電功和電功率2（解析卷）-2021年中考科學(xué)考點(diǎn)

考點(diǎn)18電功和電功率2

思維導(dǎo)圖

電流做的功叫電功，實(shí)質(zhì)為電磁化為其他形式的能單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫電功率

單位：焦耳（J）、度、千瓦時(shí)（kWh）公式：P=W/t

6電功率里位：瓦特、千瓦

1J$=lkWh=3.6X10J電功J（W）（KW）

1kW-h表示用電器工作1h所消耗1kW的電能f1瓦=1焦/秒，1千瓦=1000瓦

電能表（電度表）是測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗1W表示的含義是：1秒鐘電流做功1焦

多少電能的儀裝

額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓

Q=PRt額定功率：用電器在額定電壓下消耗的功率

電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱墨與電流的平方焦耳定律

額定電壓當(dāng)U實(shí)二U額時(shí),P實(shí)二P額

成正比，與這段導(dǎo)體的電阻成正比，與通電能畫(huà)

額定功率

電時(shí)間成正比當(dāng)U實(shí)＜U筱時(shí)，P實(shí)〈P額

,當(dāng)U實(shí)》U飄時(shí),P實(shí)）P額

電功率越大,電燈越亮

原理:P=UI

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖電需的電功率，等于這個(gè)用電器

兩端的電壓與通過(guò)這個(gè)用電器的

伏安法測(cè)小P=U工I電流的乘積

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，按電路圖連接電路,把滑動(dòng)變阻器的電功率與電壓

燈泡電功率

滑片調(diào)到阻值最大處和電流的關(guān)系/P=PR?

閉合開(kāi)關(guān),通過(guò)滑動(dòng)變阻器把電壓調(diào)到小燈泡只適用純電阻電踣

正常工作電壓值，記錄U、I值，觀察燈泡亮度VEUTR5

改變小燈泡兩端的電壓，觀察亮度,記錄數(shù)據(jù)

回歸教材

三、電熱器

1.電流的熱效應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的影響因素。實(shí)驗(yàn)原理是根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來(lái)判斷

電流通過(guò)電阻絲通電產(chǎn)生熱量的多少。實(shí)驗(yàn)采用煤油的原因是煤油比熱容小且絕緣。

2.焦耳定律

電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。

計(jì)算公式：應(yīng)（適用于所有電路），對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：Q=uit=hgm

3.電熱器

利用電流的熱效應(yīng)制成的發(fā)熱設(shè)備。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的

合金制成。

典例訓(xùn)練

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1.[2018?杭州拱墅區(qū)二模]如圖所示是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。

兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，通電一段時(shí)間后，右側(cè)U形管中液面高度差比左側(cè)的大。下列說(shuō)法正

確的是()

A.左側(cè)容器中電阻絲的阻值比右側(cè)容器中的大

B.該裝置用來(lái)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流大小的關(guān)系

C.該裝置可以用來(lái)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系

D.U形管中液面高度發(fā)生變化是因?yàn)閁形管中液體的熱脹冷縮造成的

【答案】C

【解析】觀察裝置圖可知，右側(cè)液柱高度差更大，右側(cè)升溫更高，所以右側(cè)電阻更大。該裝置是串聯(lián)的，

電流相等，所以該裝置可用來(lái)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小的關(guān)系，也可通過(guò)控制通電時(shí)間不

同來(lái)觀察升溫情況。U形管中液面高度發(fā)生變化是因?yàn)槊荛]容器中空氣的熱脹冷縮造成的。

2.[2018?聊城]小明同學(xué)家的電能表上標(biāo)有“3000r/(kW-h)”的字樣，他將家中的其他用電器都與電源

斷開(kāi)，僅讓電水壺在額定電壓下工作，觀察Imin內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了45r,則下列說(shuō)法不正確的是()

A.電水壺是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的

B.燒水過(guò)程中消耗的電能為5.4X105J

C.電水壺的額定功率為900W

D.當(dāng)實(shí)際電壓只有額定電壓的90%時(shí)，電水壺的實(shí)際功率為729W

【答案】B

【解析】所有的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的。燒水過(guò)程中消耗的電能/(=45r/3000r/(kW-h)=

0.015kW?h=0.015X3.6X10)=5.4X101；電水壺的額定功率轉(zhuǎn)=序力=5.4X104J/60s=900W；因?yàn)镻=

〃/氐設(shè)尤為定值，則。髀//\=%/乙，代入數(shù)據(jù)可得"實(shí)=729W。

3.[2018?深圳]如圖為“探究焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個(gè)相同的燒瓶中密封初溫相同、質(zhì)量相等的煤油,

通電一段時(shí)間后，右側(cè)玻璃管中液面比左側(cè)高。下列說(shuō)法正確的是()

A.通過(guò)玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是控制變量法

B.右側(cè)電阻絲的阻值比左側(cè)小

C.通過(guò)右側(cè)電阻絲的電流比左側(cè)小

D.該裝置用于探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系

【答案】D

【解析】該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法，所要控制的是相同的電流、相同煤油的量、相同的通電時(shí)間等，而通

過(guò)玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少是利用了轉(zhuǎn)換法。從煤油上升的高度可以判斷右側(cè)電阻絲

的電阻應(yīng)該更大。兩個(gè)電阻絲采用串聯(lián)，通過(guò)的電流是相等的。

4.有兩根電阻絲R、R,和一個(gè)電源E,且電源E兩端電壓保持不變。如果只將電阻絲R接在電源E兩端，電

阻絲R在120s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為12Q；如果將電阻絲R、R2并聯(lián)接在電源E兩端，電阻絲R、R?在60s內(nèi)產(chǎn)

