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第3章　第3節(jié)　電功與電熱
選擇題1～10題，每小題8分，共80分。
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
題組一　電功和電功率
1.下列關(guān)于電功和電功率的說法中正確的是(　　)
電流做功越多，單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能越多
電功率大的用電器，消耗的電能一定多
電功率小的用電器，消耗的電能與通電時(shí)間無關(guān)
電能消耗越快的用電器，它的電功率也越大
2.一種稱作地中海電鰩的電魚能夠電擊它的獵物，一般來說，在一次電擊中它不必移動(dòng)，就能引起0.20 kV的電勢(shì)差，以18 A的電流傳送電荷，持續(xù)時(shí)間為1.5 ms，則在這次電擊中(　　)
傳輸?shù)碾姾闪繛?8 C
地中海電鰩能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
電魚的電器官功率為3.6 kW
電魚的電器官所做的功為3 600 J
3.數(shù)碼相機(jī)的鋰電池電壓為3.7 V，容量為1 000 mA·h(相當(dāng)于用1 000 mA的電流可放電1小時(shí))，能連續(xù)拍攝約360張照片。根據(jù)以上信息估算每拍攝一張照片消耗的電能最接近(　　)
4 J 10 J
40 J 400 J
4.當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗的電能為0.9 J。若相同時(shí)間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻，則在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是(　　)
3 V　1.8 J 3 V　3.6 J
6 V　1.8 J 6 V　3.6 J
題組二　焦耳定律及身邊的電熱
5.若通過電阻R的電流為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，則通過電阻R的電流為2I時(shí)，在時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為(　　)
4Q 2Q
6.如圖所示，一手持迷你小風(fēng)扇內(nèi)安裝有小直流電動(dòng)機(jī)，其銘牌如下表所示，已知其線圈電阻為RM，額定電壓為U，額定電流為I。將它與電壓為U的直流電源連接，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，則(　　)
類型 手持風(fēng)扇
額定功率 7.4 W
電池容量 4 000 mA·h
電源輸出電壓 3.7 V
電源輸出功率為I2RM
電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I2RM
電動(dòng)機(jī)線圈電阻的發(fā)熱功率為
電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為UI－I2RM
7.用充電寶給手機(jī)電池充電時(shí)，充電寶輸出電能轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池的化學(xué)能和內(nèi)能，等效電路如圖所示。在充電開始后的時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U和輸出電流I都可認(rèn)為是恒定的，若手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則t時(shí)間內(nèi)(　　)
充電寶輸出的電流為I＝
充電寶輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2r
手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為t
手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為UIt－I2rt
8.(2024·福建福州一中期末)掃地機(jī)器人是一種智能家電，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃。如圖為某品牌掃地機(jī)器人，已知其電池容量2 000 mA·h，額定工作電壓10 V，額定功率30 W，則下列說法正確的是(　　)
掃地機(jī)器人的電阻約為3.3 Ω
題中“mA·h”是能量的單位
掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2 A
掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為40 min
9.(2024·貴州六盤水高二期末)某RC遙控競(jìng)速賽車電動(dòng)機(jī)的額定電壓為7.5 V，額定電流為2 A，驅(qū)動(dòng)賽車以15 m/s的速度勻速行駛，若平均阻力為0.8 N，則該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為(　　)
0.25 Ω 0.75 Ω
1.5 Ω 3.75 Ω
綜合提升練
10.(多選)電動(dòng)自行車以省時(shí)省力、價(jià)格低廉、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為眾多市民的首選交通工具。下表為某品牌電動(dòng)自行車的部分技術(shù)參數(shù)，則下列說法正確的是(　　)
