10.7 电功、电功率及焦耳定律（重难点专练）物理沪科版必修第三册

10.7 电功、电功率及焦耳定律（题型突破） 题型01 电功和电功率的定义和计算 题型02 焦耳定律的内容和含义 题型03 电流生热与电流做功的关系 题型04 含有电动机电路综合计算 ▌题型01 电功和电功率的定义和计算 1．某款智能手表搭载的锂离子电池铭牌参数如图所示，下列说法正确的是（     ） A．该电池电动势为4.4 V B．该电池储存的电荷量为1.155 Wh C．该手表待机时间为2.5天 D．用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需1小时 2．追觅H20 Ultra旋锋版是追觅2024年4月推出的无线洗地机。以其智能水控技术、万向轮、探底躺平技术，解决毛发缠绕问题等优点，广受用户喜爱。已知其电池容量，额定工作电压，额定功率。则下列说法正确的是（    ） A．“”是能量的单位 B．洗地机正常工作时电能全部转化为热能 C．洗地机正常工作时的电流是 D．洗地机充满电后最长正常工作时间为 3．（多选）如图所示为某一移动电源的相关参数，其中转换率指的是给手机等充电时的转换效率，则（     ） 容量 20000 mA·h 输入 Type­C1：5 V/9 V/12 V/15 V——3 A 尺寸 156*82*22 mm 重量 430克 输出 Type­C1：5 V　3 A/9 V　3 A/12 V　2.5 A Type­C2：5 V　3 A/9 V　3 A/12 V　2.5 A 转换率 0.60 A．该移动电源充满电后总电量为7.2×104 C B．该移动电源充满电后能给容量3000 mA·h的手机充6次电 C．以9 V电压、最大电流给该移动电源充电，充满电需要6.7小时 D．该移动电源充满电后，对12 V的设备供电，可供电8 h 4．如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（　　） A．当时，电源输出的功率最大 B．电源的最大输出功率为 C．灯泡L消耗的最大功率为 D．电位器的最大功率为 5．灯泡和定值电阻接在如图甲所示的电路中，两者的关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是（     ） A．图乙中曲线表示电阻的关系图像 B．当电流表示数为0.4 A时，电源电压为4 V C．当电源电压为6 V时，小灯泡的实际功率为3.6 W D．如果将小灯泡和电阻串联接在电压为的电源两端，电路消耗的总功率为 ▌题型02 焦耳定律的内容和含义 6．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电的过程中，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（     ） A．充电宝输出的电功为UIt B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池增加的化学能为UIt＋I2rt 7．（多选）如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻r为1.0Ω，电路中的电阻为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻R为0.5Ω。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。下列判断正确的是（     ） A．电动机的输出功率为14W B．电动机两端的电压为7.0V C．电动机的热功率为2.0W D．电源输出的电功率为24W 8．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同。开关闭合后，电动机M正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为和；经过时间t，电流通过电阻R做功为，产生的热量为；电流通过电动机M做功为，产生的热量为，则有（     ） A． B． C． D． 9．如图所示，电源电压恒为，灯泡标有“”字样（不考虑灯丝电阻的变化），理想电流表量程，理想电压表量程，滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)灯泡正常发光时，滑动变阻器在内产生的热量； (3)在保证电路各元件安全的情况下，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。 电流与电路 欧姆对导线中的电流进行了研究。他猜测导线中两点之间的电流正比于它们之间的其种驱动力（即现在所称的电势差），还证明了电阻与导体的长度和横截面积的关系。1841年英国皇家学会授予其最高荣誉——科普利金牌。 ▌题型03 电流生热与电流做功的关系 10．对于欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A．由，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 B．由，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 C．由，对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率跟导线的横截面积成正比 D．由，对任意电路，电流流过时放的热，与电流的平方、电阻、通电时间均成正比 11．一台电动机额定电压是220V，线圈电阻为0.5Ω，电动机在正常工作时通过的电流为32A，则电动机在运转20min的过程中，消耗的电能为__________J，其中有__________J电能转化为热能浪费掉了（保留三位有效数字） 12．