生的總熱量為8Q,則（）

A.R,：R2=l：4

B.Ri：R2=l：3

C.如果將電阻絲R、Rz串聯(lián)接在電源E兩端，為使電阻絲R、比產(chǎn)生的總熱量為4Q,則需要通電的時(shí)間為

320s

D.如果將電阻絲L、R?串聯(lián)接在電源E兩端，為使電阻絲R、Rz產(chǎn)生的總熱量為4Q,則需要通電的時(shí)間為

150s

【答案】B

【解析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rl可知，熱量與時(shí)間成正比，因此R在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量:Qi=^x12Q=6Q;

那么電阻上在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q2=Q總-Q1=8Q-6Q=2Q；

根據(jù)焦耳定律Q=?可知，熱量與電阻成反比；

即察=占=券=；,故B正確，而A錯(cuò)誤；

?2VI6Q3

當(dāng)R單獨(dú)接在電源上時(shí)，產(chǎn)生的熱量：12Q=^x120s；

U2

將兩個(gè)電阻串聯(lián)在電源上時(shí)，產(chǎn)生的熱量：4（2=—^-xt：

/?1+r?2

兩個(gè)式子作比得到：繪”二;解得：t=160s,故C、D錯(cuò)誤。

5.小明用如圖裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，錐形瓶?jī)?nèi)裝有200g煤油，他先閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片

P使電流表示數(shù)為0.5A,記錄到5min內(nèi)溫度計(jì)示數(shù)升高了5℃,則煤油吸收的熱量為J,接著他調(diào)

節(jié)滑片P使電流表示數(shù)發(fā)生改變，觀察并記錄溫度計(jì)示數(shù)的變化，對(duì)比前后數(shù)據(jù)，可得出初步結(jié)論。利用

該裝置還可以探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。lX103J/（kg-℃）］

【答案】2100：通電時(shí)間

【解析】(1)煤油吸收的熱量為:Q=cmAt=2.lX103J/(kg?℃)X0.2kgX5℃=2100J；

（2）利用該裝置還可以探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系。

6.（2020?慈溪模擬）某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應(yīng)的影響因素，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個(gè)盛滿(mǎn)煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路。

②閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時(shí)電流表的讀數(shù)I。通電一段時(shí)間，記錄A、B燒

瓶的玻璃管內(nèi)液面的變化高度分別為△怕、Ah2o

③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。

④閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的讀數(shù)為21。當(dāng)通電時(shí)間與步驟②相同時(shí)，記錄A、B燒瓶

的玻璃管內(nèi)液面的變化高度分別為Ath、Ah”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。

燒瓶玻璃管內(nèi)液面的變化高度

電流大小A燒瓶B燒瓶

（RA=10歐）(RB=20歐)

I△hiAh?

21△h3△hi

(1)步驟②中的電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電流為安。

(2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)串聯(lián)電路來(lái)研究電阻對(duì)電流產(chǎn)生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？。

(3)小科認(rèn)為：只要選擇“A%、Ah*Ah：.AhJ四個(gè)量中的某兩個(gè)量進(jìn)行比較，就能說(shuō)明“對(duì)電流產(chǎn)

生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請(qǐng)比較這兩個(gè)量的大小關(guān)系：。

【答案】(1)0.24(2)電流和通電時(shí)間(3)h3>hz

【解析】(1)根據(jù)乙圖可知，電流表選擇量程0~0.6A,分度值為0.02A,那么此時(shí)的電流為：0.2A+0.02A

X2=0.24A；

(2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)串聯(lián)電路來(lái)研究電阻對(duì)電流產(chǎn)生熱量的影響，可以控制電流和通電時(shí)間相同；

(3)科認(rèn)為：只要選擇“Ahi、Ah?、Ah-、Ah,”四個(gè)量中的某兩個(gè)量進(jìn)行比較，就能說(shuō)明“對(duì)電流產(chǎn)生

熱量多少的影響，電流比電阻更大”，這兩個(gè)量的大小關(guān)系為：△h^^hz。

7.用如圖甲所示的裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶?jī)?nèi)裝滿(mǎn)了煤油。

(1)燒瓶中裝入的煤油是(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”兀

(2)請(qǐng)根據(jù)實(shí)物電路，在虛線框圖乙內(nèi)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖。

(3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用的兩電阻絲R與R?的阻值應(yīng),通過(guò)R的電流通過(guò)R?的電流。

(4)通電一段時(shí)間后，燒瓶II中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說(shuō)明o

(5)小紅用如圖丙所示的裝置，進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)

量，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖線。根據(jù)焦耳定律可知，圖

丁中能正確反映h-I關(guān)系的是。

(6)如圖所示是人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦薪?jīng)常使用的一種插線板?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有一些劣質(zhì)插線板，經(jīng)質(zhì)檢部

門(mén)檢查發(fā)現(xiàn)，部分劣質(zhì)插線板電源線芯線比合格產(chǎn)品細(xì)。請(qǐng)根據(jù)焦耳定律解釋使用這種插線板將會(huì)存在什

么隱患。

????一/

【答案】(1)絕緣體

(2)——I------

(3)相等；小于

(4)在電阻和通電時(shí)間相等時(shí)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多

(5)A

(6)在材料和長(zhǎng)度一定時(shí)，導(dǎo)體橫截面積越小，電阻越大。劣質(zhì)插線板的電源線的芯線比合格產(chǎn)品細(xì)，則

電阻大。根據(jù)Q=『Rt可知，在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量越多，易發(fā)生

