2025年人教版高中物理精講精練必修3第13講：電路中的能量轉(zhuǎn)化 解析版

第13講：電路中的能量轉(zhuǎn)化

【考點梳理】

考點一：電功與電功率的計算和應(yīng)用

考點二：混聯(lián)電路中的功率計算

考點三：焦耳定律的理解與計算

考點四：含電動機(jī)電路的計算

考點五：電動機(jī)被卡住的電路計算

考點六：電路中能量轉(zhuǎn)化的綜合問題

【知識梳理】

知識點一、電功

(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做的功．

(2)公式：W＝qU＝IUt(適用于任何電路)．

(3)電流做功的實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程．

知識點二、．電功率

(1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢．

W

(2)公式：P＝＝IU(適用于任何電路)．

t

知識點三、．焦耳定律

(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比．

(2)公式：Q＝I2Rt(適用于任何電路)．

知識點四、電功率P＝IU和熱功率P＝I2R的比較

2

1．不論是純電阻電路還是非純電阻電路，電流的電功率均為P電＝UI，熱功率均為P熱＝IR.只有在純電阻電路中P

2

2U

電＝P熱，IU＝IR＝才成立．

R

2U

2．對于非純電阻電路：P電＝P熱＋P其他，即IU＝IR＋P其他，I≠(歐姆定律不適用)．

R

知識點五、純電阻電路和非純電阻電路的比較

純電阻電路非純電阻電路

舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動機(jī)、電解槽

能量轉(zhuǎn)化情況

W＝QW＝Q＋E其他

電功和電熱的關(guān)系

22

即IUt＝IRtUIt＝IRt＋E其他

電功率和P＝P熱，P＝P熱＋P其他

22

熱功率的關(guān)系即IU＝IR即IU＝IR＋P其他

UU

歐姆定律是否成立U＝IR，I＝成立U＞IR，I＜不成立

RR

W＝UIt、P電＝UI適用于任何電路計算電功和電功率

22

Q＝IRt、P熱＝IR適用于任意電路計算電熱和熱功率

說明

只有純電阻電路滿足W＝Q，P電＝P熱；非純電阻電路W>Q，

P電>P熱

【題型歸納】

題型一：電功與電功率的計算和應(yīng)用

1．（24-25高二上·浙江嘉興）如圖所示，電路中通過R1的電流是4A，已知R1=3Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，則下列說法