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束，已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，求： ①每个电子的速率 ②一小段长为的电子束内的电子个数； ③如果加速场是匀强电场，试求加速场内距灯丝L处和4L处一小段内电子数之比。 13．（多选）锂电池因能量高无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（　　） A．电池产生的热功率为 B．锂电池的输入功率为 C．充电器输出的电功率为 D．充电器的充电效率为 14．如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量（     ） A．电烙铁最多 B．电视机最多 C．电风扇最多 D．一样多 15．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（     ） A．手机电池产生的焦耳热为 B．手机的输入功率为UI C．充电宝产生的热功率为Ir D．手机电池储存的化学能为UI 16．如图所示，电源电动势，电动机铭牌上标有“”字样。当S闭合后，电动机恰好正常工作。求： (1)通过电动机的电流。 (2)电源内阻。 (3)电源内阻的热功率。 17．如图甲，汽车的座椅加热及通风功能让乘客乘车更舒适，其内部电路简化图如图乙所示。当开关S接1时为座椅加热功能，当开关S接2时为座椅通风功能。若电源电动势，内阻，通风电机M内阻，发热电阻，电流表为理想电流表，求： (1)当开关S接1，电阻箱调到6Ω时，电阻的发热功率为多少？ (2)当开关S接2，电阻箱调到3Ω时，电流表读数为2A，此时电机M的机械功率为多少？ ▌题型04 含有电动机电路综合计算 18．太阳能汽车利用太阳能给车载动力电池充电，再利用电能驱动，实现了节能减排。某辆太阳能汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的工作电压、电流。已知驱动电机能够将输入功率的转化为牵引汽车前进的机械功率。下列说法正确的是（     ） A．驱动电机的内阻为 B．驱动电机的内阻为0.5Ω C．汽车所受阻力为36N D．汽车所受阻力为 19．太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力于对其进行研究。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2，太阳能电池电动势为30V，内阻为3Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。已知电动机的直流电阻为2Ω。这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是（     ） A．3.75m/s B．3m/s C．2.5m/s D．1.25m/s 20．日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为和。重新调整后，滑动变阻器也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率，稳定工作后电动机能拉着原来静止重物匀速上升，速度大小为，此时电压表和电流表的示数分别为和，取。求： (1)电动机的内电阻； (2)电动机的输出功率； (3)重物的质量。 21．2024年12月2日《网易》发表文章，《1.2万买个蛋？继“剁椒鱼头”后，五菱再出“停车场刺客”?网友：坏了，这真买得起…》。如果零蛋电动汽车电源、车灯、电动机构成的电路简化为如图所示，电源的电动势，内阻，电动机的线圈电阻，车灯电阻保持不变，电流表内阻忽略不计。当开关S1、S2都接通时，电流表的示数为，此时电动机正常工作。求： (1)当只有开关S1接通时，电流表的示数及此时车灯的两端电压； (2)当开关S1、S2都接通时，电动机的输出功率。 22．玩具厂出厂一批会发光的电动玩具汽车时，其玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“8V，4W”的灯泡恰能正常发光（小灯泡电阻不随温度变化），且电动机M带动车轮转动，已知电动机的内阻，求： (1)小灯泡正常发光时的电流和电阻； (2)闭合开关S后，电源的输出电流； (3)闭合开关S后，车轮电动机的输出功率； 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.7 电功、电功率及焦耳定律（题型突破） 题型01 电功和电功率的定义和计算 题型02 焦耳定律的内容和含义 题型03 电流生热与电流做功的关系 题型04 含有电动机电路综合计算 ▌题型01 电功和电功率的定义和计算 1．某款智能手表搭载的锂离子电池铭牌参数如图所示，下列说法正确的是（     ） A．该电池电动势为4.4 V B．该电池储存的电荷量为1.155 Wh C．该手表待机时间为2.5天 D．用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需1小时 【答案】C 【详解】A．该电池电动势为3.85V，A错误； B．该电池储存的电荷量为q=300mAh=0.3Ah，B错误； C．该手表待机时间为，C正确； D．用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需，D错误。 故选C。 2．追觅H20 Ultra旋锋版是追觅2024年4月推出的无线洗地机。以其智能水控技术、万向轮、探底躺平技术，解决毛发缠绕问题等优点，广受用户喜爱。已知其电池容量，额定工作电压，额定功率。