火災(zāi)。

【解析】(1)燒瓶中裝入的煤油是絕緣體；

(2)根據(jù)實(shí)物圖可知，電流從正極出發(fā)，依次經(jīng)過(guò)R、R和開(kāi)關(guān)流回負(fù)極，然后電阻R并聯(lián)在電阻R的兩

邊，如下圖所述：

R

R,R：

(3)探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”時(shí)，必須控制電阻和通電時(shí)間相同，而改變電流大小。

電阻&在干路上，而電阻區(qū)在支路上，因此通過(guò)R的電流肯定小于R』的電流，那么：為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選

用的兩電阻絲R「與R?的阻值應(yīng)相等，通過(guò)R,的電流小于通過(guò)比的電流。

(4)通電一段時(shí)間后，燒瓶II中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說(shuō)明：在電阻和通電時(shí)間相等時(shí)，電流越

大產(chǎn)生的熱量越多。

(5)根據(jù)公式Q=I2Rt可知，電流產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，根據(jù)：次函數(shù)圖像的知識(shí)可知，熱量

與電流變化的圖像應(yīng)該是一條拋物線。因?yàn)椴ＡЧ軆?nèi)液面上升的高度h與產(chǎn)生的熱量成正比，所以高度h

隨電流變化的圖像也是一條拋物線，故選A。

（6）在材料和長(zhǎng)度一定時(shí)，導(dǎo)體橫截面積越小，電阻越大。劣質(zhì)插線板的電源線的芯線比合格產(chǎn)品細(xì)，

則電阻大。根據(jù)Q=『Rt可知，在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量越多，易發(fā)

生火災(zāi)。

回歸教材

四、電動(dòng)機(jī)（非純電阻電路）的計(jì)算

所謂純電阻電路指的是工作時(shí)將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。電動(dòng)機(jī)屬于典型的非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)工

作時(shí)將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

電動(dòng)機(jī)的耗電功率即為總功，計(jì)算公式：PB=U晨

發(fā)熱功率指電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，計(jì)算公式：尸熱=?"（此處的A指電動(dòng)機(jī)的純電阻）。

電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率不能直接求得，只能通過(guò)前兩者相減：PK=P&-P^=UI-fR.

（訓(xùn)練

1.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V,線圈的電阻為2。，線圈中通過(guò)的電流為10A.這臺(tái)電動(dòng)

機(jī)工作1s消耗的電能為肌產(chǎn)生的熱量為Q,則（）

A.W=3800J,Q=200JB.W=3800J,Q=3800J

C.W=7200J,Q=200JD.W=7200J,Q=3800J

【答案】A

牌二卷躲=翦X(qián)如垃以,=翁領(lǐng)丁

【解析】電動(dòng)機(jī)消耗的電能::產(chǎn)生的熱量

Q口J2麴=00摭2X20%h=和0J故選A.

2.（2018九上?鄴州期中）如圖為遙控直升飛機(jī),該直升飛機(jī)的質(zhì)量是60g,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電壓為3V,通過(guò)

電動(dòng)機(jī)的電流為0.1A時(shí)，該直升機(jī)恰好以0.4m/s的速度勻速豎直爬升4m。則（）

A.電動(dòng)機(jī)線圈電阻30歐B.直升飛機(jī)在爬升過(guò)程中，機(jī)械能不變

C.直升飛機(jī)在爬升過(guò)程中，機(jī)械能增加2.4JD.10s內(nèi)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為3J

【答案】C

【解析】A.直升飛機(jī)工作時(shí)，它的線圈電阻R不等于，，故A錯(cuò)誤；

B.直升飛機(jī)在爬升過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度不變，即動(dòng)能不變；高度增大，即重力勢(shì)能增大，那么它的機(jī)

械能增大，故B錯(cuò)誤：

C.直升飛機(jī)在爬升過(guò)程中，增加的機(jī)械能為W=Gh=0.06kgX10N/kgX4m=2.4J,故C正確；

D.由于無(wú)法計(jì)算出線圈電阻，因此無(wú)法通過(guò)Q=FRt計(jì)算產(chǎn)生的熱量，故D錯(cuò)誤。

3.（2019九下?蕭山月考）如圖所示，電源電壓為12伏，定值電阻R的阻值為5歐。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),

電流表的示數(shù)為0.8安；電動(dòng)機(jī)被卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變?yōu)?安。由此可以，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)

A.4瓦B.6.4瓦C.5.76瓦D,0.64瓦

【答案】C

【解析】電機(jī)的輸出功率就是電機(jī)對(duì)外界單位時(shí)間提供的機(jī)械能。電機(jī)的輸入功率就是電機(jī)從電源吸取的

有功功率。在理論的理想的狀態(tài)下，電機(jī)的輸入功率應(yīng)該等于輸出功率，但在實(shí)際正常的工作中由于實(shí)際

存在的線圈電阻、轉(zhuǎn)軸摩擦損耗等因素的影響，會(huì)有少部分的電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能（主要是熱能）而

損失掉，因此輸出功率都是要小于輸入功率的。電機(jī)的輸入功率=輸出功率+損耗功率。

【解答】根據(jù)圖示可知，該電路為串聯(lián)電路；

當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，定值電阻兩端的電壓口=1R=0.8Ax5Q=4V,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UM=12

V-4V=8V,電動(dòng)機(jī)消耗的功率PM=IUM=0.8Ax8V=6.4W；

==

當(dāng)電動(dòng)機(jī)被代住時(shí)，定值電阻兩端的電壓U'n=IR2Ax5Q=10V,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U1M12V