規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī)
車型 電動(dòng)自行車 額定輸出功率 200 W
整車質(zhì)量 40 kg 額定電壓 48 V
最大載重 120 kg 額定電流 5.0 A
正常勻速行駛時(shí)后輪受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力
電動(dòng)自行車的內(nèi)阻為9.6 Ω
電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的輸入功率為240 W
電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的效率約為83%
11.(10分)如圖甲所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”的外形圖，圖乙所示是該路燈系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路原理圖，光控開關(guān)S白天與觸點(diǎn)a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電，晚上與觸點(diǎn)b接觸，給路燈供電。太陽能電池板在晴天時(shí)每天可接收太陽能6 kW·h，能使“24 V　15 W”的路燈正常工作6天(路燈平均每天工作8 h)。求：
(1)(3分)該路燈正常工作時(shí)的電流；
(2)(3分)該路燈正常工作一天消耗的電能；
(3)(4分)太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率。
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.(10分)某景區(qū)電動(dòng)車載滿游客時(shí)總質(zhì)量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面勻速行駛，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I＝20 A，輸入電壓U＝400 V，電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力為車重的，g取10 m/s2，不計(jì)電機(jī)內(nèi)部摩擦，只考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求：
(1)(3分)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率；
(2)(3分)電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率；
(3)(4分)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻。
第3節(jié)　電功與電熱
1.D　[電流做功的功率越大，單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能越多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電功率大的用電器，在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能一定多，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)W＝Pt可知，電功率小的用電器，消耗的電能與通電時(shí)間有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電能消耗越快的用電器，它的電功率也越大，選項(xiàng)D正確。]
2.C　[在這次電擊中，傳輸?shù)碾姾闪繛閝＝It＝18×1.5×10－3 C＝2.7×10－2 C，A錯(cuò)誤；地中海電鰩能將生物化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B錯(cuò)誤；電魚的電器官功率為P＝UI＝0.2×103×18 W＝3.6×103 W，C正確；電魚的電器官所做的功為W＝Pt＝3.6×103×1.5×10－3 J＝5.4 J，D錯(cuò)誤。]
3.C　[根據(jù)題意分析可知，數(shù)碼相機(jī)能連續(xù)拍攝約360張照片消耗的電能為W＝UIt＝3.7×1 000×10－3×3 600 J＝13 320 J，每拍攝一張照片消耗的電能為W′＝＝37 J，故C正確。]
4.D　[設(shè)兩次加在電阻R上的電壓分別為U1和U2，通電的時(shí)間都為t，由公式W1＝q1U1和W1＝t可得U1＝3 V，＝0.1 s/Ω。再由W2＝q2U2和W2＝t可求出U2＝6 V，W2＝3.6 J，D正確。]
5.B　[由焦耳定律知，Q＝I2Rt，若通過電阻R的電流為2I時(shí)，則根據(jù)焦耳定律可知在時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q′＝(2I)2R·＝2I2Rt＝2Q，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]
6.D　[電源輸出功率為電動(dòng)機(jī)消耗的總功率UI，故A、B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)線圈電阻的發(fā)熱功率為P熱＝I2RM，故C錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P出＝UI－I2RM，故D正確。]