则下列说法正确的是（    ） A．“”是能量的单位 B．洗地机正常工作时电能全部转化为热能 C．洗地机正常工作时的电流是 D．洗地机充满电后最长正常工作时间为 【答案】D 【详解】A．洗地机铭牌标注的“mA·h”是电池容量（时间与电流的乘积）的单位，而不是能量的单位，故A错误； B．洗地机正常工作时电能转化为热能和机械能，故B错误； C．洗地机正常工作时的电流约为，故C错误； D．电池充满电时储存的电能大约为 洗地机充满电后一次工作时间约为，故D正确； 故选D。 3．（多选）如图所示为某一移动电源的相关参数，其中转换率指的是给手机等充电时的转换效率，则（     ） 容量 20000 mA·h 输入 Type­C1：5 V/9 V/12 V/15 V——3 A 尺寸 156*82*22 mm 重量 430克 输出 Type­C1：5 V　3 A/9 V　3 A/12 V　2.5 A Type­C2：5 V　3 A/9 V　3 A/12 V　2.5 A 转换率 0.60 A．该移动电源充满电后总电量为7.2×104 C B．该移动电源充满电后能给容量3000 mA·h的手机充6次电 C．以9 V电压、最大电流给该移动电源充电，充满电需要6.7小时 D．该移动电源充满电后，对12 V的设备供电，可供电8 h 【答案】AC 【详解】A．容量，故A正确； B．转换率，实际可输出容量 可充手机次数，不是6次，故B错误； C．由题图可知，  9V电压给该移动电源充电，充电最大电流，由充满需要时间，故正确； D．12V输出的最大电流为2.5A，结合转换率0.6，可供电时间，故D错误。 故选 AC。 4．如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（　　） A．当时，电源输出的功率最大 B．电源的最大输出功率为 C．灯泡L消耗的最大功率为 D．电位器的最大功率为 【答案】D 【详解】AB．根据闭合回路的欧姆定律得 电源的输出功率 根据二次函数的性质，可得输出功率最大时 即 解得（不可取） 根据二次函数的单调性，可得当时，电源的输出功率最大。 代入公式计算得，，故A错误，B错误； C．灯泡L消耗的最大功率，故C错误； D．电位器的功率 根据均值不等式得 当且仅当时，公式成立。 解得 代入公式得，故D正确。 故选D。 5．灯泡和定值电阻接在如图甲所示的电路中，两者的关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是（     ） A．图乙中曲线表示电阻的关系图像 B．当电流表示数为0.4 A时，电源电压为4 V C．当电源电压为6 V时，小灯泡的实际功率为3.6 W D．如果将小灯泡和电阻串联接在电压为的电源两端，电路消耗的总功率为 【答案】B 【详解】A．图乙中斜率，B直线表示定值电阻的关系图像，故A错误； B．图甲中灯泡和定值电阻并联，把竖线从开始向左平移，当时，两支路中的电流之和刚好为0.4A，即 故B正确； C．当电源电压为6 V时，小灯泡的实际功率为，故C错误； D．如果将小灯泡和电阻串联接在电压为的电源两端，因串联电路电流相等，同时两者电压之和为，从开始向下移，由图乙知 ，故D错误。 故选B。 ▌题型02 焦耳定律的内容和含义 6．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电的过程中，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（     ） A．充电宝输出的电功为UIt B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池增加的化学能为UIt＋I2rt 【答案】A 【详解】A．由题可知，t时间内充电宝输出的电功为W＝UIt，故A正确； BC．充电宝的内阻未知，无法求出充电宝的热功率，根据焦耳定律可知，手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt，故BC错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能，另一部分转化为焦耳热，则有W＝E化学能＋Q 解得手机电池增加的化学能E化学能＝UIt－I2rt，故D错误。 故选A。 7．（多选）如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻r为1.0Ω，电路中的电阻为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻R为0.5Ω。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。下列判断正确的是（     ） A．电动机的输出功率为14W B．电动机两端的电压为7.0V C．电动机的热功率为2.0W D．电源输出的电功率为24W 【答案】BC 【详解】ABC．由闭合电路的电压关系得 整理得 电动机的输入电功率为 热功率为 由能量守恒，电动机的输出功率为，故A错误，BC正确。 D．由闭合电路的电压关系，电源路端电压为 电源的输出功率为，故D错误。 故选BC。 8．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同。开关闭合后，电动机M正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为和；经过时间t，电流通过电阻R做功为，产生的热量为；电流通过电动机M做功为，产生的热量为，则有（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】串联电路，电流相同，设开关闭合后，电路中电流为I，对于电阻R，由欧姆定律得，对于电动机M，，则。 