正確的是（）

A．電路的總電阻是6Ω

B．通過三電阻的電流之比是3:2:2

C．三電阻兩端的電壓之比為3:2:1

D．三電阻消耗的電功率之比為9:4:2

【答案】D

【詳解】A．電路的總電阻為

R2R236

RR135

R2R336

故A錯誤；

B．設(shè)通過R2、R3的電流分別為I2、I3，則有

I1I2I34A，I2R2I3R3

聯(lián)立解得

84

IA，IA

2333

則通過三電阻的電流之比為

84

I:I:I4::3:2:1

12333

故B錯誤；

C．三電阻兩端的電壓之比為

U1:U2:U3I1R1:I2R2:I3R33:2:2

故C錯誤；

D．三電阻消耗的電功率之比為

P1:P2:P3U1I1:U2I2:U3I39:4:2

故D正確。

故選D。

2．（22-23高二上·浙江紹興·期末）如圖所示，電路中電阻R140，R260，R360，A、B之間的電壓恒為

100V，電壓表和電流表均為理想電表。下列說法正確的是（）

A．電壓表的示數(shù)為60VB．電流表的示數(shù)為2.5A

C．電阻R2兩端的電壓為60VD．電阻R3消耗的電功率為100W

【答案】A

【詳解】A．電壓表為理想電表，因此電壓表的示數(shù)為電阻R3兩端的電壓，則有

R360

U3U100V60V

R1R34060

A正確；

B．電流表的示數(shù)為電路中的總電流，由歐姆定律可知

U100

IA1A

R1R34060

B錯誤；

C．電壓表為理想電表，則電阻R2兩端的電壓是零，C錯誤；

D．由電功率公式，可得電阻R3消耗的電功率為

P3U3I601W60W

D錯誤。

故選A。

3．（22-23高二上·山東德州·階段練習(xí)）有三個電阻的阻值及額定功率分別為R1=10Ω，P1=10W，R2=20Ω，P2=80W，

R3=5Ω，P3=20W，它們組成的電路如圖（甲）、（乙）、（丙）所示。下列關(guān)于各圖的說法正確的是（）

A．圖（甲）電路允許消耗的最大功率為110W

B．圖（乙）電路允許通過的最大電流為5.5A

C．圖（丙）兩端允許通過的最大電流為2A

D．圖（甲）兩端允許加的最大電壓為35V

【答案】D

【詳解】AD．由公式

2

P1I1R1

可得

P110

I1==A=1A

R110

同理可求得R2的額定電流

I22A

R3的額定電流

I32A

當(dāng)三個電阻串聯(lián)時最大電流為1A，兩端允許加的最大電壓為

=++=′++

UmI(R1R2R3)1(10205)V=35V

當(dāng)三個電阻串聯(lián)時允許消耗的最大功率為

2

PmI(R1R2R3)35W

故A錯誤，D正確；

B．由公式P1U1I1，可得

P110

U1==V=10V

I11

同理可求得電阻R2、R3的額定電壓分別為

U240V

=

U310V

當(dāng)三個電阻并聯(lián)時最大電壓為10V，所以最大電流為

=U+U+U=101010

ImA+A+A=3.5A

R1R2R310205

因此圖（乙）電路允許通過的最大電流為3.5A，故B錯誤；

C．由B選項分析分析可知R1、R2并聯(lián)時最大電壓為10V，故并聯(lián)后總電流為

UU1010

I并A+A=1.5A

R1R21020

由A選項分析可知，R3的額定電流為2A，因此圖（丙）兩端允許通過的最大電流為1.5A，故C錯誤。

故選D。

題型二：混聯(lián)電路中的功率計算

4．（24-25高一上·山西太原·開學(xué)考試）如下圖所示，A、B兩燈泡額定電壓都為110V，額定功率PA100W、PB40W，

接在電壓恒為220V電路上，欲使兩燈泡均正常發(fā)光，且整個電路消耗的電功率最小，則下面四種電路連接方式中

滿足要求的是（）

A．B．

C．D．

【答案】C

U2

【詳解】根據(jù)公式P可知，燈泡A的電阻

R

U21102

RA121Ω

PA100

燈泡B的電阻

U21102

RB302.5Ω

PB40

A．選項A圖是燈泡A和燈泡B串聯(lián)，然后接到220V的電源上，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知燈泡B兩端的電壓

大于110V，所以不能使兩燈泡均正常發(fā)光，故A錯誤；

B．圖是燈泡A和可變電阻R并聯(lián)后又和燈泡B串聯(lián)，燈泡要想正常工作，必須滿足燈泡A與可變電阻R并聯(lián)后

和燈泡B的電阻相等；但并聯(lián)電路中，總電阻小于任何一個分電阻，所以此電路中燈泡A和燈泡B也不能正常工

作，故B錯誤；

CD．選項C圖中是燈泡B和可變電阻R并聯(lián)后又和燈泡A串聯(lián)，燈泡要想正常工作，必須滿足燈泡B與可變電阻

R并聯(lián)后和燈泡A的電阻相等，所以可以使燈泡A和燈泡B正常工作，可得整個電路消耗的總功率為

P總2PA200W

選項D圖中是燈泡A和燈泡B并聯(lián)后又與可變電阻R串聯(lián)，燈泡要想正常工作，必須滿足燈泡A與燈泡B并聯(lián)后

和可變電阻R的阻值相等，所以可以使A、B燈泡均正常發(fā)光，此時整個電路消耗的電功率為

P總2PAPB280W

顯然，選項C中電路消耗的總功率最小，故C正確，D錯誤。

故選C。

5．（23-24高一上·山東淄博·開學(xué)考試）四個定值電阻按圖示連接方式連入電路。已知RA、RC的規(guī)格為“10V4W”，

RB、RD的規(guī)格為“10V2W”。這四個電阻消耗功率的大小關(guān)系為（）

A．PDPAPCPBB．PAPCPDPB

C．PAPDPCPBD．PDPAPBPC

【答案】A

【詳解】根據(jù)

