是 ⁠。 常用的单位：千瓦时（kW·h），也称“度”，1 kW·h＝ J。 静电力　 电势能　 做功　 UIt　 电压U　 电流I　 焦耳　 J　 3.6×106　 目 录 物 理·必修第三册 2. 电功率 （1）定义：电流在一段电路中所做的功与 ⁠之比叫作电功 率。 （2）公式：P＝＝ ⁠。 （3）单位：瓦特，符号为 ⁠。 （4）意义：表示电流做功的 ⁠。 通电时间　 UI　 W　 快慢　 目 录 物 理·必修第三册 （1）电压、电流越大，电流做功就越多。 （　×　） （2）电功率越大，电流做功越多。 （　×　） （3）电功与电能的单位是相同的，因此电功就是电能。 （　×　） × × × 目 录 物 理·必修第三册 　探究并联电路的功率关系，实验电路如图所示，三只灯泡的规格和发光情况如下表所示，你能根据并联电路的特点解释实验现象吗？ 灯泡L1 灯泡L2 灯泡L3 规格 12 V　2 W 12 V　5 W 12 V　8 W 亮度 暗 亮 最亮 目 录 物 理·必修第三册 提示：并联电路中各支路两端的电压相等U＝U1＝U2＝U3＝…＝Un。灯泡 的实际功率P＝，8 W灯泡电阻最小，因此最亮；2 W的灯泡电阻最大， 因此最暗。 目 录 物 理·必修第三册 1. 对电功的理解 （1）电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能 的多少。 （2）电功公式W＝UIt＝qU和电功率公式P＝UI对任何电路都适用。 目 录 物 理·必修第三册 2. 串、并联电路中的功率关系 项目 串联电路 并联电路 功率 关系 由于电流I相同，根据P＝I2R 可知，各电阻的电功率与其 电阻成正比 由于各支路电压相同，根据P＝ 可知，各支路的电功率与其电阻成 反比 总功率 总功率P总＝UI＝（U1＋U2 ＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋ Pn 总功率P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋ In）＝P1＋P2＋…＋Pn 目 录 物 理·必修第三册 角度1　电功、电功率的理解 一种称作地中海电鳐的电鱼能够电击它的猎物，一般来说，在一次电 击中它不必移动，就能引起0.20 kV的电势差，以18 A的电流传送电荷，持 续时间为1.5 ms，则在这次电击中（　C　） A. 传输的电荷量为18 C B. 电鱼能将机械能转化为电能 C. 电鱼的电器官功率为3.6 kW D. 电鱼的电器官所做的功为3 600 J C 目 录 物 理·必修第三册 解析：在这次电击中，传输的电荷量为q＝It＝18×1.5×1 C＝ 2.7×1 C，A错误；电鱼能将生物化学能转化为电能，B错误；电 鱼的电器官功率为P＝UI＝0.2×103×18 W＝3.6×103 W＝3.6 kW， C正确；电鱼的电器官所做的功为W＝Pt＝3.6×103×1.5×1 J＝ 5.4 J，D错误。 目 录 物 理·必修第三册 　如图是一种电热取暖器的铭牌。它的金属电热丝的电阻率随温度的升高 而增大。下列说法正确的是（　　） A. 其正常工作时的电阻为22 Ω B. 其正常工作时的电流为2.2 A C. 当电压为110 V时，电热丝的电阻小于48.4 Ω D. 当电压为110 V时，电热丝的电阻大于48.4 Ω √ 目 录 物 理·必修第三册 解析：　由P＝，可得其正常工作时的电阻为R＝＝ Ω＝48.4 Ω，A错误；由P＝UI，可得其正常工作时的电流为I＝＝ A≈4.55 A，B错误；当电压为110 V时，电热丝工作电压小于额定电压，热功率比 正常工作时小，故其阻值比正常工作时要小，即其电阻小于48.4 Ω，C正 确，D错误。 目 录 物 理·必修第三册 角度2　简单串、并联电路中的功率分析 〔多选〕图中R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，R3＝4 Ω，通电后（　ABC　） A. 经R1和R3的电流之比I1∶I3＝2∶1 B. R1两端的电压和R3两端的电压之比U1∶U3＝1∶1 C. 三个电阻消耗的电功率之比P1∶P2∶P3＝2∶1∶1 D. 三个电阻消耗的电功率之比P1∶P2∶P3＝3∶2∶4 ABC 目 录 物 理·必修第三册 解析：题图所示的电路为R2和R3并联后再与R1串联，故I1＝I2＋I3，又＝ ＝，则有＝，故A正确；R2和R3并联，总电阻为R并＝＝2 Ω，则 有＝＝，故B正确；电功率之比为P1∶P2∶P3＝∶∶＝ 2∶1∶1，故C正确，D错误。 目 录 物 理·必修第三册 知识点二　焦耳定律 目 录 19 〔阅读教材P80—P81，完成下列填空〕 1. 焦耳定律 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导 体的 及通电时间成正比。 （2）表达式 Q＝ ⁠。 2. 热功率 （1）定义：电流通过导体 的功率。 （2）表达式：P热＝ ⁠。 电流的二次方　 电阻　 I2Rt　 发热　 I2R　 目 录 物 理·必修第三册 【微思考】 　用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝产生大量的热，而连接电炉的导线却不 怎么热，这是什么原因？ 