根据公式W＝UIt可得。 根据焦耳定律得，则。 故选D。 9．如图所示，电源电压恒为，灯泡标有“”字样（不考虑灯丝电阻的变化），理想电流表量程，理想电压表量程，滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)灯泡正常发光时，滑动变阻器在内产生的热量； (3)在保证电路各元件安全的情况下，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）灯泡正常发光时的电阻 （2）灯泡正常发光时的电流 此时滑动变阻器两端的电压 此时滑动变阻器的电阻 故1分钟（60s）内产生的热量 （3）电路最大安全电流为（小灯泡额定电流），此时电路总电阻 滑动变阻器最小阻值 电压表量程为，滑动变阻器两端最大电压，此时灯泡两端电压 电路电流为 滑动变阻器最大阻值 所以滑动变阻器允许接入的阻值范围是 【点睛】 电流与电路 欧姆对导线中的电流进行了研究。他猜测导线中两点之间的电流正比于它们之间的其种驱动力（即现在所称的电势差），还证明了电阻与导体的长度和横截面积的关系。1841年英国皇家学会授予其最高荣誉——科普利金牌。 ▌题型03 电流生热与电流做功的关系 10．对于欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A．由，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 B．由，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 C．由，对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率跟导线的横截面积成正比 D．由，对任意电路，电流流过时放的热，与电流的平方、电阻、通电时间均成正比 11．一台电动机额定电压是220V，线圈电阻为0.5Ω，电动机在正常工作时通过的电流为32A，则电动机在运转20min的过程中，消耗的电能为__________J，其中有__________J电能转化为热能浪费掉了（保留三位有效数字） 12．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束，已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，求： ①每个电子的速率 ②一小段长为的电子束内的电子个数； ③如果加速场是匀强电场，试求加速场内距灯丝L处和4L处一小段内电子数之比。 【答案】10．AD 11． 12．①  ②  ③2:1 【详解】10．A．由，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故A正确； B．电阻的定义式，导体的电阻跟它两端的电压以及通过它的电流无关，电阻的大小是由导体自身性质决定的，故B错误； C．由ρ，对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率是由导体材料本身的性质决定的，与导线的长度和横截面积无关，故C错误； D．根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，对任意电路，电流流过时放的热，与电流的平方、电阻、通电时间均成正比，故D正确。 故选AD。 11．[1][2]消耗电能为 线圈电阻产生的热量为 电能转化为热能浪费掉了。 12．①设每个电子的速率为v，根据动能定理有 解得 ②在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内电量为 则电子个数 联立可得 ③设距离灯丝L处和4L处电子的速度大小分别为v1和v2，设加速电场的电场强度为E，根据动能定理分别有， 在这个电子束上电流强度是处处相等的，根据电流的微观表达式可得n1eSv1＝n2eSv2 所以加速场内距灯丝L处和4L处一小段ΔL内电子数之比为 解得 13．（多选）锂电池因能量高无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（　　） A．电池产生的热功率为 B．锂电池的输入功率为 C．充电器输出的电功率为 D．充电器的充电效率为 【答案】CD 【详解】A．电池产生的热功率为，故A错； B．锂电池的输入功率等于锂电池消耗的总功率（也就是锂电池的电功率）为，故B错； C．充电器输出的电功率等于锂电池的输入功率为，故C正确； D．充电器的充电效率，故D正确。 故选CD。 14．如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量（     ） A．电烙铁最多 B．电视机最多 C．电风扇最多 D．一样多 【答案】A 【详解】三个用电器额定功率相同，在额定电压下正常工作，相同时间内根据公式，可知三者消耗的总电能相等。电烙铁是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能（热量），产生的热量等于总消耗电能；电视机工作时，电能大部分转化为光能、声能，仅少量转化为内能，产生的热量远小于总消耗电能；电风扇工作时，电能大部分转化为机械能，仅少量转化为内能，产生的热量远小于总消耗电能。 故选A。 15．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（     ） A．手机电池产生的焦耳热为 B．手机的输入功率为UI C．充电宝产生的热功率为Ir D．手机电池储存的化学能为UI 【答案】B 【详解】A．手机为非纯电阻电路，不能用计算产生的焦耳热，故A错误； B．手机的输入功率等于充电宝的输出功率，为，故B正确； C．