7.D　[手機(jī)電池不是純電阻，則輸出電流I≠，故A錯(cuò)誤；因?yàn)槌潆妼毜妮敵鲭妷簽閁和輸出電流為I，故充電寶輸出的電功率為UI，故B錯(cuò)誤；手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt≠t，故C錯(cuò)誤；手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為E＝UIt－I2rt，故D正確。]
8.D　[掃地機(jī)器人不是純電阻電路，則其電阻r≠＝ Ω≈3.3 Ω，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)q＝It可知，“mA·h”是電荷量的單位，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是I＝＝ A＝3 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為t＝＝＝40 min，選項(xiàng)D正確。]
9.B　[電動(dòng)機(jī)的總功率為P＝UI＝15 W，輸出功率為P出＝fv＝12 W，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的功率為Pr＝I2r＝P－P出，得到該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝0.75 Ω，故B正確。]
10.CD　[正常勻速行駛，后輪受到地面對(duì)它的靜摩擦力使電動(dòng)自行車向前運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由表格讀出電機(jī)的額定電壓U＝48 V，額定電流I＝5.0 A，電機(jī)輸入的總功率為P總＝UI＝48×5.0 W＝240 W，故C正確；額定輸出功率P出＝200 W，電機(jī)正常工作時(shí)的效率η＝×100%＝×100%≈83%，故D正確；根據(jù)能量守恒定律得，正常工作時(shí)內(nèi)部發(fā)熱功率為P熱＝P總－P出＝240 W－200 W＝40 W，根據(jù)P熱＝I2r，解得r＝1.6 Ω，故B錯(cuò)誤。]
11.(1)0.625 A　(2)0.12 kW·h　(3)12%
解析　(1)由P＝UI可得
路燈正常工作時(shí)的電流
I＝＝ A＝0.625 A。
(2)路燈正常工作時(shí)的功率
P＝15 W＝0.015 kW
該路燈正常工作一天消耗的電能
W＝Pt＝0.015 kW×8 h＝0.12 kW·h。
(3)路燈正常工作6天消耗的電能是
W電＝nW＝6×0.12 kW·h＝0.72 kW·h
太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率
η＝×100%＝×100%＝12%。
12.(1)8 000 W　(2)7×103 W　(3)2.5 Ω
解析　(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率
P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W。
(2)電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力
f＝mg＝1.75×103 N
電動(dòng)車勻速行駛時(shí)，F(xiàn)＝f
電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率
P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W。
(3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率
P熱＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W
根據(jù)P熱＝I2r，得r＝＝ Ω＝2.5 Ω。第3節(jié)　電功與電熱
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.理解電功、電功率的概念，并能利用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2.理解焦耳定律的內(nèi)涵，能區(qū)分電功和電熱，分析電學(xué)中的能量轉(zhuǎn)化問題。3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別。
知識(shí)點(diǎn)一　電功和電功率
在日常生活中，經(jīng)常會(huì)用到家用小電器，例如電吹風(fēng)、電熨斗等，它們都會(huì)分為幾擋，像電吹風(fēng)可以吹暖風(fēng)和熱風(fēng)。它們都是通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為熱能的。
(1)設(shè)加在一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量是多少？把這些電荷量從一端移至另一端，電場(chǎng)力做的功是多少？
(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同，兩者間有何關(guān)系？
(3) 為了使用電器安全、正常地工作，對(duì)用電器工作電壓和功率都有規(guī)定數(shù)值。在家用電器或工廠電器設(shè)備的銘牌上，都鐫刻有該設(shè)備正常工作的額定電壓和額定電功率，兩者有什么關(guān)聯(lián)呢？