-10V=2V,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R、，"=/=1Q；

電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)損耗的熱功率P*=I2RM=（0.8A）2X1Q=0.64W；

所以，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率P/P.-P熱=6.4W-0.64W=5.76W；故A、B、D錯(cuò)誤；C正確;

4.（2018九上?柯橋月考）電動(dòng)自行車(chē)有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開(kāi)S

后充電插口可以外接充電器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，電動(dòng)自行車(chē)行駛過(guò)程中，其電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為48V,此

時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為5A,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.5Q.下列說(shuō)法正確的是（）

A.對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于電路中的電源

B.電動(dòng)自行車(chē)的電動(dòng)機(jī)是把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C.電動(dòng)機(jī)正常工作Imin,消耗的電能為14400J

D.電動(dòng)機(jī)正常工作Imin,電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量為14400J

【答案】C

【解析】Q）蓄電池有兩個(gè)角色，充電時(shí)是電源，用電時(shí)是用電器；

（2）電流通過(guò)任何導(dǎo)體都會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

（3）已知電壓、電流和時(shí)間根據(jù)公式WRIt計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能；

（4）已知電流、電阻和通電時(shí)間根據(jù)公式Q=『Rt計(jì)算線圈產(chǎn)生的熱量。

A.對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于電路中的用電器，故A錯(cuò)誤；

B.電動(dòng)自行車(chē)的電動(dòng)機(jī)除了把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能外，還會(huì)有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；

C.電動(dòng)機(jī)正常工作Imin,消耗的電能為：W=UIt=48VX5Ax60s=14400J,故C正確;

D.電動(dòng)機(jī)正常工作Imin,電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量為：Q=l2Rt=（5A）2X5AX0.5Q=62.5J,故D錯(cuò)誤。

5.（2020?寧波模擬）如圖是小金研究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否對(duì)小燈泡亮度有影響的電路圖。開(kāi)始小金先抓住轉(zhuǎn)

軸合上開(kāi)關(guān)，觀察小燈泡的亮度；接著放開(kāi)轉(zhuǎn)軸讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈

泡的電阻為R,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r,電源電壓為U）。由此請(qǐng)你回答：

_?----?-|

（1）在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流所做的功電流在電路中產(chǎn)生的熱量（選填“大于”“等于"或'‘小于"）

(2)小金判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后小燈泡會(huì)更亮，你認(rèn)為小金的判斷正確嗎？并根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)給以解釋。

【答案】(1)大于

(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為小燈泡和細(xì)圈電阻上的熱能，所以W=Q,ULt=H(R+r)t,得人=總;

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能和小燈泡和細(xì)圈電阻上的熱能，所以他淚"U』2t>I、(R+r)t,

得［2<T~"所以IDL。

“R+r

【解析】1、在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為了電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能和一部分熱能；

2、小燈泡的亮暗反應(yīng)了電燈泡的實(shí)際功率的大小，只需要比較小燈泡在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)前后流過(guò)電流的大小

即可判斷小燈泡的亮暗情況。

(1)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流做所做的功分為兩部分，一是轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，二是轉(zhuǎn)化為熱能。所以

電流做的功大于電流在電路中產(chǎn)生的熱量；

6.一輛電動(dòng)自行車(chē)的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表:

規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)

車(chē)型26英寸額定輸出功率120W

整車(chē)質(zhì)量30kg額定電壓40V

最大載量120kg額定電流4.0A

請(qǐng)根據(jù)上表計(jì)算：

(1)此車(chē)電機(jī)的內(nèi)阻。

(2)在額定電壓下，電機(jī)突然卡死時(shí)，電機(jī)的總功率。

【答案】2.5C640W

【解析】由表格讀出電機(jī)的額定電壓0-40V,額定電流/=4A,額定輸出功率即有用功率為?！?120W。

⑴電機(jī)的總功率即電功率A=〃/=40VX4A=160肌

電機(jī)發(fā)熱功率〃熱=。慫一一“，P后『R,則尸'一?！?/凡

R=(P總一戶(hù)存)//=(160W—120W)/(4A)2=2.5Q。

(2)若電機(jī)突然卡死，則電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)電機(jī)電路是純電阻電路，歐姆定律成立，電機(jī)的總功率

―入"(40V)72.5Q=640W?

7.(2020?富陽(yáng)模擬)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但因?yàn)榫€圈有電阻也會(huì)有電能轉(zhuǎn)化為電熱。如

圖所示，將線圈電阻為r的電動(dòng)機(jī)接到電源電壓U上時(shí)，流過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為I。

(1)推導(dǎo)：電動(dòng)機(jī)的效率(機(jī)械能占消耗電能的百分比)n=腎x100%?

(2)若電動(dòng)機(jī)的額定電流I=1A,電動(dòng)機(jī)線圈電阻r=0.5Q,工作t=lmin時(shí)間內(nèi)對(duì)外輸出的機(jī)械能為W

=150J?試求：①lmin時(shí)間內(nèi)消耗的電能。②電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為多少？

【答案】(1)電動(dòng)機(jī)消耗的電能：W,=UIt

2

線圈產(chǎn)生的熱量:Q=『rt則電能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能(有用的能量)：Ww=WA-Q=UIt-Irt=It(U-Ir)

故電動(dòng)機(jī)的效率(機(jī)械能占消耗電能的百分比)：n=/X100%="*2X100%=等XI00%o

w.&Ultu

(2)①電動(dòng)機(jī)正常工作lmin產(chǎn)生的熱量:Q=I2rt=(1A)2X0.5QX1X60s=30J,則電動(dòng)機(jī)lmin時(shí)間