充电宝的输出电流为I，但其内阻未知，故无法计算充电宝产生的热功率，故C错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为，故D错误。 故选B。 16．如图所示，电源电动势，电动机铭牌上标有“”字样。当S闭合后，电动机恰好正常工作。求： (1)通过电动机的电流。 (2)电源内阻。 (3)电源内阻的热功率。 【答案】(1)2A (2)0.5Ω (3)2W 【详解】解析：（1）根据题意，设通过电动机的电流为I，则电机功率 代入数据可得 （2）由闭合电路欧姆定律 代入数据可得 （3）根据题意，电源内阻的热功率 17．如图甲，汽车的座椅加热及通风功能让乘客乘车更舒适，其内部电路简化图如图乙所示。当开关S接1时为座椅加热功能，当开关S接2时为座椅通风功能。若电源电动势，内阻，通风电机M内阻，发热电阻，电流表为理想电流表，求： (1)当开关S接1，电阻箱调到6Ω时，电阻的发热功率为多少？ (2)当开关S接2，电阻箱调到3Ω时，电流表读数为2A，此时电机M的机械功率为多少？ 【答案】(1)12W (2)18W 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得，电路中电流为 电阻的发热功率为 （2）由闭合电路欧姆定律得，电机M的电压 电机M的电功率 电机M的机械功率 ▌题型04 含有电动机电路综合计算 18．太阳能汽车利用太阳能给车载动力电池充电，再利用电能驱动，实现了节能减排。某辆太阳能汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的工作电压、电流。已知驱动电机能够将输入功率的转化为牵引汽车前进的机械功率。下列说法正确的是（     ） A．驱动电机的内阻为 B．驱动电机的内阻为0.5Ω C．汽车所受阻力为36N D．汽车所受阻力为 【答案】B 【详解】AB．根据   可得驱动电机的内阻为 ，故A错误，B正确； CD．由题意知，根据 可得汽车所受阻力为 ，故CD错误。 故选B。 19．太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力于对其进行研究。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2，太阳能电池电动势为30V，内阻为3Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。已知电动机的直流电阻为2Ω。这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是（     ） A．3.75m/s B．3m/s C．2.5m/s D．1.25m/s 【答案】C 【详解】根据闭合电路欧姆定律，电动机两端的电压为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 则电动机的输出机械功率为 汽车受到的阻力为 当牵引力等于阻力时速度最大，最大速度为 故选C。 20．日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为和。重新调整后，滑动变阻器也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率，稳定工作后电动机能拉着原来静止重物匀速上升，速度大小为，此时电压表和电流表的示数分别为和，取。求： (1)电动机的内电阻； (2)电动机的输出功率； (3)重物的质量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电动机不转时，电动机作为纯电阻，故电动机的内电阻 （2）正常工作时，电动机总功率 电动机热功率为 电动机输出功率为 （3）根据机械功率可知 联立解得 21．2024年12月2日《网易》发表文章，《1.2万买个蛋？继“剁椒鱼头”后，五菱再出“停车场刺客”?网友：坏了，这真买得起…》。如果零蛋电动汽车电源、车灯、电动机构成的电路简化为如图所示，电源的电动势，内阻，电动机的线圈电阻，车灯电阻保持不变，电流表内阻忽略不计。当开关S1、S2都接通时，电流表的示数为，此时电动机正常工作。求： (1)当只有开关S1接通时，电流表的示数及此时车灯的两端电压； (2)当开关S1、S2都接通时，电动机的输出功率。 【答案】(1)10A；300V (2)6448W 【详解】（1）当只有S1接通时，由闭合电路欧姆定律得 由部分电路欧姆定律得，此时车灯的两端电压为 （2）根据题意，由闭合电路欧姆定律得 根据题意，由闭合电路欧姆定律得 此时通过车灯的电流为 因此通过电动机的电流为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 电动机的输出功率为 22．玩具厂出厂一批会发光的电动玩具汽车时，其玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“8V，4W”的灯泡恰能正常发光（小灯泡电阻不随温度变化），且电动机M带动车轮转动，已知电动机的内阻，求： (1)小灯泡正常发光时的电流和电阻； (2)闭合开关S后，电源的输出电流； (3)闭合开关S后，车轮电动机的输出功率； 【答案】(1)0.5A，16Ω (2)2A (3)7.5W 【详解】（1）小灯泡正常发光时，电压等于额定电压，功率等于额定功率，由 得 由欧姆定律得小灯泡电阻 （2）由闭合电路欧姆定律 ，外电路并联部分电压等于灯泡额定电压 代入得 （3）电动机与灯泡并联，因此电动机两端电压也为，流过电动机的电流 电动机的输入功率为 ，内阻热功率为 输出功率等于输入功率减去热功率 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $