資源簡(jiǎn)介

8　焦耳定律　電路中的能量轉(zhuǎn)化
9　家庭電路
1～8題每題4分，共32分
考點(diǎn)一　電功和電熱的理解
1．(多選)(2023·成都市金牛區(qū)協(xié)同外語學(xué)校高二期中)關(guān)于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；下列敘述正確的是(　　)
A．公式①適用于任何電路求電功率，公式①②適用于任何電路求熱功率
B．在純電阻電路中，①②③公式都適用于求電功率，也適用于求熱功率
C．公式②在純電阻電路中和非純電阻電路中均可求電路的熱功率
D．只要是求電路的熱功率，公式②③均可以用
2.如圖所示，一幢居民樓里住著生活需求各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電風(fēng)扇等。停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是(　　)
A．P＝I2R B．P＝
C．P＝IU D．P＝I2R＋
考點(diǎn)二　純電阻電路的分析與計(jì)算
3．(2024·巴中市高二期末)如圖所示，a、b兩只燈泡額定功率分別為100 W、50 W，額定電壓均為110 V，R為一定值電阻。將下列連接方式電路的c、d兩端分別加上220 V的電壓時(shí)，兩燈泡都可能正常發(fā)光的是(　　)
4.(2023·綿陽市江油中學(xué)高二月考)有四盞如圖所示的電燈連接在電路中，L1和L2都標(biāo)有“200 V,60 W”字樣，L3和L4都標(biāo)有“220 V,25 W”字樣，把電路接通后，四個(gè)燈都能發(fā)光，最暗的是(　　)
A．L3 B．L2 C．L1 D．L4
考點(diǎn)三　非純電阻電路的分析與計(jì)算
5．(2023·汕頭市聿懷中學(xué)高二期末)用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖所示，在充電開始后的一段時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則時(shí)間t內(nèi)(　　)
A．充電寶輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2r
B．充電寶的熱功率為I2r
C．手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為t
D．手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為UIt－I2rt
6.(2023·榆樹市第一中學(xué)期中)在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8 V，燈泡L標(biāo)有“3 V　6 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝0.5 Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是(　　)
A．電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是8 V
B．流過電動(dòng)機(jī)的電流是10 A
C．電動(dòng)機(jī)的效率是80%
D．整個(gè)電路消耗的電功率是10 W
考點(diǎn)四　安全用電
7．關(guān)于家庭電路，下列說法正確的是(　　)
A．家庭電路采用的是電壓為220 V的交流電
B．洗衣機(jī)、電冰箱等家用電器都使用三孔插座，是為了節(jié)約用電
C．在家庭電路中，已有兩盞燈正常發(fā)光，若再打開電視，則電路中的總電流變小
D．可以用銅絲代替保險(xiǎn)絲，這樣可以防止斷電
8．(多選)小紅家的限電器允許通過的最大電流是10 A，她家有2個(gè)標(biāo)有“220 V,40 W”的日光燈，4只標(biāo)有“220 V,15 W”的燈泡，1個(gè)標(biāo)有“220 V,1 000 W”的熱水器，1臺(tái)合計(jì)起來有160 W的電腦，1臺(tái)制冷時(shí)耗電為140 W的電冰箱，1臺(tái)耗電為80 W的電視機(jī)，1臺(tái)標(biāo)有“220 V,1 200 W”的空調(diào)。請(qǐng)你通過計(jì)算判斷：小紅家的這些用電器可以同時(shí)使用嗎？哪些電器可以同時(shí)使用(　　)
A．不能同時(shí)使用，燈泡、電視、空調(diào)、電腦、冰箱可以同時(shí)使用
B．不能同時(shí)使用，燈泡、日光燈、電視、冰箱、空調(diào)、電腦可以同時(shí)使用
C．不能同時(shí)使用，燈泡、熱水器、空調(diào)可以同時(shí)使用
D．都能同時(shí)使用
9～11題每題5分，12題13分，共28分
9．(2023·北京市海淀區(qū)聯(lián)考)一電飯煲和一洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的交流電源上，均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過電飯煲的電流為5.0 A，通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50 A，則下列說法正確的是(　　)
A．電飯煲的電阻為44 Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440 Ω
B．電飯煲的電功率為1 555 W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5 W
C．1 min內(nèi)，電飯煲消耗的電能為6.6×104 J，洗衣機(jī)消耗的電能為6.6×103 J
D．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)發(fā)熱功率的10倍
10.(2023·重慶市高二期末)如圖所示的電路中，R1＝R2＝R3＝R0，電源內(nèi)阻r＝。當(dāng)開關(guān)S與1接通時(shí)，R2電功率為P2，當(dāng)開關(guān)S與2接通時(shí)，R2電功率為P2′。則P2′與P2的比值為(　　)
A. B.
C. D.
11．(多選)小明去逛超市買了一個(gè)電吹風(fēng)，電吹風(fēng)的使用說明書上給出了如表所示的參數(shù)及如圖所示電路圖。下列說法正確的是(　　)
電吹風(fēng)銘牌參數(shù)
額定電壓 220 V　50 Hz
額定功率 熱風(fēng) 1 000 W
冷風(fēng) 250 W
A.該電吹風(fēng)發(fā)熱電阻R的阻值約為64.5 Ω
B．該電吹風(fēng)電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為193.6 Ω
C．當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)
D．當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為1 000 J
12．(13分)有一個(gè)用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物的質(zhì)量m＝50 kg，電路電壓為120 V，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，電路中的電流I＝5 A。(取g＝10 m/s2)
(1)(4分)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R等于多少？
(2)(4分)若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率又為多大？
(3)(5分)電動(dòng)機(jī)對(duì)該重物的最大提升速度是多少？
1．BC　[由于U＝IR只適合純電阻電路，在純電阻電路中三者沒有區(qū)別，在非純電阻電路中三者各不相同，故A錯(cuò)誤，B正確；由上述分析可知，公式②在純電阻電路中可求電路的熱功率，在非純電阻電路中，公式②亦可求電路的熱功率，故C正確；對(duì)于非純電阻電路，公式③不適用于求熱功率，故D錯(cuò)誤。]
2．C　[家用電器中有純電阻也有非純電阻，故總電功率只能用P＝UI來計(jì)算，C正確。]
3．C　[A、B圖中一燈泡與電阻串聯(lián)后再與另一燈泡并聯(lián)，a、b兩燈泡兩端的電壓不相等，不可能都正常發(fā)光，故A、B不符合題意；C、D圖中a、b兩只燈泡額定功率分別為100 W、50 W，額定電壓均為110 V，由R＝，可知b燈泡電阻較大，應(yīng)與電阻R并聯(lián)后，再與a燈泡串聯(lián)，當(dāng)并聯(lián)總電阻與a燈泡電阻相同時(shí)，此時(shí)兩燈泡兩端電壓都是110 V，兩燈泡都正常發(fā)光，故C符合題意，D不符合題意。]
4．A　[根據(jù)公式P＝，可得L1和L2的電阻小于L3和L4的電阻，因?yàn)橥ㄟ^L2和L3的電流之和等于L1的電流，也等于L4的電流，所以通過L1的電流大于L2的電流，通過L3的電流小于L4的電流，根據(jù)公式P＝I2R可得P4>P3，P1>P2，因?yàn)長(zhǎng)2和L3并聯(lián)，所以電壓相等，根據(jù)公式P＝可得P2>P3，因此P1>P2>P3，P4>P3。所以L3最暗，故選A。]
5．D　[充電寶輸出的電功率P1＝UI，故A錯(cuò)誤；手機(jī)電池的熱功率為P2＝I2r，充電寶內(nèi)阻未知，由題中條件無法求充電寶的熱功率，故B錯(cuò)誤；U是充電寶的輸出電壓，不是手機(jī)電池的內(nèi)電壓，所以不能用t計(jì)算手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，手機(jī)電池在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)為Q＝I2rt，故C錯(cuò)誤；充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，故t時(shí)間內(nèi)手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為：W＝UIt－I2rt，故D正確。]
6．C　[電動(dòng)機(jī)的輸入電壓U1＝U－UL＝8 V－3 V＝5 V，故A錯(cuò)誤；整個(gè)電路中的電流I＝＝＝2 A，所以電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電＝U1I＝5×2 W＝10 W，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率P熱＝I2RM＝4×0.5 W＝2 W，則電動(dòng)機(jī)輸出的功率P出＝P電－P熱＝10 W－2 W＝8 W，η＝×100%＝×100%＝80%，故B錯(cuò)誤，C正確；整個(gè)電路消耗的電功率P總＝UI＝8×2 W＝16 W，故D錯(cuò)誤。]
7．A　[家用電路采用的是電壓為220 V的交流電，故A正確；使用三孔插座，是為了將金屬外殼的電荷引入大地，防止因漏電而發(fā)生觸電事故，故B錯(cuò)誤；在家庭電路中，并聯(lián)的用電器越多，總電阻越小，家庭電路的電壓不變，則電路中的總電流變大，故C錯(cuò)誤；銅絲無法像保險(xiǎn)絲一樣在電路過載時(shí)及時(shí)熔斷，故無法起到保護(hù)電路的作用，故D錯(cuò)誤。]
8．AB　[小紅家最大可用電功率為P＝UI＝220×10 W＝2 200 W，而所有的電器都打開時(shí)總耗電功率為2 720 W，所以不能同時(shí)使用。熱水器和空調(diào)同時(shí)使用時(shí)的功率恰好等于限電功率，打開任意電器，只要不跟空調(diào)、熱水器共同使用即可，故A、B正確。]
9．C　[電飯煲為純電阻元件，電阻R＝＝44 Ω，電功率P＝UI＝1 100 W，每分鐘消耗的電能E＝UIt＝6.6×104 J；洗衣機(jī)為非純電阻元件，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻無法確定，故無法確定其發(fā)熱功率，洗衣機(jī)電功率P′＝UI′＝110 W，每分鐘消耗的電能E′＝UI′t＝6.6×103 J，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]
10．C　[當(dāng)開關(guān)S與1接通時(shí)，P2＝()2R0＝·，當(dāng)開關(guān)S與2接通時(shí)，P2′＝(·)2R0＝·，得P2′∶P2＝，故選C。]
11．AC　[由表格可知發(fā)熱電阻的功率PR＝P－PM＝1 000 W－250 W＝750 W，所以該電吹風(fēng)發(fā)熱電阻R＝＝ Ω≈64.5 Ω，故A正確；電動(dòng)機(jī)正常工作過程為非純電阻用電器，高中階段無法計(jì)算出電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，故B錯(cuò)誤；由題圖可知當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，發(fā)熱電阻斷路，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)，故C正確；當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，電動(dòng)機(jī)正常工作，功率仍然為250 W，故電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為W＝PMt＝250×1 J＝250 J，故D錯(cuò)誤。]
12．(1)6 Ω　(2)20 A　2 400 W　(3)1.2 m/s
解析　(1)電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)，根據(jù)能量守恒定律得P電＝P熱＋P機(jī)，即UI＝I2R＋mgv，解得R＝6 Ω
(2)若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則由歐姆定律得通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為I′＝＝ A＝20 A
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P電′＝I′2R＝2 400 W
(3)根據(jù)P電＝P熱＋P機(jī)，得P機(jī)＝P電－P熱＝UI″－I″2R＝－R(I″－)2＋
當(dāng)I″＝時(shí)，P機(jī)有最大值，最大值為
即I″＝＝10 A時(shí)，P機(jī)max＝600 W
根據(jù)P機(jī)max＝mgvmax，得vmax＝1.2 m/s。8　焦耳定律　電路中的能量轉(zhuǎn)化
9　家庭電路
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.理解電功、電功率、電熱、熱功率的概念，知道它們的區(qū)別和聯(lián)系(重點(diǎn))。
2.知道純電阻電路與非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算(重難點(diǎn))。3.理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系(重難點(diǎn))。4.了解安全用電和節(jié)約用電常識(shí)。
一、電功、電功率
現(xiàn)代生活中常見的用電器有電燈、電熱水壺等。你知道這些用電器中的能量是通過什么途徑轉(zhuǎn)化的嗎？
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1．電功
(1)定義：電場(chǎng)力在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的________與電路中的________、通電________三者的乘積。
(2)計(jì)算公式：W＝________＝________(適用于任何電路)
(3)單位：________，符號(hào)J。
(4)電流做功實(shí)質(zhì)：①從能的角度看，______轉(zhuǎn)化為________________________的過程就是電流做功的過程，電流做功的多少等于________轉(zhuǎn)化為______________________的數(shù)量。②從力的角度看，電流做功實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功。
2．電功率
(1)定義：電流________________與做這些功所用________的比。
(2)公式：P＝________＝________。
(3)單位：__________，符號(hào)________，1 W＝1 J/s。
(4)意義：表示電流做功的快慢。
(5)額定功率：額定功率是指用電器在額定電壓下正常工作時(shí)所消耗的功率，此時(shí)流經(jīng)用電器的電流就是它的額定電流。
(6)實(shí)際功率：用電器實(shí)際工作消耗的電功率，為了保證用電器不被損壞要求實(shí)際功率不能大于額定功率。
我們常說的月耗電量為100度，其中“度” 表示什么物理意義？100度是多少焦耳？
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(1)電功率越大，表示電流做功越多。(　　)
(2)由公式P＝可知，時(shí)間越短，功率越大。(　　)
例1　A、B兩燈的額定電壓都是110 V，A燈的額定功率PA＝100 W，B燈的額定功率PB＝40 W，若將兩燈同時(shí)接入電壓恒為220 V的電路上，且使兩燈均能正常發(fā)光，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種電路，則甲、乙兩電路消耗的電功率之比為(　　)
A．2∶7 B．2∶5 C．5∶7 D．3∶7
1．無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率都等于各電阻消耗的功率之和。
2．串、并聯(lián)電路的功率分配：串聯(lián)時(shí)電流相同，由P＝I2R可知，P與R成正比；并聯(lián)時(shí)電壓相同，由P＝可知，P與R成反比。
3．最大功率求法：先找出電路允許通過的最大電流或允許加的最大電壓，然后利用P＝I2R或P＝求解。
二、焦耳定律、熱功率
用電爐燒水時(shí)，爐盤內(nèi)的電爐絲被燒得通紅，產(chǎn)生大量的熱，而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是什么原因？
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1．焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過電阻產(chǎn)生的熱量Q跟_____________________成正比，跟_____________及________________成正比。這個(gè)關(guān)系式最初是由________通過實(shí)驗(yàn)直接得到的，物理學(xué)中就把它叫作焦耳定律。
(2)表達(dá)式 Q＝________。
2．熱功率
(1)定義：電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量Q與產(chǎn)生這些熱量所用時(shí)間t的比，它在數(shù)值上等于________________內(nèi)電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量。
(2)公式：P熱＝＝I2R。
例2　兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B并聯(lián)在電路中，A的長(zhǎng)度為2L，直徑為d；B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為2d，那么通電后，A、B在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為(　　)
A．QA∶QB＝1∶8 B．QA∶QB＝8∶1
C．QA∶QB＝1∶2 D．QA∶QB＝4∶1
例3　(多選)(2024·巴中市高二期末)如圖所示是電飯鍋的電路原理圖，R1是定值電阻，R2是加熱用的電熱絲。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)，當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合時(shí)為鍋的加熱狀態(tài)；當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)。若要使R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的四分之一，不考慮電阻隨溫度的變化，則R2在保溫狀態(tài)下的電壓U1與加熱狀態(tài)下的電壓U2之比及R1、R2的電阻值之比，分別為(　　)
A．U1∶U2＝1∶1
B．U1∶U2＝1∶2
C．R1∶R2＝(－1)∶1
D．R1∶R2＝1∶1
三、電路中的能量轉(zhuǎn)化
電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？
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1．純電阻電路：P電＝P熱
2．非純電阻電路：P電＝P熱＋P其他
3．純電阻電路與非純電阻電路的比較
比較項(xiàng)目 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，如電阻、電爐絲、小燈泡 電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器，如電動(dòng)機(jī)、電解槽
歐姆定律 適用，I＝ 不適用，I<
能量轉(zhuǎn)化 電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能： W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能： W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他
功率特點(diǎn) 電功率等于熱功率： P電＝P熱＝UI＝I2R＝ 電功率等于熱功率與其他功率之和： P電＝UI P熱＝I2R P電＝P熱＋P其他
4.閉合電路：IE＝IU＋I(xiàn)2r
這個(gè)式子的物理意義：電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的功率IE，等于電源輸出功率IU與電源內(nèi)電路的熱功率I2r之和。
閉合電路歐姆定律實(shí)質(zhì)上是________________________在閉合電路中的具體體現(xiàn)。
(1)電熱Q＝I2Rt可以用來計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱。(　　)
(2)任何電路中的電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，且W＝Q。(　　)
(3)電功W＝UIt在任何電路中都適用，Q＝I2Rt只在純電阻電路中適用。(　　)
(4)電動(dòng)機(jī)消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為線圈電阻產(chǎn)生的電熱。(　　)
例4　如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r＝1 Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，物體A重20 N。忽略一切摩擦，求：
(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)輸入功率和輸出功率各是多少？
(3)10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)可以把物體A勻速提升多高？
(4)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率是多少？
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電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)易模型(如圖所示)及其功率、效率
(1)電動(dòng)機(jī)消耗的功率(總功率)：P總＝UI。
(2)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率：P熱＝I2R。
(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率(機(jī)械功率)P機(jī)＝P總－P熱＝UI－I2R。
(4)電動(dòng)機(jī)的效率：η＝×100%。
例5　有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2 V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4 A；把它接入2 V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1 A。
(1)求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；
(2)求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；
(3)如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為多大？
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電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算
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W＝UIt，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能必須用Q＝I2Rt來求。另外，還要注意能量守恒定律的應(yīng)用，即W＝Q＋E(E為其他形式的能)或P電＝P機(jī)＋P熱，其中P電＝UI，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)，非純電阻電路轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸娮桦娐罚妱?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，W＝Q，即UIt＝I2Rt。
四、安全用電　節(jié)約用電
1．安全用電
(1)安裝可靠的____________。
(2)過載保護(hù)與漏電保護(hù)。
家庭電路中使用的是低壓______________，又稱自動(dòng)空氣開關(guān)。
2．節(jié)約用電
(1)盡量使用________的用電器。
(2)合理使用空調(diào)。
(3)較長(zhǎng)時(shí)間不使用的電器，請(qǐng)__________電源。
(1)發(fā)現(xiàn)有人觸電，該怎樣施救？
(2)列舉家庭電路中的安全防護(hù)措施。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
例6　現(xiàn)代家庭電器化程度越來越高，安全用電是一個(gè)十分突出的問題。下表提供了人體不同部分電阻平均值數(shù)據(jù)：
測(cè)量項(xiàng)目 安全干燥時(shí) 出汗或潮濕時(shí)
電阻 電流(加220 V) 電阻 電流(加220 V)
手與手之間 200 kΩ 1.1×10－3A 5 kΩ
手與腳之間 300 kΩ 7.3×10－4A 8 kΩ
手與塑料鞋底之間 800 kΩ 2.8×10－4A 10 kΩ
(1)在空格中填入出汗或潮濕時(shí)，對(duì)人體加220 V電壓后的電流值；
(2)若對(duì)人的安全電流是20 mA以下，上述哪幾項(xiàng)是十分危險(xiǎn)的？
(3)電路上有規(guī)格為10 A的熔絲(俗稱保險(xiǎn)
絲)，如圖所示，用電器R的功率是1 500 W，這時(shí)通過熔絲的實(shí)際電流是多少？人體出汗或潮濕時(shí)，手腳觸電，為什么熔絲不會(huì)斷？
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8　焦耳定律　電路中的能量轉(zhuǎn)化
9　家庭電路
一、
通過電流做功來實(shí)現(xiàn)，即導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力所做的功。
梳理與總結(jié)
1．(1)電壓U　電流I　時(shí)間t
(2)qU　UIt　(3)焦耳　(4)電能
其他形式能量　電能　其他形式能量
2．(1)所做的功W　時(shí)間t　(2)　UI　(3)瓦特　W
討論交流
“度”是能量單位，1度＝1 kW·h＝3.6×106 J
100度＝100×3.6×106 J＝3.6×108 J。
二、
通電導(dǎo)線跟電爐絲是串聯(lián)在一起的，通過它們的電流相等，而電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻要大得多。由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相等的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量比電爐絲產(chǎn)生的熱量要少得多。
梳理與總結(jié)
1．(1)電流I的二次方　導(dǎo)體的電阻R　通電時(shí)間t　焦耳　(2)I2Rt
2．(1)單位時(shí)間
三、
電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能。
梳理與總結(jié)
4．能量守恒定律
四、
1．(1)接地線　(2)斷路器
2．(1)節(jié)能　(3)關(guān)閉
討論交流
(1)應(yīng)先切斷電源開關(guān)，使觸電者脫離電源后再進(jìn)行搶救。
(2)①安裝可靠的地線，②過載保護(hù)，③漏電保護(hù)。
一、
易錯(cuò)辨析
(1)×　(2)×
例1　C　[甲電路中，由于A、B兩燈的額定電壓都是110 V，額定功率PA＝100 W、PB＝40 W，由此可知RB>RA，把燈B與可變電阻并聯(lián)，可以使并聯(lián)部分的電阻減小，可使A燈與并聯(lián)部分的電阻相同，所以A、B能同時(shí)正常發(fā)光，并聯(lián)電路消耗的功率與A燈的功率相同，所以總功率大小為200 W；乙電路中，把A、B并聯(lián)之后與可變電阻串聯(lián)接入電路，當(dāng)可變電阻的阻值與A、B兩燈并聯(lián)的總電阻相等時(shí)，A、B就可以正常發(fā)光，此時(shí)可變電阻消耗的功率為A、B兩燈功率之和，所以電路消耗的總的功率的大小為280 W，由此可知，甲、乙兩電路消耗的電功率之比為5∶7。故選C。]
二、
例2　A　[電阻絲A、B的長(zhǎng)度之比為2∶1，直徑之比為1∶2，則橫截面積比為1∶4，根據(jù)電阻定律R＝ρ知，電阻之比為8∶1，電阻絲A、B并聯(lián)在電路中，電壓相同，根據(jù)I＝可得電阻絲A、B中的電流之比為IA∶IB＝1∶8，根據(jù)Q＝I2Rt可知電阻絲A、B在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為QA∶QB＝1∶8，故選A。]
例3　BD　[在加熱狀態(tài)下P加熱＝，在保溫狀態(tài)下P保溫＝()2R2，P加熱＝4P保溫，解得R1∶R2＝1∶1，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，可知S斷開后，兩個(gè)電阻的電壓相等，則U1＝，加熱狀態(tài)的電壓U2＝U，可得U1∶U2＝1∶2，故選B、D。]
三、
易錯(cuò)辨析
(1)√　(2)×　(3)×　(4)√
例4　(1)1 W　(2)5 W　4 W　(3)2 m
(4)80%
解析　(1)電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為P熱＝I2r＝1 W。
(2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率就是電流通過電動(dòng)機(jī)做功的功率，
即P入＝UI＝5×1 W＝5 W
電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率，根據(jù)P入＝P出＋P熱得P出＝P入－P熱＝5 W－1 W＝4 W。
(3)設(shè)物體A的重力為G，t＝10 s內(nèi)物體A上升的高度為h，根據(jù)能量守恒定律得P出t＝Gh
h＝＝2 m。
(4)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率為η＝×100%＝80%。
例5　(1)0.5 Ω　(2)1.5 W　(3)8 W
解析　(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)電路為純電阻電路，由歐姆定律可知電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r＝＝ Ω＝0.5 Ω。
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電路為非純電阻電路，消耗的總功率P總＝UI＝2×1 W＝2 W，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的熱功率P熱＝I2r＝12×0.5 W＝0.5 W，則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率P出＝P總－P熱＝2 W－0.5 W＝1.5 W。
(3)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子突然被卡住時(shí)，此時(shí)電路為純電阻電路，發(fā)熱功率P＝＝ W＝8 W。
四、
例6　見解析
解析　(1)潮濕時(shí)電流分別為I1＝A＝4.4×10－2A
I2＝A＝2.75×10－2A
I3＝A＝2.2×10－2A。
(2)由上述計(jì)算知，潮濕時(shí)導(dǎo)電電流都大于20 mA，所以上述各種情況均有危險(xiǎn)。
(3)通過用電器R的電流IR＝＝A＝6.8 A。
人體出汗或潮濕時(shí)，手腳觸電時(shí)通過人體的電流I2＝2.75×10－2A，通過熔絲的總電流為I＝IR＋I(xiàn)2＝6.827 5 A<10 A，故熔絲不會(huì)熔斷。(共69張PPT)
DIERZHANG
第二章
8　焦耳定律　電路中的能量轉(zhuǎn)化
9　家庭電路
1.理解電功、電功率、電熱、熱功率的概念，知道它們的區(qū)別和聯(lián)系(重點(diǎn))。
2.知道純電阻電路與非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算(重難點(diǎn))。
3.理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系(重難點(diǎn))。
4.了解安全用電和節(jié)約用電常識(shí)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、電功、電功率
二、焦耳定律、熱功率
三、電路中的能量轉(zhuǎn)化
內(nèi)容索引
課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
四、安全用電　節(jié)約用電
電功、電功率
一
現(xiàn)代生活中常見的用電器有電燈、電熱水壺等。你知道這些用電器中的能量是通過什么途徑轉(zhuǎn)化的嗎？
答案　通過電流做功來實(shí)現(xiàn)，即導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力所做的功。
1.電功
(1)定義：電場(chǎng)力在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的　　　與電路中的　　　、通電　　　三者的乘積。
(2)計(jì)算公式：W＝　　＝ 　　(適用于任何電路)
(3)單位：　　　，符號(hào)J。
(4)電流做功實(shí)質(zhì)：①從能的角度看，　　　轉(zhuǎn)化為　　　　　　　的過程就是電流做功的過程，電流做功的多少等于　　　轉(zhuǎn)化為__________
_______的數(shù)量。②從力的角度看，電流做功實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功。
思考與討論
電壓U
電流I
時(shí)間t
qU
UIt
焦耳
電能
其他形式能量
電能
其他形式
能量
2.電功率
(1)定義：電流　　　　　　與做這些功所用　　　的比。
(2)公式：P＝____＝　　。
(3)單位：　　　，符號(hào) 　　,1 W＝1 J/s。
(4)意義：表示電流做功的快慢。
(5)額定功率：額定功率是指用電器在額定電壓下正常工作時(shí)所消耗的功率，此時(shí)流經(jīng)用電器的電流就是它的額定電流。
(6)實(shí)際功率：用電器實(shí)際工作消耗的電功率，為了保證用電器不被損壞要求實(shí)際功率不能大于額定功率。
所做的功W
時(shí)間t
UI
瓦特
W
我們常說的月耗電量為100度，其中“度” 表示什么物理意義？100度是多少焦耳？
討論交流
答案　“度”是能量單位，1度＝1 kW·h＝3.6×106 J
100度＝100×3.6×106 J＝3.6×108 J。
(1)電功率越大，表示電流做功越多。(　　)
(2)由公式P＝ 可知，時(shí)間越短，功率越大。(　　)
×
×
　A、B兩燈的額定電壓都是110 V，A燈的額定功率PA＝100 W，B燈的額定功率PB＝40 W，若將兩燈同時(shí)接入電壓恒為220 V的電路上，且使兩燈均能正常發(fā)光，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種電路，則甲、乙兩電路消耗的電功率之比為
A.2∶7 B.2∶5
C.5∶7 D.3∶7
例1
√
甲電路中，由于A、B兩燈的額定電壓都是
110 V，額定功率PA＝100 W、PB＝40 W，
由此可知RB>RA，把燈B與可變電阻并聯(lián)，
可以使并聯(lián)部分的電阻減小，可使A燈與
并聯(lián)部分的電阻相同，所以A、B能同時(shí)正常發(fā)光，并聯(lián)電路消耗的功率與A燈的功率相同，所以總功率大小為200 W；乙電路中，把A、B并聯(lián)之后與可變電阻串聯(lián)接入電路，當(dāng)可變電阻的阻值與A、B兩燈并聯(lián)的總電阻相等時(shí)，A、B就可以正常發(fā)光，此時(shí)可變電阻消耗的功率為A、B兩燈功率之和，所以電路消耗的總的功率的大小為280 W，由此可知，甲、乙兩電路消耗的電功率之比為5∶7。故選C。
總結(jié)提升
返回
1.無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率都等于各電阻消耗的功率之和。
2.串、并聯(lián)電路的功率分配：串聯(lián)時(shí)電流相同，由P＝I2R可知，P與R成正比；并聯(lián)時(shí)電壓相同，由P＝　可知，P與R成反比。
3.最大功率求法：先找出電路允許通過的最大電流或允許加的最大電壓，然后利用P＝I2R或P＝　求解。
焦耳定律、熱功率
二
用電爐燒水時(shí)，爐盤內(nèi)的電爐絲被燒得通紅，產(chǎn)生大量的熱，而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是什么原因？
答案　通電導(dǎo)線跟電爐絲是串聯(lián)在一起的，通過它們的電流相等，而電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻要大得多。由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相等的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量比電爐絲產(chǎn)生的熱量要少得多。
1.焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過電阻產(chǎn)生的熱量Q跟　　　　　　　成正比，跟_____
__________及 成正比。這個(gè)關(guān)系式最初是由　　　通過實(shí)驗(yàn)直接得到的，物理學(xué)中就把它叫作焦耳定律。
(2)表達(dá)式Q＝　　　。
梳理與總結(jié)
電流I的二次方
導(dǎo)體
的電阻R
通電時(shí)間t
焦耳
I2Rt
2.熱功率
(1)定義：電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量Q與產(chǎn)生這些熱量所用時(shí)間t的比，它在數(shù)值上等于　　　　　內(nèi)電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量。
單位時(shí)間
　兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B并聯(lián)在電路中，A的長(zhǎng)度為2L，直徑為d；B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為2d，那么通電后，A、B在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為
A.QA∶QB＝1∶8 B.QA∶QB＝8∶1
C.QA∶QB＝1∶2 D.QA∶QB＝4∶1
例2
√
　 (多選)(2024·巴中市高二期末)如圖所示是電飯鍋的電路原理圖，R1是定值電阻，R2是加熱用的電熱絲。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)，當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合時(shí)為鍋的加熱狀態(tài)；當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)。若要使R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的四分之一，不考慮電阻隨溫度的變化，則R2在保溫狀態(tài)下的電壓U1與加熱狀態(tài)下的電壓U2之比及R1、R2的電阻值之比，分別為
A.U1∶U2＝1∶1
B.U1∶U2＝1∶2
C.R1∶R2＝(　 －1)∶1
D.R1∶R2＝1∶1
例3
√
√
返回
電路中的能量轉(zhuǎn)化
三
電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？
答案　電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能。
1.純電阻電路：P電＝P熱
2.非純電阻電路：P電＝P熱＋P其他
3.純電阻電路與非純電阻電路的比較
梳理與總結(jié)
比較項(xiàng)目 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，如電阻、電爐絲、小燈泡 電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器，如電動(dòng)機(jī)、電解槽
歐姆定律 　 適用，I＝ 不適用，I<
能量轉(zhuǎn)化 電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能： W＝Q＝UIt＝I2Rt＝ 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能：


W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他
功率特點(diǎn) 電功率等于熱功率： P電＝P熱＝UI＝I2R＝ 電功率等于熱功率與其他功率之和：
P電＝UI
P熱＝I2R
P電＝P熱＋P其他
4.閉合電路：IE＝IU＋I(xiàn)2r
這個(gè)式子的物理意義：電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的功率IE，等于電源輸出功率IU與電源內(nèi)電路的熱功率I2r之和。
閉合電路歐姆定律實(shí)質(zhì)上是　　　　　　　在閉合電路中的具體體現(xiàn)。
能量守恒定律
(1)電熱Q＝I2Rt可以用來計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
(　　)
(2)任何電路中的電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，且W＝Q。(　　)
(3)電功W＝UIt在任何電路中都適用，Q＝I2Rt只在純電阻電路中適用。(　　)
(4)電動(dòng)機(jī)消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為線圈電阻產(chǎn)生的電熱。(　　)
√
√
×
×
　如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r＝1 Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，物體A重20 N。忽略一切摩擦，求：
(1)電動(dòng)機(jī)線圈電阻消耗的熱功率為多少？
例4
答案　1 W
電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為P熱＝I2r＝1 W。
(2)電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？
答案　5 W　4 W
電動(dòng)機(jī)的輸入功率就是電流通過電動(dòng)機(jī)做功的功率，
即P入＝UI＝5×1 W＝5 W
電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率，根據(jù)P入＝P出＋P熱得P出＝P入－P熱＝5 W－1 W＝4 W。
(3)10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)可以把物體A勻速提升多高？
答案　2 m
設(shè)物體A的重力為G，t＝10 s內(nèi)物體A上升的高度為h，根據(jù)能量守恒定律得P出t＝Gh
(4)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率是多少？
答案　80%
電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)易模型(如圖所示)及其功率、效率
(1)電動(dòng)機(jī)消耗的功率(總功率)：P總＝UI。
(2)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率：P熱＝I2R。
(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率(機(jī)械功率)P機(jī)＝P總－P熱＝UI－I2R。
總結(jié)提升
　有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2 V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4 A；把它接入2 V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1 A。
(1)求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；
例5
答案　0.5 Ω
(2)求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；
答案　1.5 W
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電路為非純電阻電路，消耗的總功率P總＝UI＝2×1 W＝2 W，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的熱功率P熱＝I2r＝12×0.5 W＝0.5 W，則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率P出＝P總－P熱＝2 W－0.5 W＝1.5 W。
(3)如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為多大？
答案　8 W
電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算
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W＝UIt，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能必須用Q＝I2Rt來求。另外，還要注意能量守恒定律的應(yīng)用，即W＝Q＋E(E為其他形式的能)或P電＝P機(jī)＋P熱，其中P電＝UI，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)，非純電阻電路轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸娮桦娐罚妱?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，W＝Q，即UIt＝I2Rt。