內(nèi)消耗的電能：W總=0+亞=30產(chǎn)150.1=18011。

②匕"'〃t=180J/(1A*60S)=3V

【解析】(D首先根據(jù)MZ=UIt計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能，然后根據(jù)Q=『rt計(jì)算電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，接

下來(lái)根據(jù)w產(chǎn)Wg-Q計(jì)算出轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能，最后根據(jù)4=下gr算電動(dòng)機(jī)的效率。

(2)①首先根據(jù)Q=『rt計(jì)算電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，然后根據(jù)W慫=Q+W計(jì)算消耗的電能；

②己知電動(dòng)機(jī)消耗的電能、電流和通電時(shí)間，根據(jù)公式〃=捺計(jì)算電動(dòng)機(jī)兩端的電壓。

8.(2020?紹興模擬)某同學(xué)根據(jù)如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：先用夾子夾住電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)抽使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合

開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，后松開(kāi)夾子，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)抽轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)

變阻器滑片，記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)。數(shù)據(jù)記錄如下：

"(V)/(A)MJ)0(J)

不轉(zhuǎn)動(dòng)0.20.2%&

轉(zhuǎn)動(dòng)3.01.2

利用上表數(shù)據(jù)計(jì)算和分析：

(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電10s,電動(dòng)機(jī)所做的電功M和所產(chǎn)生的熱量Q。

(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電10s,電動(dòng)機(jī)所做的電功也和所產(chǎn)生的熱量Q。

(3)試比較脩和。的大小關(guān)系以及他和@的大小關(guān)系，并分析其原因。

【答案】(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電10s電動(dòng)機(jī)所做的電功：W,=UJit=0.2VX0.2AX10s=0.4J；

R=Ui/L=0.2V/0.2A=1C

通電10s電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量:Qi=l[Rt=(0.2A)2X1QX10s=0.4J

(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電10s電動(dòng)機(jī)所做的電功：W2=U2I2t=3.0VX1.2AX10s=36J,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其線圈

的電阻R不變，仍然為1Q,

22

通電10s電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量：Q2=I2Rt=(l.2A)X1QX10s=14.4J；

(3)通過(guò)上述計(jì)算可得,WAQ"

電動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流流經(jīng)電動(dòng)機(jī)線圈時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，電流流經(jīng)電動(dòng)機(jī)線

圈時(shí)電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W2>Q2.

【解析】(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，電壓為0.2V,電流為0.1A,首先根據(jù)/?=空計(jì)算出線圈電阻，然后根據(jù)WFU.l.t

計(jì)算電動(dòng)機(jī)所做的功，根據(jù)Q產(chǎn)鋁Ri計(jì)算電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量即可；

(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)a=41戊計(jì)算電動(dòng)機(jī)做的功，根據(jù)Q^ljRt計(jì)算出電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量；

(3)將前后兩個(gè)電功與熱量進(jìn)行比較即可；從能量轉(zhuǎn)化的角度分析其中的原因。

9.(2020?江干模擬)為了防止電動(dòng)機(jī)損壞，往往在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要與保護(hù)電阻串聯(lián)，原理圖如圖所示,

已知電源電壓為U總=6V,電動(dòng)機(jī)線圈有電阻，保護(hù)電阻R=4Q。閉合開(kāi)關(guān)后，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)

機(jī)兩端電壓UM=2V,試求：

(1)電路中電流為多少安？

(2)電路中消耗的總電功率為多少瓦？

(3)分析比較電動(dòng)機(jī)輸出功率和輸入功率的大小，從能量轉(zhuǎn)化的角度談?wù)劧卟煌脑颉?/p>

(2)P,S=U.SI=6VX1A=6W

(3)通常P輸入大于P%H”解釋?zhuān)憾卟煌且驗(yàn)?，輸入電?dòng)機(jī)的是電能，經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)輸出的是機(jī)械能，又

因?yàn)殡娏鞯臒嵝?yīng)，所以電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能和內(nèi)能，所以輸出功率不能輸入功率

不相等。

【解析】（1）首先根據(jù)U=U總-Uv計(jì)算出電阻R兩端的電壓，再根據(jù)/=￡計(jì)算電路中的電流；

（2）已知電路電流和總電壓，根據(jù)公式P.s=U,eI計(jì)算消耗的總功率：

（3）當(dāng)電流經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的線圈會(huì)發(fā)熱，即電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能，從這個(gè)角度對(duì)輸

出功率和輸入功率的大小關(guān)系進(jìn)行分析即可。

跟蹤訓(xùn)練

1.（2019九上?嘉興期末）如圖為"探究焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)示意圖。用該實(shí)驗(yàn)裝置在“研究電流做功產(chǎn)生

的熱量與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以確保甲、乙兩裝置的（）

A.電阻相等和電流相等B.通電時(shí)間相等和電流相等

C.電阻相等和通電時(shí)間相等D.電壓相等、通電時(shí)間相等、電流相等

【答案】B

【解析】由焦耳定律Q=『Rt可知，電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)牛.的熱量與導(dǎo)體中的電流、電阻及通電時(shí)間有關(guān)，探

究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，需采用控制變量法，控制相同的電流和相同的通電時(shí)間，并選用不同的

電阻絲，B符合題意。

2.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V,線圈的電阻為2Q,線圈中通過(guò)的電流為10A.這臺(tái)電動(dòng)

機(jī)工作1s消耗的電能為肌產(chǎn)生的熱量為Q,則（）

A.W=3800J,Q=200JB.W=3800J,Q=3800J

C.W=7200J,Q=200JD.W=7200J,Q=3800J

【答案】A

【解析】電動(dòng)機(jī)消耗的電能:.爐=Visk38,獷xIftJx躇K33C。J產(chǎn)生的熱量

S.六麴二QQ匈（2X20X15w卻0J

;故選A.

