2019-2020年高中物理 2.6 焦耳定律-電路中的能量轉(zhuǎn)化教案 教科版選修3-1.doc

2019-2020年高中物理 2.6 焦耳定律-電路中的能量轉(zhuǎn)化教案 教科版選修3-1課標(biāo)要求1知道焦耳定律2了解焦耳定律在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用課標(biāo)解讀1了解用電器的作用是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2理解電功、電功率的概念、公式、物理意義了解實(shí)際功率和額定功率3理解焦耳定律，會(huì)根據(jù)焦耳定律計(jì)算用電器產(chǎn)生的電熱了解電功和電熱的關(guān)系了解公式QI2Rt(PI2R)、QU2t/R(PU2/R)的適用條件4知道非純電阻電路中電能與其他形式能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡(jiǎn)單的含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路問(wèn)題教學(xué)地位本節(jié)知識(shí)是本章的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，其中電路中的功率問(wèn)題分析也是高考命題的熱點(diǎn)(教師用書(shū)獨(dú)具)新課導(dǎo)入建議日常生活中，我們經(jīng)常要用到各種家用電器，例如用電熨斗熨衣服、用電熱器燒水、取暖、用電風(fēng)扇乘涼等那么電熱器燒水時(shí)是電能轉(zhuǎn)化為哪種形式的能？電風(fēng)扇乘涼時(shí)又是電能轉(zhuǎn)化為哪種形式的能？能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中又有什么規(guī)律呢？帶著這些問(wèn)題，進(jìn)入今天的學(xué)習(xí)教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排：1看教材2.填寫(xiě)【課前自主導(dǎo)學(xué)】(同學(xué)之間可進(jìn)行討論)步驟1：導(dǎo)入新課，本節(jié)教學(xué)地位分析步驟2：老師提問(wèn)，檢查預(yù)習(xí)效果(可多提問(wèn)幾個(gè)學(xué)生)步驟3：師生互動(dòng)完成“探究1”互動(dòng)方式(除例1外可再變換命題角度，補(bǔ)充一個(gè)例題以拓展學(xué)生思路)步驟7：師生互動(dòng)完成“探究3”(方式同完成“探究1”相同)步驟6：師生互動(dòng)完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同)步驟5：讓學(xué)生完成【遷移應(yīng)用】檢查完成情況并點(diǎn)評(píng)步驟4：教師通過(guò)例題講解電功能和電熱的區(qū)別步驟8：完成“探究4”(重在講解規(guī)律方法技巧)步驟9：指導(dǎo)學(xué)生完成【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】，驗(yàn)證學(xué)習(xí)情況步驟10：先由學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)的主要知識(shí)，教師點(diǎn)評(píng)，安排學(xué)生課下完成【課后知能檢測(cè)】課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解用電器的作用是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2.理解電功、電功率的概念、公式、物理意義了解實(shí)際功率和額定功率3.理解焦耳定律，會(huì)根據(jù)焦耳定律計(jì)算用電器產(chǎn)生的電熱了解電功和電熱的關(guān)系了解公式QI2Rt(PI2R)、QU2t/R(PU2/R)的適用條件4.知道非純電阻電路中電能與其他形式能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡(jiǎn)單的含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路問(wèn)題.1.電功的計(jì)算(重點(diǎn)) 2.電熱的計(jì)算(重點(diǎn))3.電流做功表達(dá)式的推導(dǎo)(重點(diǎn))4.電流做功表達(dá)式的推導(dǎo)(難點(diǎn))5.純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的區(qū)別(難點(diǎn))電功電功率1.基本知識(shí)(1)電功概念：電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功公式：WqUUIt.單位：焦耳，符號(hào)J.(2)電功率物理意義：表示電流做功快慢的物理量定義：電流所做的功與做這些功所用時(shí)間的比值公式：PIU.單位：瓦特，符號(hào)W.2思考判斷(1)功率是1千瓦的空調(diào)正常工作一小時(shí)所消耗的電功是1 J()(2)電流做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能()(3)用電器的電功率越大，電流做功越多()3探究交流注意一下家里用電器的銘牌，如果電視機(jī)的銘牌上寫(xiě)著“100 W”，計(jì)算一下，電視機(jī)多長(zhǎng)時(shí)間能用一度電？