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(diǎn)梳理】考點(diǎn)一：電功與電功率的計(jì)算和應(yīng)用考點(diǎn)二：混聯(lián)電路中的功率計(jì)算考點(diǎn)三：焦耳定律的理解與計(jì)算考點(diǎn)四：含電動(dòng)機(jī)電路的計(jì)算考點(diǎn)五：電動(dòng)機(jī)被卡住的電路計(jì)算考點(diǎn)六：電路中能量轉(zhuǎn)化的綜合問題【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)一、電功(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)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(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程．知識(shí)點(diǎn)二、．電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝IU(適用于任何電路)．知識(shí)點(diǎn)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(shí)間成正比．(2)公式：Q＝I2Rt(適用于任何電路)．知識(shí)點(diǎn)四、電功率P＝IU和熱功率P＝I2R的比較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＝I2R.只有在純電阻電路中P電＝P熱，IU＝I2R＝eq\f(U2,R)才成立．2．對(duì)于非純電阻電路：P電＝P熱＋P其他，即IU＝I2R＋P其他，I≠eq\f(U,R)(歐姆定律不適用)．知識(shí)點(diǎn)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(dòng)機(jī)、電解槽能量轉(zhuǎn)化情況電功和電熱的關(guān)系W＝Q即IUt＝I2RtW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他電功率和熱功率的關(guān)系P＝P熱，即IU＝I2RP＝P熱＋P其他即IU＝I2R＋P其他歐姆定律是否成立U＝IR，I＝eq\f(U,R)成立U＞IR，I＜eq\f(U,R)不成立說明W＝UIt、P電＝UI適用于任何電路計(jì)算電功和電功率Q＝I2Rt、P熱＝I2R適用于任意電路計(jì)算電熱和熱功率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(jì)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6ΩB．通過三電阻的電流之比是C．三電阻兩端的電壓之比為D．三電阻消耗的電功率之比為【答案】D【詳解】A．電路的總電阻為故A錯(cuò)誤；B．設(shè)通過、的電流分別為、，則有，聯(lián)立解得，則通過三電阻的電流之比為故B錯(cuò)誤；C．三電阻兩端的電壓之比為故C錯(cuò)誤；D．三電阻消耗的電功率之比為故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，，，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60V B．電流表的示數(shù)為2.5AC．電阻兩端的電壓為60V D．電阻消耗的電功率為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B錯(cuò)誤；C．電壓表為理想電表，則電阻兩端的電壓是零，C錯(cuò)誤；D．由電功率公式，可得電阻消耗的電功率為D錯(cuò)誤。故選A。3．（22-23高二上·山東德州·階段練習(xí)）有三個(gè)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110WB．圖（乙）電路允許通過的最大電流為5.5AC．圖（丙）兩端允許通過的最大電流為2AD．圖（甲）兩端允許加的最大電壓為35V【答案】D【詳解】AD．由公式可得同理可求得的額定電流的額定電流當(dāng)三個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)最大電流為，兩端允許加的最大電壓為當(dāng)三個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)允許消耗的最大功率為故A錯(cuò)誤，D正確；B．由公式，可得同理可求得電阻、的額定電壓分別為當(dāng)三個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)最大電壓為，所以最大電流為因此圖（乙）電路允許通過的最大電流為3.5A，故B錯(cuò)誤；C．由B選項(xiàng)分析分析可知、并聯(lián)時(shí)最大電壓為10V，故并聯(lián)后總電流為由A選項(xiàng)分析可知，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(cuò)誤。故選D。題型二：混聯(lián)電路中的功率計(jì)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、，接在電壓恒為220V電路上，欲使兩燈泡均正常發(fā)光，且整個(gè)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【詳解】根據(jù)公式可知，燈泡A的電阻燈泡B的電阻A．選項(xiàng)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(diǎn)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(cuò)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(gè)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(cuò)誤；CD．選項(xiàng)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(gè)電路消耗的總功率為選項(xiàng)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(shí)整個(gè)電路消耗的電功率為顯然，選項(xiàng)C中電路消耗的總功率最小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5．（23-24高一上·山東淄博·開學(xué)考試）四個(gè)定值電阻按圖示連接方式連入電路。已知、的規(guī)格為“10V