3.（2020九上?海曙期末）如圖甲所示，R為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的滑片從最左端a滑到最右端b的

過(guò)程中，R,消耗的電功率P與其兩端電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A.R的阻值為20QB.旦的最大阻值為30Q

C.電源電壓為8VD.該電路消耗的最大電功率為3.6W

【答案】D

【解析】（1）首先根據(jù)乙圖，利用公式/=（計(jì)算出電流，然后再根據(jù)串聯(lián)電路U&=Ui+U?列出兩個(gè)方程,

聯(lián)立計(jì)算出R的阻值和電源電壓：

（2）當(dāng)滑片在b端時(shí)，變阻器接入的阻值最大，根據(jù)乙圖，利用公式%=皆計(jì)算出它的最大阻值；

?2

（3）當(dāng)滑片在a端時(shí)，變阻器的阻值為0,只有R,此時(shí)總功率最大，根據(jù)公式片=號(hào)計(jì)算即可。

R1

【解答】根據(jù)甲圖可知，電阻R1與變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)Rz的電壓，電流表測(cè)總電流。

根據(jù)乙圖可知，當(dāng)R=0.8W時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V,

根據(jù)公式/=（和U慫=□+也得到：U點(diǎn)=翳、/?1+2V①；

當(dāng)P2=0.5W時(shí)，電壓表的示數(shù)為5V,

根據(jù)公式/=（和UQUI+L得到：U,小紫x(chóng)&+5V②；

①②聯(lián)立計(jì)算得到：Ug=6V,RFIOQ；

故A、C錯(cuò)誤；

當(dāng)滑片在b端時(shí)，變阻器接入的阻值最大，

變阻器R?的最大阻值為：/?2=存=代=50。，故B錯(cuò)誤；

/20.14

當(dāng)滑片在a端時(shí)，變阻器的阻值為0,只有R,此時(shí)總功率最大，即："=號(hào)=喏=3.6W,故D正確。

R110J2

4.（2016?濱江模擬）用一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)提升質(zhì)量為200kg的重物，讀得并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)兩端電壓表讀數(shù)為

220V,串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)電路中的電流表讀數(shù)為5A,若此電動(dòng)機(jī)在8s內(nèi)能將重物提升4m,則此電動(dòng)機(jī)的電阻

和效率為（g=10N/kg,不計(jì)摩擦損失的能量）（）

A.44Q、91%B.4Q、91%C.1.2Q、72.7%D.12Q、72.7%

【答案】B

【解析】（1）電流通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)做功,消耗電能（W電=UIt）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（W機(jī)=mgh）和內(nèi)能（W內(nèi)=1證）,

可求轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能大小，再根據(jù)W冉=『Rt求電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；（2）知道了消耗的電能（總能量）和轉(zhuǎn)化

的機(jī)械能（有用能量），利用效率公式求直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的機(jī)械效率.

【解答】（1）在8s內(nèi)電流通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)做功（消耗電能）：

W.u=UIt=220VX5AX8s=8800J,

在時(shí)間8s內(nèi)得到的機(jī)械能：

W?L=Gh=mgh=200kgX1ON/kgX4m=8000J,

在時(shí)間8s內(nèi)，在電動(dòng)機(jī)線圈的電阻轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：

W內(nèi)二『Rt二W電一W機(jī)二8800J-8000J=800J

所以R=TTr~rcA\2o=4Q；（2）電動(dòng)機(jī)的效率：

I2t（5A）28s

n=—xioo%=吧%xio。%-91%.

W）b88007

5.（2020?臺(tái)州模擬）某品牌手機(jī)充電寶，上面標(biāo)有電壓為5V,容量為12000mA?h,它充滿(mǎn)電后，可以?xún)?chǔ)

存的電能是J;在充電過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為能儲(chǔ)存。

【答案】2.16X10$；化學(xué)

【解析】（1）充滿(mǎn)電后，電池儲(chǔ)藏的電能：W=UIt=5VX12AX3600s=2.16X105J；

（2）在充電過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存。

6.如圖所示，電源電壓恒為12V。閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為10。時(shí);電壓表的示數(shù)為10V,此時(shí)

電動(dòng)機(jī)正常工作,則滑動(dòng)變阻器消耗的功率是W;若電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為2Q,則通電5min電

流通過(guò)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈產(chǎn)生的熱量是

【答案】0.4；24

u赤

【解析】（1）首先根據(jù)U變=U&.-Uu計(jì)算出變阻器兩端的電壓，然后根據(jù)/審=/計(jì)算出通過(guò)串聯(lián)電路的總電

?R變

流，最后根據(jù)P斫U變I交計(jì)算變阻器消耗的功率；

（2）已知電動(dòng)機(jī)的線圈電阻和時(shí)間，根據(jù)公式Q=1Rt計(jì)算出線圈產(chǎn)生的熱量。

【解答】（1）變阻器和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，

那么變阻器的電壓為：U?=U,6-UM=12V-10V=2V；

通過(guò)電路的電流/=/交=/=今=0.24;

滑動(dòng)變阻器消耗的功率為:PQU變I?=2VX0.2A=0.4W；

（2）線圈產(chǎn)生的熱量為：Q=『Rt=（0.2A）2X2QX300s=24Jo

7.（2019九上?浦江月考）如圖是某款電熱水龍頭的電路原理圖。RI、R2為電熱絲，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄可使扇