【提示】根據(jù)電功與電功率的關(guān)系可以計(jì)算，電視機(jī)10個(gè)小時(shí)會(huì)用掉一度電.焦耳定律熱功率1.基本知識(shí)(1)焦耳定律內(nèi)容：電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟電阻值成正比，跟通電時(shí)間成正比公式：QI2Rt.單位：J.應(yīng)用：工業(yè)上的電烙鐵電烤箱等；生活中的電暖氣、電爐、電熨斗、電飯鍋等(2)熱功率概念：電阻通電所產(chǎn)生的熱量與產(chǎn)生這些熱量所用時(shí)間的比值公式：P熱I2R.2思考判斷(1)電流的熱效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是電能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能()(2)根據(jù)電功的公式和歐姆定律可以推導(dǎo)出電熱的公式，因此電功和電熱是完全相同的()(3)在非純電阻的電路中UII2R.()3探究交流為什么說(shuō)歐姆定律只適用于純電阻電路？在非純電阻電路中U、I、R三者之間又有怎樣的關(guān)系呢？【提示】這是因?yàn)樵诩冸娮桦娐分?，通過(guò)電流做功電能被全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，即此時(shí)電功等于電熱，也就是UItI2R t，可見(jiàn)此時(shí)歐姆定律I成立；而在非純電阻電路中電功大于電熱，即UItI2Rt，所以此時(shí)U、I、R三者之間的關(guān)系為UIR(I).電路中的能量轉(zhuǎn)化1.基本知識(shí)(1)內(nèi)電路中的能量轉(zhuǎn)化電源：通過(guò)各種作用，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化功率PIE.內(nèi)阻：通過(guò)電流做功將一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)阻的內(nèi)能，即P內(nèi)I2r.(2)外電路上的能量轉(zhuǎn)化：通過(guò)電流做功將電源輸出的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即P外UI.(3)兩者之間的關(guān)系：由能量守恒定律可知PP內(nèi)P外，即EII2rUI，進(jìn)一步化簡(jiǎn)可得EUIr，可見(jiàn)閉合電路歐姆定律實(shí)質(zhì)上是能量守恒定律在閉合電路中的具體表現(xiàn)2思考判斷(1)電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，所以在任何情況下，都不能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能()(2)在使用電源時(shí)，絕對(duì)不可以讓電源短路，以免造成電源的損壞，甚至引起火災(zāi)()3探究交流同學(xué)們想一下，以下幾個(gè)組合在純電阻電路和非純電阻電路中分別表示什么意義？(1)qU(2)UIt(3)I2Rt(4)t【提示】在純電阻電路中以上幾個(gè)公式既可以求電功，也可以求電熱，即此時(shí)WQqUUItI2Rtt.而在非純電阻電路中求電功只能用(1)(2)，求電熱只能用(3)，t既不能求電功也不能求電熱.電功和電熱的區(qū)別【問(wèn)題導(dǎo)思】1電動(dòng)機(jī)和電爐分別接入電路中，都能用歐姆定律計(jì)算電流嗎？2電冰箱工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能嗎？3電功和電熱在什么情況下是相等的？1兩種電路的比較兩種電路比較內(nèi)容純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件，只能把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器歐姆定律服從歐姆定律I不服從歐姆定律：U>IR或I<能量轉(zhuǎn)化電流做功電能全部轉(zhuǎn)化為電熱電流做功電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈等電動(dòng)機(jī)、電解槽等2.電功與電熱WUItQI2Rt公式關(guān)系UItI2Rt或UII2RUIR擴(kuò)展關(guān)系UItI2Rtt或UII2RWUItQI2Rt其他形式的能公式關(guān)系UIt>I2RtU>IR或UI>I2R不管是純電阻電路還是非純電阻電路，計(jì)算電功時(shí)都用WUIt，功率都用PUI，熱量都用QI2Rt，熱功率都用PI2R，若用變形式時(shí)，就要考慮是否是純電阻電路如圖261所示，為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r1 ，電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為U5 V，電路中的電流為I1 A，物體A重20 N，不計(jì)摩擦力，求：圖261(1)電動(dòng)機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少？(2)電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？(3)10 s內(nèi)，可以把重物A勻速提升多高？