4W”，、的規(guī)格為“10V

2W”。這四個(gè)電阻消耗功率的大小關(guān)系為（

）

A． B．C． D．【答案】A【詳解】根據(jù)可知由于通過電流相等根據(jù)可知因兩端電壓相等根據(jù)可知因、電阻相等，，根據(jù)可知即故選A?！军c(diǎn)睛】本題閉合電路歐姆定律以及電路電功率的計(jì)算，需要同學(xué)們分析電路的特點(diǎn)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(gè)小燈泡上分別標(biāo)有：：“”和：“”。把A、b兩端接在輸出電壓為的電源上，兩個(gè)小燈泡剛好都能正常發(fā)光。求：（1）電阻與的阻值；（2）電路的總功率；（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)功率更小的電路，要求接在電源上時(shí)，兩個(gè)燈泡都能正常發(fā)光。把你設(shè)計(jì)的電路圖畫在下面，并計(jì)算出電路的總功率?！敬鸢浮浚?）

（2）（3）.,10W【詳解】（1）兩燈正常發(fā)光，由可得：，；干路的電流：；；；（2）總功率為：；（3）讓L2與電阻R2并聯(lián)之后，再與L1和電阻R1串聯(lián)，此時(shí)電阻R1的電壓是3V，電流時(shí)1A，所以此時(shí)R1的功率為3W，電阻R2的電壓是4V，電流時(shí)0.5A，此時(shí)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(jì)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．焦耳熱適用于任何電路C．電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)間，所以電路中產(chǎn)生的焦耳熱不一定越多，A錯(cuò)誤；B．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(dòng)機(jī)時(shí)的電功率等于熱功率和機(jī)械功率之和，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)電流微觀表達(dá)式同一金屬導(dǎo)體內(nèi)電流不變，所以自由電子運(yùn)動(dòng)的速率不變，故D錯(cuò)誤。故選B。8．（21-22高二·全國(guó)·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B．W=UIt適用于任何電路，而只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，D．熱量適用于任何電路【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(cuò)誤；B．電功的定義式為適用于任何電路，而計(jì)算式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，所以即故C正確；D．電路熱功率的定義式為適用于計(jì)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(cuò)誤的是（）A．適用于任何電路，而只適用于純電阻電路B．在非純電阻電路中，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．焦耳熱適用于任何電路【答案】C【詳解】A.公式是計(jì)算電路的總功的大小，適用于任何的電路對(duì)于純電阻歐姆定律適用帶入可得只適用于純電阻電路，故A正確；B．在非純電阻電路中，因?yàn)殡娏髯龉Ξa(chǎn)生其它能量如機(jī)械能、化學(xué)能等，所以電功大于電熱，即故B正確；C．電功率越大，表示電流做功越快，但焦耳熱焦耳熱還與時(shí)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(cuò)誤；D.焦耳熱適用于任何電路中的焦耳熱量的計(jì)算，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。題型四：含電動(dòng)機(jī)電路的計(jì)算10．（24-25高二上·云南普洱）如圖所示，電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻是，電阻，直流電壓，理想電壓表示數(shù)，以下判斷錯(cuò)誤的是（