(4) 一般說來，用電器電壓不能超過額定電壓，但電壓低于額定電壓時(shí)，用電器功率不是額定功率，而是實(shí)際功率，實(shí)際功率與額定功率有什么關(guān)系呢？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.電功和電功率
項(xiàng)目 電功 電功率
概念 電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的__________所做的功 電流做的____與所用時(shí)間之比稱為電功率。
公式 W＝________ P＝＝________
單位 焦耳，符號(hào)______ 瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)____
物理意義 描述________轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少 描述電流做功或消耗電能__________的物理量
單位換算 1 kW·h＝3.6×106 J 1 W＝1 J/s＝1 V·A
2.對(duì)電功和電功率的理解
(1)從力的角度看，電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功。
(2)從能的角度看，電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功的大小量度了電能的減少量。
(3)公式W＝UIt＝qU和P＝＝UI對(duì)任何電路都適用。
3.額定功率和實(shí)際功率
(1)額定功率：用電器正常工作時(shí)所消耗的功率。當(dāng)用電器兩端的電壓達(dá)到額定電壓或電流達(dá)到額定電流時(shí)，用電器達(dá)到額定功率。
(2)實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下電流做功的功率。一般情況下，為保證用電器的安全，實(shí)際功率應(yīng)小于或等于額定功率。
【思考】 電能表是測(cè)量電路中消耗的電功率還是電功？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 (2024·浙江舟山高二期末)如圖所示的“52 ℃暖手充電寶”集暖手與移動(dòng)充電兩大功能于一體而受熱捧，下表中列出了這種產(chǎn)品的幾個(gè)主要參數(shù)：
產(chǎn)品名稱 52 ℃暖手充電寶 質(zhì)量 285 g
尺寸 74×68.5×33.8(mm) 電池容量 5 000 mA·h
輸入 DC 5 V/2.5 A(最大) 輸出 DC 5 V/2 A(最大)
發(fā)熱溫度 52 ℃ 發(fā)熱功率 2.0 W
根據(jù)上述信息，下列說法正確的是(　　)
A.5 000 mA·h的mA·h是能量單位
B.參數(shù)“DC 5 V”中“DC”指交流電
C.以最大電流給手機(jī)充電，充電寶最多能連續(xù)工作2個(gè)小時(shí)
D.該產(chǎn)品僅用作暖手，理論上可持續(xù)工作12.5小時(shí)
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練1 (2024·福建泉州高二期中)機(jī)場(chǎng)嚴(yán)禁攜帶額定能量超過160 W·h的充電寶搭乘飛機(jī)，一充電寶銘牌標(biāo)識(shí)如圖所示，下列說法正確的是(　　)
產(chǎn)品名稱：充電寶 產(chǎn)品型號(hào)：K112 電池容量：11 200 mA·h 電源輸入：5V－1A 電源輸出：5V－1A
A.機(jī)場(chǎng)限定的是充電寶儲(chǔ)存的電能不超過5.76×105 J
B.按照機(jī)場(chǎng)規(guī)定該充電寶不能帶上飛機(jī)
C.充電寶上標(biāo)注的11 200 mA·h是指其能儲(chǔ)存的電能
D.充電寶上標(biāo)注的11 200 mA·h是指其能儲(chǔ)存的最大電荷量為672 C
知識(shí)點(diǎn)二　焦耳定律及身邊的電熱
(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡有燙手的感覺(圖甲)，為什么？
(2)如圖甲所示，燈泡發(fā)生一段時(shí)間后才有燙手的感覺，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)？
(3)燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。根據(jù)此現(xiàn)象，你能作出怎樣的猜想？
(4)如圖乙所示，家庭電路中使用功率過大的用電器可能引起火災(zāi)。根據(jù)此現(xiàn)象，你能作出怎樣的猜想？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與____________成正比，與導(dǎo)體的電阻及____________成正比。這就是焦耳定律。
(2)公式：Q＝________。
(3)電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的度量，單位是焦?fàn)?J)。
2.純電阻電路與非純電阻電路的比較
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 遵循歐姆定律，I＝ 不遵循歐姆定律，U>IR或I<
能量轉(zhuǎn)換 W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t 電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他
元件舉例 電阻、電爐、白熾燈等 電動(dòng)機(jī)、電解槽等
3.熱功率