U2

R

P

可知

RARCRBRD

由于通過RA、RD電流相等根據(jù)

PI2R

可知

PDPA

、

因RBRC兩端電壓相等根據(jù)

U2

P

R

可知

PCPB

因RA、RC電阻相等，IAIC，根據(jù)

PI2R

可知

PAPC

即

PDPAPCPB

故選A。

【點睛】本題閉合電路歐姆定律以及電路電功率的計算，需要同學(xué)們分析電路的特點進(jìn)行求解。

6．（2019高二上·上海奉賢·專題練習(xí)）如圖所示電路，兩個小燈泡上分別標(biāo)有：L1：“4V,4W”和L2：“3V,1.5W”。

把A、b兩端接在輸出電壓為10V的電源上，兩個小燈泡剛好都能正常發(fā)光。求：

（1）電阻R1與R2的阻值；

（2）電路的總功率；

（3）請設(shè)計一個功率更小的電路，要求接在10V電源上時，兩個燈泡都能正常發(fā)光。把你設(shè)計的電路圖畫在下面，

并計算出電路的總功率。

【答案】（1）R14R22（2）15W

（3）.,10W

【詳解】（1）兩燈正常發(fā)光，由PUI可得：

P14

I1A=1A，

U14

P21.5

I2A=0.5A；

U23

干路的電流：

II1I210.5A=1.5A；

104

R4；

11.5

43

R2；

20.5

（2）總功率為：

PIU1.510W=15W；

（3）讓L2與電阻R2并聯(lián)之后，再與L1和電阻R1串聯(lián)，

此時電阻R1的電壓是3V，電流時1A，所以此時R1的功率為3W，

電阻R2的電壓是4V，電流時0.5A，此時R2的功率為2W．

所以總的功率為3W＋2W＋3W＋2W＝10W．

題型三：焦耳定律的理解與計算

7．（22-23高二上·山東濟(jì)南·期中）下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是（）

A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多

B．焦耳熱QI2Rt適用于任何電路

C．電流通過電動機(jī)時的電功率和熱功率相等

D．靜電力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運動的速率越來越大

【答案】B

【詳解】A．電功率越大，電流做功越快，由于不知道所用時間，所以電路中產(chǎn)生的焦耳熱不一定越多，A錯誤；

B．QI2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，B正確；

C．電流通過電動機(jī)時的電功率等于熱功率和機(jī)械功率之和，C錯誤；

D．根據(jù)電流微觀表達(dá)式

IneSv

同一金屬導(dǎo)體內(nèi)電流不變，所以自由電子運動的速率不變，故D錯誤。

故選B。

8．（21-22高二·全國·課后作業(yè)）下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中不．正．確．的是（）

A．電功率越大，則電流做功越快，電路中產(chǎn)生的熱量一定越多

U2

B．W=UIt適用于任何電路，而WI2Rtt只適用于純電阻電路

R

C．在非純電阻電路中，UItI2Rt

D．熱量QI2Rt適用于任何電路

【答案】A

【詳解】A．電功率越大，則電流做功越快，但電路中產(chǎn)生的熱量不一定多，故A錯誤；

B．電功的定義式為

WUIt

適用于任何電路，而計算式

U2

WI2Rtt

R

只適用于純電阻電路，故B正確；

C．在非純電阻電路中，電流所做的功等于產(chǎn)生的熱量與其他形式的能之和，所以

WQ

即

UItI2Rt

故C正確；

D．電路熱功率的定義式為

QI2Rt

適用于計算任何電路中產(chǎn)生的熱量，故D正確。

故選A。

9．（21-22高二上·山東濟(jì)南·階段練習(xí)）下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中錯誤的是（）