提示：导线跟电炉丝是串联在一起的，通过两者的电流相等，而电炉丝的 电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相等的时 间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。 目 录 物 理·必修第三册 　如图所示为常见的几种家用电器。 目 录 物 理·必修第三册 （1）上述家用电器工作时的能量转化有什么共同特点？其电功率与热功 率的大小有什么关系？ 提示： 都是把电能转化为内能；相等。 （2）结合生活经验猜想，这些电器工作时发热的多少与哪些因素有关？ 提示： 与电流、电阻和通电时间有关。 目 录 物 理·必修第三册 1. 纯电阻电路 工作时电能全部转化为内能的电路，电路中只含有电阻元件。 2. 纯电阻电路的特点 （1）电功与电热相等：Q＝W＝UIt＝I2Rt。 （2）电功率与热功率相等：P热＝＝＝I2R。 目 录 物 理·必修第三册 两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为 L，直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生 的热量之比为（　B　） A. QA∶QB＝1∶1 B. QA∶QB＝2∶1 C. QA∶QB＝1∶2 D. QA∶QB＝4∶1 解析：电阻丝A、B直径之比为1∶2，则横截面积之比为1∶4，又长度之比 为L∶2L＝1∶2，根据电阻定律R＝ρ知电阻之比为2∶1，又电阻丝串联， 电流相等，根据Q＝I2Rt可知热量之比为QA∶QB＝2∶1，故选B。 B 目 录 物 理·必修第三册 　为使电热器在单位时间内产生的热量减少一半，下列措施可行的是 （　　） A. R不变，使通过电热丝的I减小一半 B. U不变，使电热丝的R增大一倍 C. R不变，使电热丝两端的U减小一半 D. U不变，使电热丝的R增大为原来的倍 √ 目 录 物 理·必修第三册 解析：　电热器是纯电阻用电器，电功率可表示为P＝UI＝＝I2R，故R 一定时，电压U减半或电流I减半，P将变为原来的，A、C错误；当U不 变，使电热丝的电阻R增大一倍时，P将变为原来的，B正确；当U不变， 使电热丝的电阻R增大到原来的倍时，P将变为原来的，D错误。 目 录 物 理·必修第三册 知识点三　电路中的能量转化 目 录 28 〔阅读教材P81—P82，完成下列填空〕 1. 电动机工作时的能量转化关系 电动机从电源获得能量，一部分转化为 ，还有一部分转化 为 ⁠。 2. 功率关系：P电＝ ＋ ⁠ （1）P电＝ ⁠。 （2）不考虑摩擦阻力和空气阻力引起的能量损失时：P损＝P热＝ ⁠ （R为线圈的电阻）。 机械能　 内能　 P机　 P损　 UI　 I2R　 目 录 物 理·必修第三册 3. 电池充电时的能量转化关系：电池从电源获得的能量一部分转化为电池 的 能，还有一部分转化为 ⁠。 化学　 内能　 目 录 物 理·必修第三册 （1）电动机工作时消耗的电能大部分转化为机械能。 （　√　） （2）电动机工作时的电功等于电热。 （　×　） （3）电吹风机工作时电能全部转化为内能。 （　×　） √ × × 目 录 物 理·必修第三册 　如图所示为我们常用的电风扇。电风扇中的电动机工作时带动扇叶转动产生“风”，工作时间长了我们用手摸扇头部位会感到发热。 （1）电动机工作时电能转化什么形式的能？ 提示： 电动机工作时电能转化为机械能和内能。 （2）电动机工作时能量关系是怎样的？ 提示： 电动机工作时消耗的电能等于转化的机械能与内能之和。 目 录 物 理·必修第三册 1. 电动机中的主要概念及关系：（电动机线圈的电阻为R、工作电压为 U、工作电流为I） （1）总功率（输入功率）：P入＝UI。 （2）发热功率：P热＝I2R。 （3）输出功率（机械功率）：P出＝P入－P热＝UI－I2R。 （4）效率：η＝×100％。 目 录 物 理·必修第三册 2. 电动机中的能量转化 目 录 物 理·必修第三册 如图所示为电动机提升物体的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电 动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A的重力为20 N。忽略一 切摩擦，求： （1）电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？ 答案： 1 W　 解析：电动机线圈上消耗的热功率为 P热＝I2r＝1 W。 目 录 物 理·必修第三册 （2）电动机输入功率和输出功率各是多少？ 答案： 5 W　4 W　 解析：电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率， 即P入＝UI＝ 5×1 W＝5 W 电动机的输出功率就是电动机对外做功的功率，根据P入＝P出＋P热得P出＝ P入－P热＝5 W－1 W＝4 W。 