(1)定義：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與所用時(shí)間之比稱為熱功率。
(2)公式：P熱＝________＝________。
4.身邊的電熱
(1)如電熱水器、電飯鍋、電刻筆、電焊等都是利用電流的________工作的。
(2)電流熱效應(yīng)的危害
如果插頭和插座之間接觸不良會(huì)迸出火花。在輸電線路中，由于電熱降低電能的傳輸效率，如果通過的電流________，散熱不好，可能會(huì)燒壞電線的絕緣層，引起漏電、觸電等事故。
例2 電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒開后的保溫狀態(tài)，如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖，K是感溫材料制造的開關(guān)。下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)
A.其中R2是供加熱用的電阻絲
B.當(dāng)開關(guān)K接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài)，K斷開時(shí)為保溫狀態(tài)
C.要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，應(yīng)為2∶1
D.要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，應(yīng)為(－1)∶1
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 (多選)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)兩端的電壓為5 V，電路中的電流為1 A。不計(jì)摩擦力，下列說法正確的是(　　)
A.電動(dòng)機(jī)的熱功率為5 W
B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為4 W
C.10 s內(nèi)，可以把重20 N貨物A勻速提升的高度為2 m
D.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率100%
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
含電動(dòng)機(jī)電路的功率計(jì)算
(1)輸入功率：電動(dòng)機(jī)消耗的功率即總功率
P總＝UI。
(2)輸出功率：電動(dòng)機(jī)做有用功的功率。如圖所示，P出＝mgv(設(shè)重物勻速上升)。
(3)熱功率：電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過線圈時(shí)的功率P熱＝I2R。
(4)功率關(guān)系：P總＝P出＋P熱。
訓(xùn)練2 (多選)機(jī)動(dòng)車的尾氣含有鉛等大量有害物質(zhì)，也是造成地球“溫室效應(yīng)”的重要因素之一。電動(dòng)汽車因其無尾氣排放且噪音小等因素，正在逐漸被人們接受。某國(guó)產(chǎn)品牌電動(dòng)汽車的銘牌如下，已知蓄電池儲(chǔ)存的電能等于其容量乘輸出電壓，則下列說法正確的是(　　)
規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)
車型：60電動(dòng)汽車 電動(dòng)機(jī)額定輸出功率：1 675 W
整車質(zhì)量：400 kg 額定轉(zhuǎn)速：600 r/min
蓄電池(容量It＝800 A·h，輸出電壓約為36 V) 額定工作電壓/電流：36 V/50 A
A.電動(dòng)汽車正常工作時(shí)消耗的電功率1 800 W
B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.5 Ω
C.蓄電池充滿電后儲(chǔ)存的電能約為2.88×104 J
D.充滿電后電動(dòng)汽車在額定功率下能連續(xù)行駛的時(shí)間約為16 h
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.(電功和電功率的理解)(多選)下列關(guān)于電功和電功率的說法正確的是(　　)
A.用電器的額定功率與用電器的實(shí)際電壓和實(shí)際電流有關(guān)
B.電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度
C.白熾燈正常工作時(shí)，實(shí)際功率等于額定功率
D.電功率越小，則電流做功越少
2.(焦耳定律的應(yīng)用)(2024·陜西西安高二期末)兩根相同材料做成的導(dǎo)體，若它們的橫截面積之比為2∶1，長(zhǎng)度之比為4∶1，則將它們串聯(lián)起來通以相同的電流，在相同的時(shí)間內(nèi)，它們產(chǎn)生的熱量之比為(　　)
A.2∶1 B.4∶1
C.1∶2 D.1∶4
3.(非純電阻電路的分析)(多選)某電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所加電壓U＝220 V，通過的電流I＝10 A，電動(dòng)機(jī)線圈電阻r＝0.5 Ω，則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，下列選項(xiàng)正確的有(　　)
A.線圈的發(fā)熱功率為50 W
B.線圈的發(fā)熱功率為96 800 W
C.電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為2 200 W