總結(jié)提升
返回
安全用電　節(jié)約用電
四
1.安全用電
(1)安裝可靠的　　　　。
(2)過載保護(hù)與漏電保護(hù)。
家庭電路中使用的是低壓　　　　，又稱自動(dòng)空氣開關(guān)。
2.節(jié)約用電
(1)盡量使用　　　的用電器。
(2)合理使用空調(diào)。
(3)較長(zhǎng)時(shí)間不使用的電器，請(qǐng)　　　電源。
接地線
斷路器
節(jié)能
關(guān)閉
(1)發(fā)現(xiàn)有人觸電，該怎樣施救？
討論交流
答案　應(yīng)先切斷電源開關(guān)，使觸電者脫離電源后再進(jìn)行搶救。
(2)列舉家庭電路中的安全防護(hù)措施。
答案　①安裝可靠的地線，②過載保護(hù)，③漏電保護(hù)。
　現(xiàn)代家庭電器化程度越來越高，安全用電是一個(gè)十分突出的問題。下表提供了人體不同部分電阻平均值數(shù)據(jù)：
例6
測(cè)量項(xiàng)目 安全干燥時(shí) 出汗或潮濕時(shí)
電阻 電流(加220 V) 電阻 電流(加220 V)
手與手之間 200 kΩ 1.1×10－3A 5 kΩ
手與腳之間 300 kΩ 7.3×10－4A 8 kΩ
手與塑料鞋底之間 800 kΩ 2.8×10－4A 10 kΩ
(1)在空格中填入出汗或潮濕時(shí)，對(duì)人體加220 V電壓后的電流值；
答案　見解析
(2)若對(duì)人的安全電流是20 mA以下，上述哪幾項(xiàng)是十分危險(xiǎn)的？
答案　見解析
由上述計(jì)算知，潮濕時(shí)導(dǎo)電電流都大于20 mA，所以上述各種情況均有危險(xiǎn)。
(3)電路上有規(guī)格為10 A的熔絲(俗稱保險(xiǎn)絲)，如圖所示，用電器R的功率是1 500 W，這時(shí)通過熔絲的實(shí)際電流是多少？人體出汗或潮濕時(shí)，手腳觸電，為什么熔絲不會(huì)斷？
答案　見解析
人體出汗或潮濕時(shí)，手腳觸電時(shí)通過人體的電流I2＝2.75×10－2A，通過熔絲的總電流為I＝IR＋I(xiàn)2＝6.827 5 A<10 A，故熔絲不會(huì)熔斷。
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課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
五
考點(diǎn)一　電功和電熱的理解
1.(多選)(2023·成都市金牛區(qū)協(xié)同外語學(xué)校高二期中)關(guān)于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝　；下列敘述正確的是
A.公式①適用于任何電路求電功率，公式①②適用于任何電路求熱功率
B.在純電阻電路中，①②③公式都適用于求電功率，也適用于求熱功率
C.公式②在純電阻電路中和非純電阻電路中均可求電路的熱功率
D.只要是求電路的熱功率，公式②③均可以用
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基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
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由于U＝IR只適合純電阻電路，在純電阻電路中三者沒有區(qū)別，在非純電阻電路中三者各不相同，故A錯(cuò)誤，B正確；
由上述分析可知，公式②在純電阻電路中可求電路的熱功率，在非純電阻電路中，公式②亦可求電路的熱功率，故C正確；
對(duì)于非純電阻電路，公式③不適用于求熱功率，故D錯(cuò)誤。
2.如圖所示，一幢居民樓里住著生活需求各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電風(fēng)扇等。停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是
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家用電器中有純電阻也有非純電阻，故總電功率只能用P＝UI來計(jì)算，C正確。
考點(diǎn)二　純電阻電路的分析與計(jì)算
3.(2024·巴中市高二期末)如圖所示，a、b兩只燈泡額定功率分別為100 W、50 W，額定電壓均為110 V，R為一定值電阻。將下列連接方式電路的c、d兩端分別加上220 V的電壓時(shí)，兩燈泡都可能正常發(fā)光的是
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A、B圖中一燈泡與電阻串聯(lián)后再與另一燈泡并聯(lián)，a、b兩燈泡兩端的電壓不相等，不可能都正常發(fā)光，故A、B不符合題意；
C、D圖中a、b兩只燈泡額定功率分別為100 W、50 W，額定電壓均為110 V，由R＝　 ，可知b燈泡電阻較大，應(yīng)與電阻R并聯(lián)后，再與a燈泡串聯(lián)，當(dāng)并聯(lián)總電阻與a燈泡電阻相同時(shí)，此時(shí)兩燈泡兩端電壓都是110 V，兩燈泡都正常發(fā)光，故C符合題意，D不符合題意。
4.(2023·綿陽市江油中學(xué)高二月考)有四盞如圖所示的電燈連接在電路中，L1和L2都標(biāo)有“200 V,60 W”字樣，L3和L4都標(biāo)有“220 V,25 W”字樣，把電路接通后，四個(gè)燈都能發(fā)光，最暗的是
A.L3 B.L2
C.L1 D.L4
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根據(jù)公式P＝　，可得L1和L2的電阻小于L3和L4的
電阻，因?yàn)橥ㄟ^L2和L3的電流之和等于L1的電流，
也等于L4的電流，所以通過L1的電流大于L2的電
流，通過L3的電流小于L4的電流，根據(jù)公式P＝I2R可得P4>P3，P1>P2，因?yàn)長(zhǎng)2和L3并聯(lián)，所以電壓相等，根據(jù)公式P＝　可得P2>P3，因此P1>P2>P3，P4>P3。所以L3最暗，故選A。
考點(diǎn)三　非純電阻電路的分析與計(jì)算
5.(2023·汕頭市聿懷中學(xué)高二期末)用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖所示，在充電開始后的一段時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則時(shí)間t內(nèi)
A.充電寶輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2r
B.充電寶的熱功率為I2r
C.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為
D.手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為UIt－I2rt
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充電寶輸出的電功率P1＝UI，故A錯(cuò)誤；
手機(jī)電池的熱功率為P2＝I2r，充電寶內(nèi)阻未知，由題中條件無法求充電寶的熱功率，故B錯(cuò)誤；
U是充電寶的輸出電壓，不是手機(jī)電池的內(nèi)電壓，所以不能用　 計(jì)算手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，手機(jī)電池在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)為Q＝I2rt，故C錯(cuò)誤；
充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，故t時(shí)間內(nèi)手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為：W＝UIt－I2rt，故D正確。
6.(2023·榆樹市第一中學(xué)期中)在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8 V，燈泡L標(biāo)有“3 V　6 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝0.5 Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是