）A．電動(dòng)機(jī)通過的電流為 B．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為C．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為 D．電動(dòng)機(jī)工作1分鐘所產(chǎn)生的熱量為【答案】C【詳解】A．直流電壓，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故A正確，不滿足題意要求；B．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為故B正確，不滿足題意要求；C．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為故C錯(cuò)誤，滿足題意要求；D．電動(dòng)機(jī)工作1分鐘所產(chǎn)生的熱量為故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(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻為1.0Ω，電路中電阻R0為1.5Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω，閉合開關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，理想電流表的示數(shù)為2.0A，則下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．電源兩端的電壓為8VB．電源輸出的電功率為16WC．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為5.0VD．電動(dòng)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代入數(shù)據(jù)解得電源兩端的電壓為故A正確，不符合題意；B．電源輸出的電功率為故B正確，不符合題意；C．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為故C正確，不符合題意；D．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為故D錯(cuò)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(dòng)機(jī)提升重物，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1Ω，重物的質(zhì)量。電源內(nèi)阻為1Ω，不計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流。重力加速度g取，則下列說法正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)總功率為100W B．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為25VC．電源的電動(dòng)勢(shì)為33V D．電動(dòng)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(dòng)機(jī)的輸入功率等于提升重物功率和電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻消耗功率之和，則有P=mgv+I2rM代入數(shù)據(jù)解得P=116W故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電功率的公式P=UI，解得U=29V故B錯(cuò)誤；C．電動(dòng)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(dòng)機(jī)的效率為故D錯(cuò)誤；故選C。題型五：電動(dòng)機(jī)被卡住的電路計(jì)算13．（20-21高二下·四川成都）在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，電路中電表均為理想電表。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V。則當(dāng)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（）A．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為20B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為7.5C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為22W【答案】D【詳解】AB．電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V，則電動(dòng)機(jī)的電阻AB錯(cuò)誤；CD．電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2=2.0A和U2=15.0V；電動(dòng)機(jī)的總功率為電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻消耗的熱功率為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率是C錯(cuò)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(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，把它接入電壓為U1=0.2V的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得此時(shí)流過電動(dòng)機(jī)的電流是I1=0.4A；若把電動(dòng)機(jī)接入電壓為U2=2.0V的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I2=1.0A，則（）A．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為2ΩB．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為0.5WC．電動(dòng)機(jī)的效率為75%D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈在1min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為120J【答案】C【詳解】A．電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)線圈電阻為R，則選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率為電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈電阻損耗的電功率為電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出功率為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)效率為選項(xiàng)C正確；D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈在1min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為選項(xiàng)D錯(cuò)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(dòng)機(jī)接入電壓為的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是；若把電動(dòng)機(jī)接入的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是，求：（1）電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻為；（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率?！敬鸢浮浚?）0.5Ω；（2）1.5W【詳解】（1）電動(dòng)機(jī)接入電壓為時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻，故電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻（2）電動(dòng)機(jī)接入電壓為的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為非純電阻，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸入功率電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的熱功率由能量守恒，電動(dòng)機(jī)的輸出功率題型六：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(gè)會(huì)發(fā)光的電動(dòng)玩具汽車時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)電源，電動(dòng)機(jī)正常工作，車輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)、當(dāng)不小心卡住車輪時(shí)，車燈會(huì)變暗。玩具汽車的簡(jiǎn)化電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，r=2Ω，車輪電動(dòng)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(shí)，流過電動(dòng)機(jī)的電流：(2)玩具汽車被卡住后，流過電動(dòng)機(jī)的電流：(3)玩具汽車卡住前后，電動(dòng)機(jī)消耗功率的變化量?！敬鸢浮?1)1A(2)3.0A(3)3W【詳解】（1）玩具汽車正常工作時(shí)，電源內(nèi)阻分的電壓為通過電源的電流為玩具汽車正常工作時(shí)，流過燈泡的電流為通過電動(dòng)機(jī)的電流為（2）玩具汽車被卡住后，電動(dòng)機(jī)可視為純電阻，燈泡與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，電路中的總電流為所以流過電動(dòng)機(jī)的電流為（3）玩具汽車卡住前，電動(dòng)機(jī)消耗的功率為玩具汽車卡住后，電動(dòng)機(jī)消耗的功率為所以電動(dòng)機(jī)消耗功率的變化量為17．（24-25高二上·山東濟(jì)寧·階段練習(xí)）下圖是利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖，其中D是直流電動(dòng)機(jī)。P是一個(gè)質(zhì)量為m的重物，它用細(xì)繩拴在電動(dòng)機(jī)的軸上。電源電動(dòng)勢(shì)E=120V，閉合開關(guān)S，重物P以速度v勻速上升，這時(shí)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）。求：(1)電源的內(nèi)阻r多大？(2)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率多大？(3)電動(dòng)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代入數(shù)據(jù)可得r=2?（2）電動(dòng)機(jī)的電功率電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率（3）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R的發(fā)熱功率為由得18．（23-24高二上·陜西渭南·期末）利用電動(dòng)機(jī)通過如圖所示電路提升重物，已知電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，電阻，重物質(zhì)量。當(dāng)電動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為。不計(jì)空氣阻力和摩擦，取。求：（1）電源的輸出功率；（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率和重物上升的速度?！敬鸢浮浚?）；（2），【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律