形開(kāi)關(guān)S同時(shí)接觸兩個(gè)相鄰觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水擋之間的切換。當(dāng)開(kāi)關(guān)同時(shí)接觸2、3觸點(diǎn)時(shí)，水

龍頭放出的是水（選填“冷”、“溫”“熱”）。若Rz=2R”水龍頭在溫水擋正常工作時(shí)電功率為

2000W,則它在熱水擋正常工作Imin消耗的電能為J。

【解析】（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)接1和2時(shí)，電路為斷路，沒(méi)有熱量產(chǎn)生，因此為冷水檔；當(dāng)開(kāi)關(guān)接2和3時(shí)，只有

電阻R在工作；當(dāng)開(kāi)關(guān)接3和4時(shí)，兩個(gè)電阻并聯(lián)，因此并聯(lián)時(shí)的電阻肯定小于R；根據(jù)公式P=與可知,

A

并聯(lián)時(shí)的功率肯定大于R1自己的功率，因此當(dāng)開(kāi)關(guān)接2和3時(shí)，為溫水檔；當(dāng)開(kāi)關(guān)接3和4時(shí)，為熱水檔;

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)接3和4時(shí)，R和R2并聯(lián)，

根據(jù)公式*=*得到：竿=：；

P2RiP21

解得:PF1000W；

那么總功率為：PS=PI+P2=2000W+1000W=3000W；

5

那么熱水檔時(shí)正常工作Imin消耗的電能為：We.=Pat=3000WX60s=l.8X10J?

8.如圖甲所示是一種常見(jiàn)的電熱水袋，圖乙是它的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其性能指標(biāo)如表中所示。

額定電壓額定加熱功率指示功率袋內(nèi)充水自動(dòng)斷電溫度

220V500WW0.2W1kg65℃

甲乙

（1）由題意可知，紅色指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的電阻要（選填“大”或“小”）得多。

（2）為了使用電熱水袋更加安全，有的電熱水袋里使用雙重溫控開(kāi)關(guān)保護(hù)，也就是把兩個(gè)溫控開(kāi)關(guān)

（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）起來(lái)使用。

【答案】（1）大（2）串聯(lián)

【解析】（1）根據(jù)表格可知，指示燈的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)熱體的功率；根據(jù)圖片可知，二者并聯(lián)，那么它們

的電壓相等。根據(jù)R=?可知，紅色指示燈的電阻比發(fā)熱體的電阻大得多.

（2）雙重溫控開(kāi)關(guān)即雙重保險(xiǎn)，即無(wú)論哪個(gè)溫控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，整個(gè)電熱水袋都會(huì)停止工作，因此兩個(gè)開(kāi)關(guān)

相互影響，即它們串聯(lián)。

9.（2020?慈溪模擬）如圖所示是一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置。已知重物質(zhì)量m=60kg,電源電壓U=220V

保持不變，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R=10Q，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以某一速度勻速向上提升重物時(shí)，電路中

的電流1=4Ao

（1）電源的輸出功率是。

（2）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度分析計(jì)算，重物上升的速度大小為m/s。

【答案】（l）880W（2）L2

【解析】（1）電源的輸出功率P總=U,aI,e=220VX4A=880W；

（2）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功P熱=1R=（4A）2X10Q=160W；

電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率：P機(jī)械=P&-Pffi=880W-160W=720W；

P機(jī)械P機(jī)械720W

重物上升的速度為:V=-------=--------=------------------1--.--2m/s

FG60kgxl0N/kgo

10.（2017九上?樂(lè)清月考）飲水機(jī)是一種常見(jiàn)的家用電器，其工作原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的電路，其中S

是一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，R為發(fā)熱板，當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，水被迅速加熱，達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，開(kāi)關(guān)S自動(dòng)切

換到另一擋，飲水機(jī)便處于保溫狀態(tài)。

（1）當(dāng)S接a時(shí)處于狀態(tài)。（填“加熱”或“保溫”）

（2）若R：Rz=l：9,飲水機(jī)加熱時(shí)消耗功率為550W,則保溫時(shí)飲水機(jī)消耗的功率為瓦。

【答案】（1）保溫（2）55

【解析】（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，電阻區(qū)與比串聯(lián)，

這時(shí)飲水機(jī)的總功率為：P=^=3等；當(dāng)開(kāi)關(guān)接b時(shí)，電阻R單獨(dú)工作，

這時(shí)飲水機(jī)的功率為：P'==四誓；

R總公

因?yàn)椋篟總＞此；所以：PO'；那么當(dāng)S接a時(shí)處于保溫狀態(tài)。

（2）當(dāng)飲水機(jī)加熱時(shí)，只有電阻R單獨(dú)工作，

那么電阻R的阻值為,％=￡=［鬻=880：

因?yàn)椋??!：R2=1：9；那么：/?2=9%=9x880=7920；

當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)，電阻R?與R串聯(lián)，

這時(shí)飲水機(jī)的功率為：P保=9=富=器急=55勿。

n號(hào)At［十/t2ooJzT/vZJz

11.（2020?蕭山模擬）我們?cè)谝恍﹫?chǎng)館和樓房建設(shè)工地上，常見(jiàn)一種“塔吊”的起重設(shè)備，其主要組成為

電動(dòng)機(jī)和機(jī)械兩部分，如圖所示。假設(shè)某“塔吊”配置的電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓380V,額定功率38kW,