D.電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率為2 150 W
第3節(jié)　電功與電熱
知識(shí)點(diǎn)一
導(dǎo)學(xué)
提示　(1)t時(shí)間內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量q＝It，電場(chǎng)力做的功W＝qU＝UIt。
(2)不相同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少。
電流做功的快慢用電功率P表示，電流做功的多少用電功W表示。電流做功的多少W與做功的時(shí)間t和做功的快慢P有關(guān)。
(3)額定功率是用電器在額定電壓下工作的功率。
(4)實(shí)際功率是用電器在實(shí)際電壓下工作的功率。
P額是個(gè)定值，P實(shí)是個(gè)變值，P額≥P實(shí)。
知識(shí)梳理
1.自由電荷　功　UIt　UI　J　W　電能　快慢
[思考]
提示　電功
例1 D　[mA·h是電荷量的單位，故A錯(cuò)誤；參數(shù)“DC 5 V”中“DC”是直流電的意思，故B錯(cuò)誤；由圖示信息可知，充電寶的最大輸出電流為2 A，根據(jù)I＝可知，以最大電流給手機(jī)充電，充電寶持續(xù)工作時(shí)間為t＝＝＝2.5 h，故C錯(cuò)誤；該充電寶儲(chǔ)存的電能為W＝qU＝5 000×10－3×3 600×5 J＝9×104 J，由圖示信息可知僅用作暖手時(shí)的功率為2.0 W，根據(jù)W＝Pt可得持續(xù)時(shí)間t′＝＝＝4.5×104 s＝12.5 h，故D正確。]
訓(xùn)練1 A　[根據(jù)W＝Pt可得W＝Pt＝160×3 600 J＝5.76×105 J，故機(jī)場(chǎng)攜帶的充電寶的電能不能超過5.76×105 J，故A正確；由表中數(shù)據(jù)可知該充電寶的額定能量為W′＝qU＝5×11 200×10－3×3 600 J＝2.016×105 J<5.76×105 J，因此該充電寶可以帶上飛機(jī)，故B錯(cuò)誤；充電寶上標(biāo)注的11 200 mA·h是其儲(chǔ)存的最大電荷量，不是電能，儲(chǔ)存的最大電荷量為Q＝It＝11 200×10－3×3 600 C＝40 320 C，故C、D錯(cuò)誤。]
知識(shí)點(diǎn)二
導(dǎo)學(xué)
提示　(1)電流通過電氣設(shè)備時(shí)，導(dǎo)體一般都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，這就是電流的熱效應(yīng)。
(2)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡才有燙手的感覺，可以看出產(chǎn)生熱量的多少與時(shí)間有關(guān)。
(3)產(chǎn)熱多少跟電阻有關(guān)。
(4)產(chǎn)熱多少跟電流有關(guān)。
知識(shí)梳理
1.(1)電流的二次方　通電時(shí)間　(2)I2Rt　3.(2)　I2R
4.(1)熱效應(yīng)　(2)過大
例2 C　[由P＝可得，當(dāng)接通K時(shí)，電路中的總電阻變小，功率變大，電飯鍋處于加熱狀態(tài)；當(dāng)斷開K時(shí)，電路中的總電阻變大，功率變小，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，則R2是供加熱用的電阻絲，A、B正確；使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，由P＝I2R可知，電阻R2在保溫與加熱狀態(tài)下的電流之比為1∶，所以(R1＋R2)∶R2＝∶1，則R1∶R2＝(－1)∶1，C錯(cuò)誤，D正確。]
例3 BC　[根據(jù)P熱＝I2r可知，電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝12×1 W＝1 W，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入＝UI＝1×5 W＝5 W，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝P入－P熱＝5 W－1 W＝4 W，故B正確；電動(dòng)機(jī)的輸出功率提升重物，則有P出t＝mgh，解得h＝2 m，故C正確；這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝80%，故D錯(cuò)誤。]
訓(xùn)練2 AD　[電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率為P＝U額I額＝36 V×50 A＝1 800 W，故A正確；電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱＝P－P出＝125 W，則電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝＝0.05 Ω，故B錯(cuò)誤；蓄電池充滿電后儲(chǔ)存的電能為W＝UIt＝1.04×108 J，故C錯(cuò)誤；在額定功率下連續(xù)行駛的最長(zhǎng)時(shí)間為t＝＝57 600 s＝16 h，故D正確。]