所以

電源的輸出功率

（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓

所以

電動(dòng)機(jī)的輸出功率

所以

電動(dòng)機(jī)的輸出功率，即勻速提升重物做功的功率

所以【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(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳使船模在水中前進(jìn)。已知電池組的電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為。接通電源船模正常前進(jìn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2.5V。下列說法正確的是（

）A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為3W B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2WC．電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱功率為13.5W D．電池組消耗的總功率為9W【答案】B【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律代入題給數(shù)據(jù)解得所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率輸出功率電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱的功率為電池組消耗的總功率為故選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(dòng)機(jī)的額定電壓為U，線圈電阻為R，將它接在電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的直流電源兩端時(shí)，電動(dòng)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（）A．電動(dòng)機(jī)的額定電流為 B．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為C．電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為 D．電源的總功率為【答案】D【詳解】A．電動(dòng)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(cuò)誤；B．電路中的電流則電動(dòng)機(jī)的輸入功率故B錯(cuò)誤；C．電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為故C錯(cuò)誤；D．電源的總功率為故D正確。故選D。21．（24-25高二上·江蘇無錫·開學(xué)考試）一臺(tái)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(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是0.2AB．電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是64.2WC．電風(fēng)扇正常工作時(shí)電動(dòng)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(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是220W【答案】B【詳解】A．根據(jù)題意可得故A錯(cuò)誤；B．電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為故B正確；C．電風(fēng)扇正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率為故C錯(cuò)誤；D．如果接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為故D錯(cuò)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(xiàng)性能都很優(yōu)秀，該手機(jī)配備鋰聚合物電池，88W充電器，充電時(shí)可智能調(diào)節(jié)充電功率，真正實(shí)現(xiàn)了“充電2分鐘，待機(jī)10小時(shí)”。充電測(cè)試發(fā)現(xiàn)，充電前2分鐘是超級(jí)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“”是能量單位B．電池充滿電所儲(chǔ)存的能量為C．手機(jī)待機(jī)功率為D．電池內(nèi)阻約為【答案】B【詳解】A．根據(jù)可知，是電荷量的單位，故A錯(cuò)誤；B．電池充滿電所儲(chǔ)存的能量等于充電時(shí)電流做的功故B正確；C．充電2分鐘，充電器輸出的能量為若能量全部?jī)?chǔ)存在電池中，則待機(jī)功率為由于電池儲(chǔ)存的能量小于充電器輸出能量，故C錯(cuò)誤；D．電流若電池為純電阻，則有由于電池為非純電阻，故D錯(cuò)誤。故選B。23．（23-24高二上·山東臨沂·期末）如圖電路中開關(guān)S接通后，電阻R1每通過1C的電量放出2J熱量，電阻R2上每通過1C的電量放出4J的熱量，電阻R3與R1消耗電功率相等，則R1、R2、R3的電阻值之比是（

）A．1∶4∶4 B．1∶2∶2 C．1∶2∶4 D．2∶1∶1【答案】A【詳解】根據(jù)Q=IUt=Uq電阻R1每通過1C的電量放出2J熱量，可知R1兩端電壓U1=2V；電阻R2上每通過1C的電量放出4J的熱量，可知R2兩端電壓U2=4V；電阻R3與R2電壓相等，電阻R3與R1消耗電功率相等可知可得電阻R3=4R1可得R3=R2故選A。24．（23-24高二上·四川德陽·期末）電動(dòng)新能源汽車自燃原因很多，包括碰撞、涉水、過快充等，還有一種可能的原因是司機(jī)操作不當(dāng)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)，電流暴增后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，進(jìn)而起火燃燒，如圖（a）所示．現(xiàn)有一小型直流電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻為，額定電壓為U，額定電流為I，將它與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源相連，如圖（b）所示，閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，已知指示燈是一個(gè)理想的發(fā)光二極管，其電阻和消耗的功率都忽略不計(jì)，下列說法正確的是（

）A．電源的效率為B．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為C．電源的總功率為D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為【答案】C【詳解】A．電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，是非純電阻，則則電源的效率為故A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)機(jī)輸入的總功率為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的熱功率為輸出的機(jī)械功率為故B錯(cuò)誤；C．電源的總功率為故C正確；D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故此時(shí)的電流為此時(shí)的熱功率為故D錯(cuò)誤。故選C。25．（23-24高二上·天津武清·階段練習(xí)）如圖所示的電路中，，，，，，下列說法正確的是（）A．、、、的電壓之比等于4:2:1:1B．、、、的電流之比等于4:2:1:2C．、、、的功率之比等于12:6:1:1D．電路的總電阻等于21Ω，總功率等于126W【答案】A【詳解】根據(jù)并聯(lián)電路中總電阻的求法可知，、的總電阻為AB．根據(jù)串并聯(lián)電路中的電流和電壓規(guī)律和歐姆定律可知在串聯(lián)電路中電流相等，則電壓與電阻成正比；在并聯(lián)電路中，支路兩端電壓相等，則電流與電阻成反比。即，代入題中數(shù)據(jù)解得電流，，電壓，，故、、、的電壓之比等于，、、、的電流之比等于。故A正確，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)上述分析及可知、、、的功率之比等于故C錯(cuò)誤；D．電路的總電阻等于總功率等于故D錯(cuò)誤。故選A。26．（23-24高二上·四川達(dá)州·期末）某物理興趣研究小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路研究電動(dòng)機(jī)的性能。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，當(dāng)電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.2A和1.4V時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，重新調(diào)節(jié)R，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和30V，忽略溫度對(duì)電阻的影響，則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)（）A．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸入功率為0.28WB．電阻為15C．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)熱功率為28WD．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為31.5W【答案】C【詳解】A．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸入功率為故A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電路是純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)的電阻為故B錯(cuò)誤；C．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)熱功率為故C正確；D．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為故D錯(cuò)誤。故選C。27．（23-24高二上·北京朝陽·期末）某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示電路研究某手持小風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)性能。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，測(cè)得風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為2.0V，電流表示數(shù)為0.20A；扇葉被卡住停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為1.25V，電流表的示數(shù)為0.50A。下列說法正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10ΩB．風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率為0.3WC．風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈的發(fā)熱功率為0.4WD．與扇葉被卡住時(shí)相比，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電源的總功率更大【答案】B【詳解】A．扇葉被卡住時(shí)A錯(cuò)誤；B．風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率為B正確；C．風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈的發(fā)熱功率C錯(cuò)誤；D．扇葉被卡住時(shí)，電源的總功率風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電源的總功率扇葉被卡住時(shí)電源的總功率更大，D錯(cuò)誤。故選B。二、多選題28．（24-25高二上·全國(guó)·課后作業(yè)）下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法，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．適用于任何電路，而只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，D．焦耳熱適用于任何電路【答案】BCD【詳解】A．電功率越大，表示電流做功越快，但是電路中產(chǎn)生的焦耳熱的多少還與做功時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．公式是計(jì)算電路的總功的大小，適用于任何電路，當(dāng)為純電阻電路時(shí)，根據(jù)歐姆定律可得，所以和只能適用于純電阻電路，故B正確；C．在非純電阻的電路中，UI表示的是總的功率的大小，而只是電路中發(fā)熱的功率，除發(fā)熱功率外，還有其他形式的有用功率，所以在非純電阻電路中故C正確；D．焦耳熱適用于任何電路中的熱量的計(jì)算，故D正確。故選BCD。29．（23-24高二上·福建龍巖·期末）掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。若機(jī)器人直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為r，當(dāng)它正常工作時(shí)，下列說法正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)的電流B．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率C．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為D．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量【答案】BC【詳解】AC．電動(dòng)機(jī)是非純電阻，根據(jù)能量守恒有即明顯得電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為故A錯(cuò)誤，C正確；B．經(jīng)過時(shí)間t，電動(dòng)機(jī)消耗的電能為電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為故B正確；D．經(jīng)過時(shí)間t，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為故D錯(cuò)誤。故選BC。30．（23-24高二上·云南大理·期末）如圖所示是電熱水器工作電路簡(jiǎn)化圖，S是溫控開關(guān)，當(dāng)水溫升高到一定溫度時(shí)，它會(huì)自動(dòng)切換，使熱水器處于保溫狀態(tài)；是熱水器加熱管電阻，R是與加熱管串聯(lián)的電阻。該熱水器加熱時(shí)功率為1100W，保溫時(shí)功率為44W，不考慮、R的電阻受溫度變化的影響，電源電壓恒為220V。下列說法正確的是（）A．S斷開時(shí)為加熱狀態(tài) B．S接通時(shí)為加熱狀態(tài)C． D．【答案】BC【詳解】AB．S接通時(shí)，熱水器的功率為S斷開時(shí)熱水器的功率為可見接通時(shí)功率更大，故S接通時(shí)為加熱狀態(tài)，S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，故B正確；CD．根據(jù)解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。31．（23-24高二上·廣西·期末）如圖所示，直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，兩端電壓為，通過電動(dòng)機(jī)的電流為，能在內(nèi)把一質(zhì)量為的重物勻速提高，不計(jì)繩重、摩擦與空氣阻力，重力加速度取，下列說法正確的是（