目 录 物 理·必修第三册 （3）10 s内电动机可以把物体A匀速提升多高？ 答案： 2 m　 解析：设物体A的重力为G，t＝10 s内物体A上升的高度为h，根据能量守 恒定律得P出t＝Gh h＝＝＝2 m。 （4）这台电动机的效率是多少？ 答案： 80％ 解析：这台电动机的效率为η＝×100％＝80％。 目 录 物 理·必修第三册 【变式1】　如果电动机提升物体的过程中，由于故障电动机突然卡住不 转了，电动机两端的电压不变，电动机的发热功率是多少？ 提示：电动机卡住不转时相当于纯电阻，则P热＝＝25 W。 目 录 物 理·必修第三册 【变式2】　根据【变式1】的计算结果，说明电动机如果卡住不转了但没 有及时切断电源，会有什么风险？ 提示：根据【变式1】计算结果可知，电动机卡住不转时发热功率很大， 如果不及时切断电源，容易烧毁电动机。 目 录 物 理·必修第三册 提能驿站 目 录 40 　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、电解槽等 欧姆定律 适用，I＝ 不适用，I＜ 目 录 物 理·必修第三册 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 目 录 物 理·必修第三册 小型直流电动机（其线圈内阻为r＝1 Ω）与规格为“4 V　4 W”的小 灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后连接至U＝12 V的电源 上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）通过电动机的电流； 答案： 0.6 A　 目 录 物 理·必修第三册 解析：小灯泡正常发光，则通过灯泡的电流 IL＝＝ A＝1 A 通过电阻R的电流 IR＝＝ A＝1.6 A 通过电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A。 目 录 物 理·必修第三册 （2）电动机的输出功率P出； 答案： 2.04 W　 解析：电动机消耗的总功率 P＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机线圈内阻的热功率 P热＝I2r＝0.62×1 W＝0.36 W 电动机的输出功率 P出＝P－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W。 目 录 物 理·必修第三册 （3）电动机的效率。 答案： 85％ 解析：电动机的效率 η＝×100％＝×100％＝85％。 目 录 物 理·必修第三册 课时作业 目 录 47 知识点一　电功和电功率 1. 〔多选〕下列关于电功和电功率的说法正确的是（　　） A. 用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B. 电功是电能转化为其他形式的能的量度 C. 白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率 D. 电功率越小，则电流做功越少 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ √ 目 录 物 理·必修第三册 解析： 　用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本 身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A项错误，C项正确；电 功是能量转化的量度，用于衡量电能转化为其他形式的能的多少，故B项 正确；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，故D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 2. （2026·浙江宁波期中）一个小型电热水器如图所示，浸入水中的加热 元件RL＝1.0 Ω，在外部并联的电阻RS＝2.0 Ω。在正常工作时，电源给电 路提供I＝3.0 A的恒定电流。下列说法正确的是（　　） A. RL两端的电压为3.0 V B. 流过RL的电流为1.0 A C. RS上消耗的电功率为2.0 W D. RL上消耗的电功率为16.0 W √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析：　RL、RS的并联电阻值为R并＝＝ Ω＝ Ω，RL两端的电 压为U＝R并I＝×3 V＝2 V，故A错误；流过RL的电流为IL＝＝ A＝2 A，故B错误；RS上消耗的电功率为PS＝＝ W＝2 W，故C正确；RL上 消耗的电功率PL＝＝ W＝4 W，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 知识点二　焦耳定律 3. 若通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，则通过电阻R的 电流为2I时，在时间内产生的热量为（　　） A. 4Q B. 2Q C. D. 