(4)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是多少？【導(dǎo)析】電流經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)，一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，QI2Rt；一部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，E機(jī)mgh.【解析】(1)根據(jù)焦耳定律，熱功率為：PQI2r121 W1 W.(2)輸入功率等于輸入電流與電動(dòng)機(jī)兩端電壓的乘積P入IU15 W5 W輸出功率等于輸入功率減去發(fā)熱消耗的功率P出P入PQ5 W1 W4 W.(3)電動(dòng)機(jī)輸出的功率用來(lái)提升重物轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，在10 s內(nèi)P出tmgh，解得hP出t/mg m2 m.(4)機(jī)械效率P出/P入80%.【答案】(1)1 W(2)5 W4 W(3)2 m(4)80%電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算并不是所有含有電動(dòng)機(jī)的電路都是非純電阻電路，要注意區(qū)分電動(dòng)機(jī)正常工作和被卡住兩種情況1當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，要注意分清電功和電熱的關(guān)系，電動(dòng)機(jī)消耗的電能也就是電流做的功WUIt，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能必須用QI2Rt來(lái)求，另外，還要注意能量守恒定律的應(yīng)用即WQE(E為其他形式的能)或P入P機(jī)P熱，其中，P入U(xiǎn)I，P熱I2R，P機(jī)為機(jī)械功率2當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能，WQ，即UItI2Rt.1電動(dòng)玩具汽車(chē)的直流電動(dòng)機(jī)電阻一定，當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0.3 A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)加上3 V電壓時(shí)，電流為1 A，這時(shí)候電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，產(chǎn)生的機(jī)械功率和發(fā)熱功率【解析】當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，它消耗的電能全部用來(lái)發(fā)熱，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)可以看做純電阻，可以用歐姆定律計(jì)算它的電阻RU1/I10.3/0.3 1 當(dāng)加上3 V電壓時(shí)，電流為1 A，顯然不符合歐姆定律，消耗的電能一部分發(fā)熱，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，此時(shí)電路為非純電阻電路消耗的電功率為：PIU3 W發(fā)熱功率P熱I2R1 W根據(jù)能量關(guān)系，產(chǎn)生的機(jī)械功率為：P機(jī)PP熱2 W.【答案】2 W1 W串、并聯(lián)電路中電功率的分析與計(jì)算【問(wèn)題導(dǎo)思】1串聯(lián)電路中阻值越大的電阻消耗的功率越大嗎？并聯(lián)電路中阻值越小的電阻消耗的功率越小嗎？2“220 V40 W”與“220 V60 W”的兩盞燈接在電壓為220 V的電路中，如何連接才能使兩盞燈都正常發(fā)光？電路中消耗的總功率與兩盞燈各自消耗的功率有什么關(guān)系呢？1串聯(lián)電路功率關(guān)系2并聯(lián)電路功率關(guān)系3結(jié)論無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于各電阻消耗的功率之和1求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問(wèn)題，比例法求解會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)化，但一定要確定是正比還是反比關(guān)系2當(dāng)分析用電器的功率問(wèn)題時(shí)，一定要注意用電器的安全，即不要超過(guò)用電器的額定電壓、額定電流給定兩只標(biāo)有“110 V40 W”的燈泡L1和標(biāo)有“110 V100 W”的燈泡L2及一只最大阻值為500 的滑動(dòng)變阻器R，將它們接在220 V的電路中，在如圖所示的幾種接法中，最合理的是()ABCD【解析】L1(110 V40 W)和L2(110 V100 