線圈電阻1Q。在一次起吊中，該“塔吊”電動(dòng)機(jī)正常工作50s,把質(zhì)量為3t的重物吊起44m（g取10N/kg）。

求：

(1)電動(dòng)機(jī)吊起重物的過(guò)程中消耗的電能。

(2)電動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中線圈產(chǎn)生的熱量。

(3)該次起吊過(guò)程中“塔吊”機(jī)械部分的機(jī)械效率。

【答案】(1)W*=Pt=38kWX50s=l.9X106J

(2)1節(jié)=^^=100AQ=I2Rt=(100A)21QX50s=5X105J

6fi

(3)WHI=W電-Q=l.9X10J-5X10>l.4X10J

W桁Gh=mgh=3000kgX10N/kgX44m=l.32X10BJ

n=W./W機(jī)=1.32X106J/l.4X10>94.3%

【解析】(1)根據(jù)公式W『Pt計(jì)算消耗的電能；

(2)首先根據(jù)/=(計(jì)算出通過(guò)線圈的電流，然后根據(jù)g『Rt計(jì)算通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量；

(3)首先根據(jù)W機(jī)小電-Q計(jì)算出電動(dòng)機(jī)做的機(jī)械功，然后根據(jù)Wtt=Gh計(jì)算出有用功，最后根據(jù)=d計(jì)

算機(jī)械效率。

12.(2019?富陽(yáng))如圖所示，電梯由質(zhì)量為IX101g的轎廂、質(zhì)量為8X101g的配重、定滑輪和鋼纜組

成，轎廂和配重分別系在一根繞過(guò)定滑輪的鋼纜兩端，在與定滑輪同軸的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下電梯正常工作，定

滑輪與鋼纜的質(zhì)量可忽略不計(jì)、在轎廂由靜止開(kāi)始向上運(yùn)行10s的過(guò)程中，轎廂的重力勢(shì)能增加了1X101,

動(dòng)能增加了2X1O\J,該裝置的機(jī)械效率為80%,(研究表明，物體重力勢(shì)能的增加量與動(dòng)能的增加量都與

自身的質(zhì)量成正比)求：

(1)該過(guò)程中電動(dòng)機(jī)對(duì)電梯共做了多少功？

(2)該電梯的動(dòng)力工作電壓為380V,正常工作時(shí)的電流為8A,則該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部線圈上的電阻為多少歐

姆？

【答案】(1)因?yàn)槲矬w重力勢(shì)能的增加量與動(dòng)能的增加量都與自身的質(zhì)量成正比，

所以配重重力勢(shì)能的減少量為：1x105/x鬻瑞=8xIO，/；

轎廂的機(jī)械能為：1X10與+2X103J=1O.2X1O'J；

配重的動(dòng)能增加量為：2xIO?/*駕詈=0.16x1047；

該過(guò)程中電動(dòng)機(jī)對(duì)電梯做的功為：10.2X1O'J-8X10,J+0.16X1O'J=2.36X10」。

(2)因?yàn)檎麄€(gè)裝置獲得的機(jī)械能是由電動(dòng)機(jī)提供的，且機(jī)械效率為8096,

故該過(guò)程中電動(dòng)機(jī)給裝置提供總的能W,阿kW+80%=2.36X1O'J4-8O%=2.95X10'j。

電動(dòng)機(jī)所做的功一部分轉(zhuǎn)換為提供給裝置的機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)換為電阻產(chǎn)生的內(nèi)能，所以電阻產(chǎn)生的熱Q=W

桃川’總-W電動(dòng)機(jī)=UItTV電動(dòng)機(jī)=380VX8Ax10s-2.95X1O'J=9X102J,

根據(jù)焦耳定律可得"卷=高量=出=LM。

【解析】(1)使轎廂機(jī)械能增加的能量一部分來(lái)源于配重重力勢(shì)能的減少，一部分來(lái)源于電動(dòng)機(jī)，而電動(dòng)

機(jī)做的功等于轎廂機(jī)械能的增加量與配重動(dòng)能增加量的和。

(2)先求出電動(dòng)機(jī)消耗的總能量，再減去電動(dòng)機(jī)給轎廂裝置提供的能量就會(huì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈產(chǎn)生的內(nèi)能，

最后根據(jù)焦耳定律求解。

13.小英家里有一個(gè)電吹風(fēng)，該電吹風(fēng)的工作原理如圖甲所示，電吹風(fēng)工作時(shí)可以吹出熱風(fēng)也可以吹出涼風(fēng)。

（1）小英將電吹風(fēng)插頭接入家庭電路中，當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電風(fēng)扇與電熱絲的連接方式是聯(lián)。

（2）小英在某次用該電吹風(fēng)將頭發(fā)吹干的全過(guò)程中，為了知道這次使用電吹風(fēng)時(shí)總共消耗的電能，她把電

吹風(fēng)的實(shí)際功率隨時(shí)間的變化關(guān)系用圖乙記錄了下來(lái)，請(qǐng)你幫她算一算，她這次吹干頭發(fā)的全過(guò)程電吹風(fēng)

總共消耗的電能是多少焦耳。

（3）該電吹風(fēng)的電熱絲在工作時(shí)電阻值是多少歐姆（保留兩位小數(shù)）。

（4）該電吹風(fēng)使用幾年后，發(fā)現(xiàn)其電熱絲變細(xì)了，則電熱絲的電阻值將如何變化。

【答案】（1）并

（2）根據(jù)功率隨時(shí)間的變化關(guān)系圖像可知:Pa=800W,ti=2min=120s,P?：=100W,t2=3min-2min=lmin

5

=