）A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為B．在提升重物的內(nèi)重物增加的重力勢(shì)能為C．在提升重物的內(nèi)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為D．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為【答案】BC【詳解】A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為故A錯(cuò)誤；B．在提升重物的內(nèi)重物增加的重力勢(shì)能為故B正確；C．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為在提升重物的內(nèi)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為故C正確；D．根據(jù)焦耳定律有解得故D錯(cuò)誤。故選BC。32．（23-24高二上·廣東中山·期末）小明同學(xué)在玩會(huì)發(fā)光的電動(dòng)玩具汽車時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)電源，電動(dòng)機(jī)正常工作，車輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)不小心卡住車輪時(shí)，車燈變暗。玩具汽車的簡(jiǎn)化電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻，車輪電動(dòng)機(jī)的額定電壓額定功率線圈電阻。忽略燈絲電阻隨電壓的變化，下列說法正確的是（）

A．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，機(jī)械功率為5WB．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電源的效率為60%C．車輪卡住時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率為1WD．車輪卡住時(shí)，小燈泡的功率為1.5W【答案】ABD【詳解】A．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流機(jī)械功率為故A正確；B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，設(shè)干路電流為，電源的效率故B正確；CD．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓內(nèi)電壓干路電流流過燈泡的電流燈泡電阻電動(dòng)機(jī)卡住時(shí)，當(dāng)做純電阻，電機(jī)和燈泡并聯(lián)后的總電阻得此時(shí)外電壓電動(dòng)機(jī)的功率小燈泡的功率為故C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。33．（23-24高二上·福建龍巖·階段練習(xí)）如圖所示，a、b兩點(diǎn)間的電壓為9V，三個(gè)電阻的阻值分別為R1=R2=6Ω、R3=3Ω。下列說法正確的是（）A．R1、R2、R3兩端的電壓之比為1：1：1B．R1、R2、R3消耗的電功率之比為1：1：2C．在相等的時(shí)間內(nèi)，通過R1、R2、R3的電荷量之比為2：2：1D．在相等的時(shí)間內(nèi)，R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：2：2【答案】AB【詳解】A.電路中的總電阻為電路中的電流則R3兩端電壓U3=IR3=1.5×3V=4.5V并聯(lián)部分兩端電壓為所以R1、R2、R3兩端的電壓之比為1：1：1，故A正確；B.根據(jù)公式可知R1、R2、R3消耗的電功率之比為1：1：2，故B正確；C.根據(jù)可知通過R1、R2、R3的電流之比為1：1：2，又根據(jù)可知在相等的時(shí)間內(nèi)，通過R1、R2、R3的電荷量之比為1：1：2，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)可知在相等的時(shí)間內(nèi)，R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：1：2，故D錯(cuò)誤。故選AB。三、解答題34．（24-25高二上·湖北孝感·開學(xué)考試）如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6.0V，內(nèi)阻r=0.5Ω，電動(dòng)機(jī)電阻RM=0.5Ω，定值電阻R=1.0Ω，電容器電容C=50μF，開關(guān)S閉合后電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)理想電壓表的示數(shù)U=3.0V，求：(1)電容器的電荷量；(2)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）?！敬鸢浮?1)1×10-4C(2)66.7%【詳解】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得所以電容器兩端電壓為電容器電荷量為（2）電動(dòng)機(jī)功率為電動(dòng)機(jī)熱功率電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率35．（24-25高二上·全國(guó)·課后作業(yè)）如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為時(shí)，卡住電動(dòng)機(jī)，電路中電流為，正常工作時(shí)電路中的電流為，物體A重。忽略一切摩擦，求正常工作的情況下：(1)電動(dòng)機(jī)線圈電阻消耗的熱功率為多少；(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少；