W)的額定電壓相同，由P可知R1>R2，由串、并聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn)可知A、D中L1、L2一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光，雖然B、C能使L1、L2同時(shí)正常發(fā)光，但B中P總2(P1P2)，C中P總2P2，故C正確【答案】C最合理的電燈電路的分析判斷方法最合理的電燈電路就是能使燈泡正常發(fā)光且電路消耗功率最小，解答此類(lèi)問(wèn)題的思路分兩步：1先分清哪個(gè)電路的燈泡能夠正常發(fā)光，可以從電流、電壓、電功率中任選一個(gè)量達(dá)到其額定值，其他兩個(gè)也達(dá)到額定值的方面分析2確定了正常發(fā)光后，再比較哪一個(gè)電路的實(shí)際功率小，可以用定量計(jì)算的方法比較哪個(gè)電路的總電流小，也可以用定性分析的方法2如圖262所示電路中，R1、R2都是“4 W、100 ”的電阻，R3是“1 W、100 ”的電阻，則A、B間允許消耗的最大功率是()圖262A1.5 WB9 WC8 W D. W【解析】由P得：U1U220 VU310 V，故AB間所加電壓最大值為U310 V，P31 W，P2P30.25 WP總P3P1P21.5 W，A正確【答案】A閉合電路中的功率和效率【問(wèn)題導(dǎo)思】1外電路的電阻越大，電源的輸出功率越大嗎？2電源的輸出功率越大，電源的效率越高嗎？3外電路的電阻越大，電源的總功率越大嗎？1各部分功率關(guān)系分析由EItI2RtI2rt知EII2RI2r2輸出功率隨外電阻R的變化規(guī)律(1)電源的輸出功率：P出UI(外電路為純電阻電路)圖263(2)P輸出R圖像：以縱軸表示輸出功率，以橫軸表示外電阻，建立坐標(biāo)系，則P出隨外電阻R變化的圖像如圖263所示(3)幾個(gè)結(jié)論當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大Pm.當(dāng)R<r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來(lái)越大當(dāng)R>r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來(lái)越小當(dāng)P輸出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1、R2，且R1R2r2.3閉合電路上功率分配關(guān)系PP輸出P內(nèi)，即EIUII2r.閉合電路上功率分配關(guān)系，反映了閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒，即電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出給外電路，并在外電路上轉(zhuǎn)化為其他形式的能，能量守恒的表達(dá)式為：EItUItI2rt(普遍適用)；EItI2RtI2rt(只適用于外電路為純電阻的電路)4電源的效率圖264(1)定義：輸出功率跟電路消耗的總功率的比值，即.(2)如果外電路為純電阻電路，則，所以外電路電阻越大，電源效率越高，其R圖像如圖264所示(3)當(dāng)電源輸出功率最大時(shí)，Rr，50 %.對(duì)某電源來(lái)說(shuō)，外電路電阻越大，路端電壓越大，電源效率越高，但電源輸出功率不一定也越大，只有外電路電阻越接近于內(nèi)電阻值，輸出功率才越大電路圖如圖265甲所示，乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖像，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為15 ，定值電阻R03 .甲乙圖265(1)當(dāng)R為何值時(shí)，R0消耗的功率最大，最大值為多少？(2)當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為多少？【審題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)UI圖線的縱軸不從0開(kāi)始(2)區(qū)別定值電阻R0和總外阻的功率極值規(guī)律【解析】(1)由題圖乙知電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為：E20 V，r| 7.5 由題圖甲分析知道，當(dāng)R0時(shí)，R0消耗的功率最大，最大為P()2R0()23 W10.9 W(2)當(dāng)rRR0時(shí)，即R4.5 時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為：P()2(R0R)()2(34.5) W13.3 W【答案】(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W電源輸出功率最大值的求解方法在解答最大功率問(wèn)題時(shí)，理解好功率最大的條件是關(guān)鍵，若求解部分電阻不變時(shí)，只要滿足電流最大則功率就最大；若求解部分電阻改變時(shí)，需要計(jì)算出功率的表達(dá)形式，利用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值3(xx山東師大附中月考)如圖266所示，直線A為電源的路端電壓與總電流關(guān)系的圖線，直線B為電阻R兩端電壓與通過(guò)該電阻電流關(guān)系的圖線，用該電源和該電阻組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和效率分別是()圖266A2瓦，66.7 %B2瓦，33.3 %C4瓦，33.3 % D4瓦，66.7 %【解析】由圖可知，E3 V，r1 ，R2 ，故可得：P出()2R()22 W2 W，66.7 %，故A正確【答案】A綜合解題方略巧用伏安特 性曲線解電功與電熱問(wèn)題兩盞額定電壓為220 V的白熾燈L1和L2的UI特性曲線如圖267所示，L2的額定功率約為_(kāi)W現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接在220 V的電源上，電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，此時(shí)L2的實(shí)際功率約為_(kāi)W.圖267【規(guī)范解答】本題考查的是UI曲線及額定功率和實(shí)際功率，關(guān)鍵是根據(jù)UI曲線找出額定電流和實(shí)際電流從UI伏安特性曲線可知，當(dāng)L2達(dá)到額定電壓220 V時(shí)，通過(guò)L2的電流為0.45 A，所以額定功率P2U2I2220 V0.45 A99 W如果把L1與L2串聯(lián)接在220 V的電源上，I1I2且I1(R1R2)220 V，即U1U2220 V，從圖像上可知，U1150 V，U270 V，I1I20.25 A，燈L2的實(shí)際功率P270 V0.25 A17.5 W.【答案】9917.51本題中，燈泡的電阻在不同的電壓下是不同的，所以不能用固定的電阻值來(lái)計(jì)算，這是易錯(cuò)點(diǎn)，也是難點(diǎn)2此類(lèi)題目要注意從圖像中獲取信息，怎樣將這些信息與所求量的公式聯(lián)系起來(lái)，靈活求解，這需要具有較高的讀圖、識(shí)圖能力【備課資源】(教師用書(shū)獨(dú)具)電能表電能表是測(cè)量電能的專(zhuān)用儀表，通常也稱(chēng)為電度表，它把電功率對(duì)時(shí)間累積起來(lái)計(jì)算可檢測(cè)出一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電量或用電量的多少，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中使用極為廣泛國(guó)產(chǎn)電度表的型號(hào)由字母和數(shù)字組成其意義如下：第一個(gè)字母D電度表，第二個(gè)字母D單相，S三相，T三相四線，X無(wú)功，B標(biāo)準(zhǔn)表，Z最大需量，J直流型號(hào)中字母后的數(shù)字代表該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定型的序號(hào)例如，DD28表示設(shè)計(jì)定型序號(hào)為28的單相電度表1關(guān)于電功的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)力移送電荷所做的功叫做電功B電流做功的過(guò)程，就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程C電流做功消耗的能量由電源供給D電功就是電能【解析】本題考查電場(chǎng)力做功，根據(jù)電場(chǎng)力做功的定義及特點(diǎn)，可以判斷A、B、C均正確電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度，功和能量是不同的概念，D錯(cuò)誤【答案】D2(xx浙江高考)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當(dāng)根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，xx年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰假設(shè)每戶家庭有2只60 W的白熾燈，均用10 W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近()A8108 KWhB81010 KWhC81011 KWh D81013 KWh【解析】將白熾燈換為L(zhǎng)ED燈后，每個(gè)燈節(jié)能50 W，假設(shè)燈一天工作5 h，一年365天，全國(guó)家庭數(shù)記為4108，則全國(guó)每年節(jié)能為EPt25010353654108 KWh7.31010 KWh，B項(xiàng)最接近【答案】B3(xx長(zhǎng)沙高二檢測(cè))R1和R2分別標(biāo)有“2 1.0 A”和“4 0.5 A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖268所示，則此電路中允許消耗的最大功率為()圖268A1.5 WB3.0 WC5.0 WD6.0 W【解析】R1和R2串聯(lián)后的總電阻為RR1R26 ，電路中的電流不能超過(guò)R2的額定電流，即0.5 A根據(jù)PIU和I得PI2R1.5 W，故A正確【答案】A4電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電池與固定電阻R0、變阻器R串聯(lián)，如圖269所示，設(shè)R0r，Rab2r，當(dāng)變阻器的滑片自a端向b端滑動(dòng)時(shí)，下列各物理量中隨之減小的是()圖269A電池的輸出功率B變阻器消耗的功率C固定電阻R0消耗的功率D電池內(nèi)阻消耗的功率【解析】滑片自a向b滑動(dòng)，R減小，R總減小，故總電流I變大，所以固定電阻R0消耗功率及電池內(nèi)阻消耗的功率均增大，故C、D錯(cuò)；滑動(dòng)過(guò)程中，R外由3r減為r，始終大于內(nèi)阻r，由P輸出與R外關(guān)系圖像可知，電池輸出功率逐漸增大，故A錯(cuò)將R0等效為內(nèi)阻一部分，則總內(nèi)阻為2r，在R由2r減小到0的過(guò)程中，等效電源輸出功率即變阻器消耗的功率逐漸減小，故B正確【答案】B5(xx瀘州高二檢測(cè))在如圖2610所示的電路中，定值電阻的阻值為10 ，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻值為2 ，a、b兩端加有44 V的恒定電壓，理想電壓表的示數(shù)為24 V，由此可知()圖2610A通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為12 AB電動(dòng)機(jī)消耗的功率為48 WC電動(dòng)機(jī)線圈在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為480 JD電動(dòng)機(jī)輸出的功率為8 W【解析】根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，定值電阻兩端的電壓為20 V，根據(jù)I，通過(guò)電阻的電流I2 A，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流也是2 A，A錯(cuò)誤根據(jù)PUI，電動(dòng)機(jī)消耗的功率為48 W，B正確根據(jù)QI2Rt，線圈1分鐘產(chǎn)生的熱量為480 J，C正確電動(dòng)機(jī)輸出功率P出PP熱UII2R，則P出40 WD錯(cuò)誤【答案】BC1電功率的計(jì)算公式P中，U是加在用電器兩端的電壓，R是用電器的電阻，此式可用于()A計(jì)算電冰箱的功率B計(jì)算電風(fēng)扇的功率C計(jì)算電烙鐵的功率 D計(jì)算洗衣機(jī)的功率【解析】公式P是根據(jù)功率公式和歐姆定律推導(dǎo)出來(lái)的，只能用在純電阻電路中，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤【答案】C2用電器兩端電壓為220 V，這意味著()A1 A電流通過(guò)用電器時(shí)，消耗的電能為220 JB1 C正電荷通過(guò)用電器時(shí)，產(chǎn)生220 J的熱量C1 A電流通過(guò)用電器時(shí)，電流的發(fā)熱功率為220 WD1 C正電荷從電勢(shì)高端移到電勢(shì)低端時(shí)，電場(chǎng)力做功220 J【解析】根據(jù)電場(chǎng)力做功和電流做功的公式WUq和WUIt可以看出A錯(cuò)，D對(duì)；因?yàn)橛秒娖鞑灰欢ㄊ羌冸娮桦娐?，即不一定把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B、C選項(xiàng)錯(cuò)【答案】D3一臺(tái)國(guó)產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí)，通過(guò)電熱水器的電流約為()額定容量54 L最高水溫75 額定功率1 500 W額定壓力0.7 MPa額定電壓220 V電器類(lèi)別類(lèi)A.6.8 A B0.15 AC4.4 A D0.23 A【解析】由PUI可知，該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí)的電流為：I A6.8 A，故選項(xiàng)A正確【答案】A4.圖2611(xx全國(guó)高考)一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220 V在其正常工作過(guò)程中，用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如圖2611所示這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為()A3.9102度B5.5102度C7.8102度D11.0102度【解析】這里“電量”指的是電風(fēng)扇消耗的電能，應(yīng)該用有效值計(jì)算，而圖中正好為有效值的變化圖線，由E電UIt分段求和，E電U1I1t1U2I2t2U3I3t3，正常工作時(shí)電壓均為220 V，代入數(shù)據(jù)換算單位后得E電5.5102度【答案】B5加在某電動(dòng)機(jī)上的電壓是U(V)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P(W)，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r()，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的電熱功率為()APB.C.DP【解析】本題考查電功率、功率的區(qū)別與公式的正確使用因?yàn)镻IU，I，所以P熱()2r，故C正確【答案】C6把兩根電阻相同的電熱絲先串聯(lián)后并聯(lián)分別接在同一電源上，若要產(chǎn)生相等的熱量，則兩種方法所需的時(shí)間之比t串t并為()A11 B21 C41 D14【解析】串聯(lián)后電阻為R12r，產(chǎn)生的熱量為Q1t串t串；并聯(lián)后電阻為R2，產(chǎn)生的熱量為Q2t并t并，若要Q1Q2，則有t串t并41.【答案】C7把六個(gè)相同的小燈泡接成如圖2612甲、乙所示的電路，調(diào)節(jié)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，甲、乙兩電路所消耗的功率分別用P甲和P乙表示，則下列結(jié)論中正確的是()甲乙圖2612AP甲P乙 BP甲3P乙CP乙3P甲 DP乙3P甲【解析】因?yàn)榧?