解析：　由题意知，Q＝I2Rt。若通过电阻R的电流为2I，则根据焦耳定律 可知，在时间内产生的热量为Q'＝（2I）2R·＝2I2Rt＝2Q，故B正确， A、C、D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 4. （2026·天津滨海期中）两个电阻A、B串联在电路中，A的阻值为R，B 的阻值为2R，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为 （　　） A. QA∶QB＝2∶1 B. QA∶QB＝1∶1 C. QA∶QB＝1∶2 D. QA∶QB＝4∶1 解析：　两个电阻A、B串联在电路中，电流相等，由焦耳定律Q＝I2Rt， 可知A、B在相同的时间内产生的热量之比为QA∶QB＝1∶2，故选C。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 知识点三　电路中的能量转化 5. 如图所示，某型号无人机的飞行器由四个多旋翼电动机并联组成，设每 个电动机内阻均为r，正常工作时工作电流为I，电压为U，以下关于飞行器 的输出功率正确的是（　　） A. 4UI B. 4 C. 4I2r D. 4UI－4I2r √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析：　无人机的飞行器正常工作时，其电路是非纯电阻电路，正常工 作时电流为I，电压为U，则飞行器消耗的总功率P＝4UI，每个电动机内阻 为r，所以总热功率P热＝4I2r，则飞行器的输出功率P出＝4UI－4I2r，选项D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 6. （2026·广东中山期末）用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出的电 能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的 时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池 的内阻为r，则t时间内（　　） A. 充电宝输出的电流为I＝ B. 充电宝输出的总功率为I2r C. 手机电池产生的焦耳热为t D. 手机电池储存的化学能为UIt－I2rt √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析：　手机电池是非纯电阻用电器，欧姆定律不成立，即充电宝输出 的电流不能用I＝运算，A错误；充电宝输出的总功率P＝UI，B错误；根 据焦耳定律可知，手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt，手机电池是非纯电阻 用电器，欧姆定律不成立，则手机电池产生的焦耳热不能表示为t，C错 误；根据能量守恒定律可知，手机电池储存的化学能等于充电宝输出的总 的电功与产生的焦耳热之差，则有E化＝UIt－I2rt，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 7. 一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常 工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流为5.0 A，通过洗衣机电动机的 电流是0.50 A，则下列说法正确的是（　　） A. 电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω B. 电饭煲的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C. 1 min内，电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机消耗的电能为 6.6×103 J D. 电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析：　电饭煲为纯电阻元件，电阻R＝＝44 Ω，洗衣机为非纯电阻元 件，用欧姆定律求得440 Ω电阻是错误的。电饭煲的电功率P＝UI＝1 100 W，其每分钟消耗的电能E＝UIt＝6.6×104 J；洗衣机电动机线圈电阻无法 确定，也无法确定其发热功率。洗衣机电功率P'＝UI'＝110 W，每分钟消 耗的电能E'＝UI't＝6.6×103 J，故C正确，A、B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 8. （2026·江苏连云港期中）如图所示，有四盏灯接入电路中，L1和L2都 标有“220 V　80 W”，L3和L4都标有“220 V　60 W”。把电路接通后， 功率最大的是（　　） A. L1 B. L2 C. L3 D. L4 解析：　根据P＝可知L1、L2电阻相同，L3、L4电阻相同，且R1＝R2＜ R3＝R4，由于L2、L3并联后再与L1、L4串联，所以P2＞P3，P4＞P1，P1＞ P2，所以P4＞P1＞P2＞P3，故选D。