U2

A．WUIt適用于任何電路，而WI2Rtt只適用于純電阻電路

R

B．在非純電阻電路中，UII2R

C．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多

D．焦耳熱QI2Rt適用于任何電路

【答案】C

【詳解】A.公式

WUIt

是計算電路的總功的大小，適用于任何的電路

對于純電阻歐姆定律適用

U

I

R

帶入可得

U2

WI2Rtt

R

只適用于純電阻電路，故A正確；

B．在非純電阻電路中，因為電流做功產(chǎn)生其它能量(如機(jī)械能、化學(xué)能等)，所以電功大于電熱，即

UII2R

故B正確；

C．電功率越大，表示電流做功越快，但焦耳熱

QI2Rt

焦耳熱還與時間有關(guān)，所以電功率越大電路中產(chǎn)生的焦耳熱不一定越多，故C錯誤；

D.焦耳熱

QI2Rt

適用于任何電路中的焦耳熱量的計算，故D正確。

本題選錯誤的，故選C。

題型四：含電動機(jī)電路的計算

10．（24-25高二上·云南普洱）如圖所示，電動機(jī)M的內(nèi)阻是0.6，電阻R10，直流電壓U160V，理想電

壓表示數(shù)110V，以下判斷錯．誤．的是（）

A．電動機(jī)通過的電流為5AB．電動機(jī)消耗的電功率為550W

C．電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為150WD．電動機(jī)工作1分鐘所產(chǎn)生的熱量為900J

【答案】C

【詳解】A．直流電壓U160V，理想電壓表示數(shù)110V，則將在R上的電壓為50V，根據(jù)歐姆定律可得電路的電

流為

U50

IRA5A

R10

故A正確，不滿足題意要求；

B．電動機(jī)消耗的電功率為

PUMI1105W550W

故B正確，不滿足題意要求；

C．電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為

2

P機(jī)PPr550W50.6W535W

故C錯誤，滿足題意要求；

D．電動機(jī)工作1分鐘所產(chǎn)生的熱量為

QI2rt520.660J900J

故D正確，不滿足題意要求。

故選C。

11．（23-24高三上·江蘇·階段練習(xí)）在如圖所示電路中，電源電動勢為10V，內(nèi)阻為1.0Ω，電路中電阻R0為1.5Ω，

小型直流電動機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω，閉合開關(guān)S后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，理想電流表的示數(shù)為2.0A，則下列說法中錯誤的

是（）

A．電源兩端的電壓為8V

B．電源輸出的電功率為16W

C．電動機(jī)兩端的電壓為5.0V

D．電動機(jī)的輸出功率為10W

【答案】D

【詳解】A．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

UEIr

代入數(shù)據(jù)解得電源兩端的電壓為

U102.01.0V8V

故A正確，不符合題意；

B．電源輸出的電功率為

PUI82.0W16W

故B正確，不符合題意；

C．電動機(jī)兩端的電壓為

UMUIR082.01.5V5V

故C正確，不符合題意；

D．電動機(jī)的輸出功率為

22

PUMIIrM52.02.00.5W8W

故D錯誤，符合題意。

故選D。

12．（23-24高二上·安徽六安·期中）如圖所示，用直流電動機(jī)提升重物，電動機(jī)線圈的電阻為1Ω，重物的質(zhì)量

m10kg。電源內(nèi)阻為1Ω，不計電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的摩擦，當(dāng)電動機(jī)以v1m/s的恒定速度向上提升重物時，電路