、乙電路中六個(gè)相同的小燈泡都能正常發(fā)光，所以有I甲3I乙，又由PUI得P甲3P乙，故B正確【答案】B8下面列出了不同品牌的電視機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)和電冰箱銘牌上的主要項(xiàng)目，試判斷正常工作時(shí)，其中功率最大的是()54 cm彩色電視機(jī)工作電壓170 V240 V工作頻率50 Hz額定功率85 WBC65B電冰箱額定電壓220 V工作頻率50 Hz額定功率70 W耗電量0.50 kWh/24 hABFS69電風(fēng)扇規(guī)格400 mm額定電壓220 V工作頻率50 Hz額定功率65 W KFR33GW空調(diào)機(jī)額定電壓220 V工作頻率50 Hz制冷/制熱電流6.2 ACD【解析】電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇的額定功率分別為85 W、70 W、65 W，而空調(diào)機(jī)正常工作時(shí)功率PUI1 364 W，故D最大【答案】D9額定電壓都是110 V，額定功率PA100 W，PB40 W的兩盞電燈，若接在電壓是220 V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是下列中的()【解析】判斷燈泡能否正常發(fā)光，就要判斷電壓是否是額定電壓，或電流是否是額定電流由P和已知條件可知，RA<RB.對(duì)于A電路，由于RA<RB所以UB>110 V，B燈被燒毀，兩燈不能正常發(fā)光，對(duì)于B電路，由于RB>RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于RB，所以UB>U并，B燈被燒毀，對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為(IAIB)110 W，而D電路中變阻器功率為(IAIB)110 W，所以C電路中消耗的電功率最小【答案】C10.圖2613如圖2613所示，電阻R120 ，電動(dòng)機(jī)線圈的阻值R210 .當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是I00.5 A；當(dāng)開(kāi)關(guān)合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是()AI1.5 A BI<1.5 ACP15 W DP<15 W【解析】由題意知，電路兩端的電壓UR1I010 V，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)電壓全部加在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻上時(shí)，它的電流為1 A，但只有一部分電壓加在電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上，所以I<1.5 A，B正確同理電動(dòng)機(jī)所消耗的功率也小于10 W，則電路消耗的電功率P<15 W，D正確【答案】BD11一只規(guī)格為“220 V2 000 W”的電爐，求：(1)它在正常工作時(shí)的電阻；(2)若電網(wǎng)電壓為200 V，求電爐的實(shí)際功率；(3)在220 V電壓下，如果平均每天使用電爐2 h，此電爐一個(gè)月要消耗多少度電？【解析】(1)設(shè)電爐電阻為R，由于電爐為純電阻電路，根據(jù)PIU、I得RU2/P2202/2 000 24.2 .(2)當(dāng)電壓為U200 V時(shí)，電爐的實(shí)際功率為PU2/Rxx/24.2 W1 653 W.(3)在220 V的電壓下，一個(gè)月耗用電能(按30天計(jì)算)W2230 kWh120 kWh.【答案】(1)24.2 (2)1 653 W(3)120度12.圖2614在如圖2614所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E10 V，內(nèi)阻r0.5 ，電動(dòng)機(jī)的電阻R01.0 ，電阻R11.5 .電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)U13.0 V，求：(1)電源釋放的電功率；(2)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；(3)電源的輸出功率【解析】(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，總電流為：I A2 A，電源釋放的電功率為P釋EI102 W20 W(2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為：UEIrU1(1020.53)V6 V電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為：P電UI62 W12 W電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為：P熱I2R0221 W4W電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，根據(jù)能量守恒為：P機(jī)P電P熱(124)W8 W(3)電源的輸出功率為：P出P釋P內(nèi)P釋I2r(20220.5) W18 W【答案】(1)20 W(2)8 W(3)18 W