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 9. 〔多选〕新能源电动汽车是当代生活中重要的交通工具。某品牌新能源 观光电动车的动力电源上的铭牌上标有“120 V　250 A·h”字样。假设工 作时电源的输出电压恒为120 V，额定输出功率为3 kW。根据上述有关数 据，下列说法正确的是（　　） A. 观光电动车保持额定功率行驶的最长时间是10 h B. 额定功率工作电流为25 A C. 动力电源充满电后储存的电能为1.08×108 J D. 电动机的内阻为4.8 Ω √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析： 　观光电动车保持额定功率行驶的最长时间t＝＝ h＝ 10 h，故A正确；观光电动车保持额定功率行驶时的总电流I＝＝25 A，故 B正确；动力电源充满电后储存的电能E＝QU＝250×3 600×120 J＝ 1.08×108 J，故C正确；电动机是非纯电阻用电器，电动机输出功率未 知，无法求出电动机内阻，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 10. 〔多选〕在如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V，内阻不计，L1、 L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定 值电阻，阻值为10 Ω。当开关S闭合后（　　） A. L1的电阻为1.2 Ω B. L1消耗的电功率为0.75 W C. L2的电阻为5 Ω D. L2消耗的电功率为0.1 W √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析： 　L1两端的电压为U＝3 V，由题图乙得此时的电流为I＝0.25 A，灯泡L1的电阻R1＝＝12 Ω，A错误；L1消耗的电功率P＝UI＝3×0.25 W＝0.75 W，B正确；若L2的电阻为5 Ω，则根据串联电路中电压与电阻成 正比，可知此时L2两端的电压为1 V，由题图乙可求得此时L2中的电流为 0.2 A，则L2的阻值为R2＝＝ Ω＝5 Ω，与假设一致，C正确；此时L2消 耗的电功率P'＝U'I'＝1×0.2 W＝0.2 W，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 11. 〔多选〕擦窗机器人有效解决了外层窗户清洁困难的问题。某款擦窗 机器人如图所示，主要由电动机、传感器等部件构成，其电池容量为3 000 mA·h（电池能够提供的电荷量，表示当电池以3 000 mA的输出电流工作 时，最长可以持续工作1 h）、额定电压为24 V、待机时功率为6 W、工作 时功率为72 W。下列说法正确的是（　　） A. 充满电后，机器人的最长待机时间为12 h B. 进行擦拭工作时机器人内部电路的电阻为8 Ω C. 若电动机卡住不转时，通过电动机的电流会增大 D. 进行擦拭工作时机器人把电能全部转化为机械能 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 解析： 已知电池容量为3 000 mA·h，待机功率为6 W，根据公式P＝ UI，可以计算出待机电流I＝＝＝0.25 A＝250 mA，因此，最长待机时 间t＝＝12 h，故A正确；进行擦拭工作时，机器人的电动机为非 纯电阻电路，则有UI＞I2r，可得内部电路的电阻r＜＝ Ω＝8 Ω，故B错 误；若电动机卡住不转时，通过电动机的电流I'＝＞3 A，可知通过电动 机的电流会增大，故C正确；进行擦拭工作时机器人把电能转化为机械能 和焦耳热，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 12. 如图所示为电动机提升重物的装置，电动机两端电压为5 V时，卡住电 动机，电路中电流为5 A，正常工作时电路中的电流为1 A，物体A重20 N。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； 答案：1 W　 解析：电动机线圈的电阻为R＝＝ Ω＝1 Ω 电动机正常工作时，线圈电阻消耗的热功率为 P热＝R＝12×1 W＝1 W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 （2）电动机的输出功率； 答案：4 W　 解析： 电动机消耗的总功率为 P总＝UI2＝5×1 W＝5 W 电动机的输出功率为 P输出＝P总－P热＝（5－1）W＝4 W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 （3）电动机匀速提升重物的速度。 答案： 0.2 m/s 解析： 电动机匀速提升重物时，有F＝G＝20 N 又因为P输出＝Fv 解得v＝0.2 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册 $