中的電流I4A。重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是（）

A．電動機(jī)總功率為100WB．電動機(jī)兩端的電壓為25V

C．電源的電動勢為33VD．電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率約為68%

【答案】C

【詳解】A．電動機(jī)的輸入功率等于提升重物功率和電動機(jī)線圈的內(nèi)阻消耗功率之和，則有

2

P=mgv+IrM

代入數(shù)據(jù)解得

P=116W

故A錯誤；

B．根據(jù)電功率的公式P=UI，解得

U=29V

故B錯誤；

C．電動機(jī)的輸入功率等于電源的輸出功率為

P=EI-I2r

解得

E=33V

故C正確；

D．電動機(jī)的效率為

mgv

100%86.2%

P

故D錯誤；

故選C。

題型五：電動機(jī)被卡住的電路計算

13．（20-21高二下·四川成都）在研究微型電動機(jī)的性能時，可采用如圖所示的實驗電路，電路中電表均為理想電

表。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電

動機(jī)恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V。則當(dāng)這臺電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時（）

A．電動機(jī)的內(nèi)阻為20

B．電動機(jī)的內(nèi)阻為7.5

C．電動機(jī)的輸出功率為30W

D．電動機(jī)的輸出功率為22W

【答案】D

【詳解】AB．電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V，則電動機(jī)的電阻

U

r12Ω

I1

AB錯誤；

CD．電動機(jī)恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2=2.0A和U2=15.0V；電動機(jī)的總功率為

PU2I215V2A30W

電動機(jī)內(nèi)電阻消耗的熱功率為

22

PrI2r22W8W

電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率是

P輸出PPr30W8W22W

C錯誤D正確。

故選D。

14．（20-21高二上·黑龍江大慶·階段練習(xí)）微型吸塵器的直流電動機(jī)內(nèi)阻一定，把它接入電壓為U1=0.2V的電路時，

電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得此時流過電動機(jī)的電流是I1=0.4A；若把電動機(jī)接入電壓為U2=2.0V的電路中，電動機(jī)正常工作，

工作電流是I2=1.0A，則（）

A．電動機(jī)線圈的電阻為2Ω

B．電動機(jī)正常工作時的輸出功率為0.5W

C．電動機(jī)的效率為75%

D．電動機(jī)正常工作時線圈在1min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為120J

【答案】C

【詳解】A．電動機(jī)不轉(zhuǎn)時，設(shè)線圈電阻為R，則

U0.2

R10.5

I10.4

選項A錯誤；

B．電動機(jī)正常工作時消耗的電功率為

PU2I22.01.0W=2.0W

電動機(jī)正常工作時線圈電阻損耗的電功率為

22

P損I2R1.00.5W=0.5W

電動機(jī)正常工作時輸出功率為

P出PP損1.5W

選項B錯誤；

C．電動機(jī)正常工作時效率為

1.5

100%75%

2.0

選項C正確；

D．電動機(jī)正常工作時線圈在1min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為

22

QI2Rt10.560J=30J

選項D錯誤。

故選C。

15．（21-22高一下·貴州黔東南·期末）如圖所示的電路中，若把小型直流電動機(jī)接入電壓為U10.2V的電路中時，

電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是I10.4A；若把電動機(jī)接入U22.0V的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電

流是I21.0A，求：

（1）電動機(jī)線圈內(nèi)阻為R；

（2）電動機(jī)正常工作時的輸出功率P出。

【答案】（1）0.5Ω；（2）1.5W

【詳解】（1）電動機(jī)接入電壓為U10.2V時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，此時電動機(jī)為純電阻，故電動機(jī)線圈內(nèi)阻

U0.2

R10.5

I10.4

（2）電動機(jī)接入電壓為U22.0V的電路時，電動機(jī)正常工作，此時電動機(jī)為非純電阻，電動機(jī)正常工作時的輸入

功率

P電U2I22.01.0W2W

電動機(jī)正常工作時的熱功率

22

P熱I2R1.00.5W0.5W

由能量守恒，電動機(jī)的輸出功率

P出P電P熱2W0.5W1.5W

題型六：電路中能量轉(zhuǎn)化的綜合問題

16．（24-25高二上·江蘇泰州）小明同學(xué)玩一個會發(fā)光的電動玩具汽車時，發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象：啟動電源，電動機(jī)正