A.電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是8 V
B.流過電動(dòng)機(jī)的電流是10 A
C.電動(dòng)機(jī)的效率是80%
D.整個(gè)電路消耗的電功率是10 W
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電動(dòng)機(jī)的輸入電壓U1＝U－UL＝8 V－3 V＝5 V，故A錯(cuò)誤；
整個(gè)電路消耗的電功率P總＝UI＝8×2 W＝16 W，故D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)四　安全用電
7.關(guān)于家庭電路，下列說法正確的是
A.家庭電路采用的是電壓為220 V的交流電
B.洗衣機(jī)、電冰箱等家用電器都使用三孔插座，是為了節(jié)約用電
C.在家庭電路中，已有兩盞燈正常發(fā)光，若再打開電視，則電路中的總
　電流變小
D.可以用銅絲代替保險(xiǎn)絲，這樣可以防止斷電
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家用電路采用的是電壓為220 V的交流電，故A正確；
使用三孔插座，是為了將金屬外殼的電荷引入大地，防止因漏電而發(fā)生觸電事故，故B錯(cuò)誤；
在家庭電路中，并聯(lián)的用電器越多，總電阻越小，家庭電路的電壓不變，則電路中的總電流變大，故C錯(cuò)誤；
銅絲無法像保險(xiǎn)絲一樣在電路過載時(shí)及時(shí)熔斷，故無法起到保護(hù)電路的作用，故D錯(cuò)誤。
8.(多選)小紅家的限電器允許通過的最大電流是10 A，她家有2個(gè)標(biāo)有“220 V,
40 W”的日光燈，4只標(biāo)有“220 V,15 W”的燈泡，1個(gè)標(biāo)有“220 V,1 000 W”的熱水器，1臺(tái)合計(jì)起來有160 W的電腦，1臺(tái)制冷時(shí)耗電為140 W的電冰箱，1臺(tái)耗電為80 W的電視機(jī)，1臺(tái)標(biāo)有“220 V,1 200 W”的空調(diào)。請(qǐng)你通過計(jì)算判斷：小紅家的這些用電器可以同時(shí)使用嗎？哪些電器可以同時(shí)使用
A.不能同時(shí)使用，燈泡、電視、空調(diào)、電腦、冰箱可以同時(shí)使用
B.不能同時(shí)使用，燈泡、日光燈、電視、冰箱、空調(diào)、電腦可以同時(shí)使用
C.不能同時(shí)使用，燈泡、熱水器、空調(diào)可以同時(shí)使用
D.都能同時(shí)使用
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小紅家最大可用電功率為P＝UI＝220×10 W＝2 200 W，而所有的電器都打開時(shí)總耗電功率為2 720 W，所以不能同時(shí)使用。熱水器和空調(diào)同時(shí)使用時(shí)的功率恰好等于限電功率，打開任意電器，只要不跟空調(diào)、熱水器共同使用即可，故A、B正確。
9.(2023·北京市海淀區(qū)聯(lián)考)一電飯煲和一洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的交流電源上，均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過電飯煲的電流為5.0 A，通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50 A，則下列說法正確的是
A.電飯煲的電阻為44 Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440 Ω
B.電飯煲的電功率為1 555 W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5 W
C.1 min內(nèi)，電飯煲消耗的電能為6.6×104 J，洗衣機(jī)消耗的電能為
　6.6×103 J
D.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)發(fā)熱功率的10倍
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電飯煲為純電阻元件，電阻R＝ ＝44 Ω，電功率P＝UI＝1 100 W，每分鐘消耗的電能E＝UIt＝6.6×104 J；洗衣機(jī)為非純電阻元件，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻無法確定，故無法確定其發(fā)熱功率，洗衣機(jī)電功率P′＝UI′＝110 W，每分鐘消耗的電能E′＝UI′t＝6.6×103 J，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。
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11.(多選)小明去逛超市買了一個(gè)電吹風(fēng)，電吹風(fēng)的使用說明書上給出了如表所示的參數(shù)及如圖所示電路圖。
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電吹風(fēng)銘牌參數(shù)
額定電壓 220 V　50 Hz
額定功率 熱風(fēng) 1 000 W
冷風(fēng) 250 W
下列說法正確的是
A.該電吹風(fēng)發(fā)熱電阻R的阻值約為64.5 Ω
B.該電吹風(fēng)電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為193.6 Ω
C.當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)
D.當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為
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電動(dòng)機(jī)正常工作過程為非純電阻用電器，高中階段無法計(jì)算出電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，故B錯(cuò)誤；
由題圖可知當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，發(fā)熱電阻
斷路，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)，故C正確；
當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，電動(dòng)機(jī)正常工作，功率仍然為250 W，故電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為W＝PMt＝250×1 J＝250 J，故D錯(cuò)誤。
12.有一個(gè)用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物的質(zhì)量m＝50 kg，電路電壓為120 V，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，電路中的電流I＝5 A。(取g＝10 m/s2)
(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R等于多少？
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答案　6 Ω
電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)，根據(jù)能量守恒定律得P電＝P熱＋P機(jī)，
即UI＝I2R＋mgv
解得R＝6 Ω
(2)若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率又為多大？
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答案　20 A　2 400 W
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P電′＝I′2R＝2 400 W
(3)電動(dòng)機(jī)對(duì)該重物的最大提升速度是多少？
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答案　1.2 m/s
根據(jù)P機(jī)max＝mgvmax，得vmax＝1.2 m/s。
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