常工作，車輪正常轉(zhuǎn)動、當(dāng)不小心卡住車輪時，車燈會變暗。玩具汽車的簡化電路如圖所示，電源電動勢E=10V，

r=2Ω，車輪電動機(jī)的額定電壓UM=6V，燈泡電阻為R=6Ω，線圈電阻RM=1Ω。則：

(1)玩具汽車正常工作時，流過電動機(jī)的電流：

(2)玩具汽車被卡住后，流過電動機(jī)的電流：

(3)玩具汽車卡住前后，電動機(jī)消耗功率的變化量。

【答案】(1)1A

(2)3.0A

(3)3W

【詳解】（1）玩具汽車正常工作時，電源內(nèi)阻分的電壓為

UrEUM106V4V

通過電源的電流為

U

Ir2A

r

玩具汽車正常工作時，流過燈泡的電流為

U

IM1A

RR

通過電動機(jī)的電流為

IMIIR1A

（2）玩具汽車被卡住后，電動機(jī)可視為純電阻，燈泡與電動機(jī)并聯(lián)，電路中的總電流為

E

I3.5A

RR

rM

RRM

所以流過電動機(jī)的電流為

RR

I(M)

RRM

IM3.0A

RM

（3）玩具汽車卡住前，電動機(jī)消耗的功率為

PMUMIM6W

玩具汽車卡住后，電動機(jī)消耗的功率為

2

PMIMRM9W

所以電動機(jī)消耗功率的變化量為

PMPMPM3W

17．（24-25高二上·山東濟(jì)寧·階段練習(xí)）下圖是利用電動機(jī)提升重物的示意圖，其中D是直流電動機(jī)。P是一個質(zhì)

量為m的重物，它用細(xì)繩拴在電動機(jī)的軸上。電源電動勢E=120V，閉合開關(guān)S，重物P以速度v勻速上升，這時

電流表和電壓表的示數(shù)分別是I＝5.0A和U＝110V，重物P上升的速度v＝0.80m/s。重物的質(zhì)量m＝50kg（g取

10m/s2）。求：

(1)電源的內(nèi)阻r多大？

(2)直流電動機(jī)的機(jī)械效率多大？

(3)電動機(jī)線圈的電阻R多大？

【答案】(1)4Ω

(2)72.7%

(3)6Ω

【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律

EUIr

代入數(shù)據(jù)可得

r=2?

（2）電動機(jī)的電功率

P電UI1105W=550W

電動機(jī)的機(jī)械功率

P機(jī)mgv50100.8W=400W

電動機(jī)的機(jī)械效率

P

機(jī)100%72.7%

P電

（3）電動機(jī)線圈的電阻R的發(fā)熱功率為

P線P電P機(jī)150W

由

2

P線IR

得

R=6Ω

18．（23-24高二上·陜西渭南·期末）利用電動機(jī)通過如圖所示電路提升重物，已知電源電動勢E6V，電源內(nèi)阻

r1Ω，電動機(jī)內(nèi)阻r02Ω，電阻R3Ω，重物質(zhì)量m0.10kg。當(dāng)電動機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，理想電

壓表的示數(shù)為U5.5V。不計空氣阻力和摩擦，g取10m/s2。求：

（1）電源的輸出功率；

（2）電動機(jī)的輸出功率和重物上升的速度。

【答案】（1）2.75W；（2）1.5W，1.5m/s

【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律

EUIr

所以

I0.5A

電源的輸出功率

PUI2.75W

（2）電動機(jī)兩端的電壓

UUIR

所以

U4V

電動機(jī)的輸出功率

2

P出UIIr0

所以

P出1.5W

電動機(jī)的輸出功率，即勻速提升重物做功的功率

P出Fvmgv

所以

v1.5m/s

【高分達(dá)標(biāo)】

一、單選題

19．（24-25高二上·遼寧）一船模玩具如圖所示，電池組直接給電動機(jī)供電，電動機(jī)帶動螺旋槳使船模在水中前進(jìn)。

已知電池組的電動勢為3V、內(nèi)阻為0.5，電動機(jī)線圈的電阻為0.5。接通電源船模正常前進(jìn)時，電動機(jī)兩端的電

壓為2.5V。下列說法正確的是（）

A．電動機(jī)的輸入功率為3WB．電動機(jī)的輸出功率為2W

C．電動機(jī)線圈發(fā)熱功率為13.5WD．電池組消耗的總功率為9W

【答案】B

【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律

EUIr

代入題給數(shù)據(jù)解得

I1A

所以電動機(jī)的輸入功率

P入UI2.5W

輸出功率

2

P出P入Ir2W

電動機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱的功率為

2

P熱Ir0.5W

電池組消耗的總功率為

PEI3W

故選B。

20．（24-25高二上·黑龍江哈爾濱·階段練習(xí)）如圖所示，直流電動機(jī)的額定電壓為U，線圈電阻為R，將它接在電

動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源兩端時，電動機(jī)恰好能正常工作，其內(nèi)部電路如圖乙所示，下列說法中正確的是

（）

UU2

A．電動機(jī)的額定電流為B．電動機(jī)的輸入功率為

RR

2

EUEU

C．電動機(jī)消耗的熱功率為D．電源的總功率為E

rr

【答案】D

U

【詳解】A．電動機(jī)不是純電阻用電器，所以歐姆定律不適用，所以其額定電流不等于，故A錯誤；

R

B．電路中的電流

EU

I

r

則電動機(jī)的輸入功率

（EU）U

P電UI

r

故B錯誤；

C．電動機(jī)消耗的熱功率為

（EU）2R

PI2R

熱r2

故C錯誤；

D．電源的總功率為

E（EU）

PEI

r

故D正確。

故選D。

21．（24-25高二上·江蘇無錫·開學(xué)考試）一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W，

則下列說法正確的是（）

A．電風(fēng)扇正常工作時通過電動機(jī)的電流是0.2A

B．電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是64.2W

C．電風(fēng)扇正常工作時電動機(jī)的效率是90.3%

D．如果接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時電動機(jī)的發(fā)熱功率是220W

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)題意可得

P66

IA0.3A

U220

故A錯誤；

B．電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為

22

P機(jī)PIr660.320W64.2W

故B正確；

C．電風(fēng)扇正常工作時電動機(jī)的效率為

P

機(jī)100%97.3%

P

故C錯誤；

D．如果接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時電動機(jī)的發(fā)熱功率為

U2

P熱2420W

r

故D錯誤。

故選B。

22．（23-24高二上·浙江金華·期末）華為Mate60Pro智能手機(jī)的各項性能都很優(yōu)秀，該手機(jī)配備5000mAh/3.7V

鋰聚合物電池，88W充電器，充電時可智能調(diào)節(jié)充電功率，真正實現(xiàn)了“充電2分鐘，待機(jī)10小時”。充電測試發(fā)

現(xiàn)，充電前2分鐘是超級快充模式，充電器輸出電壓為18V，輸出功率穩(wěn)定在78W左右，隨后充電功率“階梯式”

下降，直至充電結(jié)束。下列說法正確的是（）

A．電池容量的單位“mAh”是能量單位

B．電池充滿電所儲存的能量為6.66104J

C．手機(jī)待機(jī)功率為0.26W

D．電池內(nèi)阻約為4.15

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)qIt可知，mAh是電荷量的單位，故A錯誤；

B．電池充滿電所儲存的能量等于充電時電流做的功

WItU5000mAh3.7V6.66104J

故B正確；

C．充電2分鐘，充電器輸出的能量為

E2Pt充78W260s9360J

若能量全部儲存在電池中，則待機(jī)功率為

E29360J

P待0.26W

t待103600s

由于電池儲存的能量小于充電器輸出能量，故C錯誤；

D．電流

P出7813

IAA

U出183

若電池為純電阻，則有

U

R出=4.15

I

由于電池為非純電阻，故D錯誤。

故選B。