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.BC　[用電器的額定功率是它正常工作時(shí)的功率，其值是由用電器本身的結(jié)構(gòu)決定的，與實(shí)際電流和實(shí)際電壓無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，電功是量度電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的物理量，B項(xiàng)正確；電流做功的多少不僅與功率的大小有關(guān)，還與通電時(shí)間有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2.A　[兩根相同材料做成的導(dǎo)體，若它們的橫截面積之比為2∶1，長(zhǎng)度之比為4∶1，根據(jù)R＝ρ，則R1∶R2＝2∶1，根據(jù)Q＝I2Rt，則產(chǎn)生的熱量之比為2∶1，故A正確。]
3.ACD　[線圈的發(fā)熱功率為P熱＝I2r＝102×0.5 W＝50 W，故A正確，B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P＝UI＝220×10 W＝2 200 W，故C正確；電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率為P機(jī)械＝P－P熱＝2 200 W－50 W＝2 150 W，故D正確。](共53張PPT)
第3節(jié)　電功與電熱
第3章　恒定電流
1.理解電功、電功率的概念，并能利用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2.理解焦耳定律的內(nèi)涵，能區(qū)分電功和電熱，分析電學(xué)中的能量轉(zhuǎn)化問題。
3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識(shí)點(diǎn)
01
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識(shí)點(diǎn)
1
知識(shí)點(diǎn)二　焦耳定律及身邊的電熱
知識(shí)點(diǎn)一　電功和電功率
知識(shí)點(diǎn)一　電功和電功率
在日常生活中，經(jīng)常會(huì)用到家用小電器，例如電吹風(fēng)、電熨斗等，它們都會(huì)分為幾擋，像電吹風(fēng)可以吹暖風(fēng)和熱風(fēng)。它們都是通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為熱能的。
(1)設(shè)加在一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量是多少？把這些電荷量從一端移至另一端，電場(chǎng)力做的功是多少？
(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同，兩者間有何關(guān)系？
(3) 為了使用電器安全、正常地工作，對(duì)用電器工作電壓和功率都有規(guī)定數(shù)值。在家用電器或工廠電器設(shè)備的銘牌上，都鐫刻有該設(shè)備正常工作的額定電壓和額定電功率，兩者有什么關(guān)聯(lián)呢？
(4) 一般說來，用電器電壓不能超過額定電壓，但電壓低于額定電壓時(shí)，用電器功率不是額定功率，而是實(shí)際功率，實(shí)際功率與額定功率有什么關(guān)系呢？
提示　(1)t時(shí)間內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量q＝It，電場(chǎng)力做的功W＝qU＝UIt。
(2)不相同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少。
電流做功的快慢用電功率P表示，電流做功的多少用電功W表示。電流做功的多少W與做功的時(shí)間t和做功的快慢P有關(guān)。
(3)額定功率是用電器在額定電壓下工作的功率。
(4)實(shí)際功率是用電器在實(shí)際電壓下工作的功率。
P額是個(gè)定值，P實(shí)是個(gè)變值，P額≥P實(shí)。
1.電功和電功率
單位 焦耳，符號(hào)____ 瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)____
物理意義 描述______轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少 描述電流做功或消耗電能______的物理量
單位換算 1 kW·h＝3.6×106 J 1 W＝1 J/s＝1 V·A
J
W
電能
快慢
2.對(duì)電功和電功率的理解
(1)從力的角度看，電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功。
(2)從能的角度看，電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功的大小量度了電能的減少量。
3.額定功率和實(shí)際功率
(1)額定功率：用電器正常工作時(shí)所消耗的功率。當(dāng)用電器兩端的電壓達(dá)到額定電壓或電流達(dá)到額定電流時(shí)，用電器達(dá)到額定功率。
(2)實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下電流做功的功率。一般情況下，為保證用電器的安全，實(shí)際功率應(yīng)小于或等于額定功率。
【思考】 電能表是測(cè)量電路中消耗的電功率還是電功？
提示　電功
例1 (2024·浙江舟山高二期末)如圖所示的“52 ℃暖手充電寶”集暖手與移動(dòng)充電兩大功能于一體而受熱捧，下表中列出了這種產(chǎn)品的幾個(gè)主要參數(shù)：
產(chǎn)品名稱 52 ℃暖手充電寶 質(zhì)量 285 g
尺寸 74×68.5×33.8(mm) 電池容量 5 000 mA·h
輸入 DC 5 V/2.5 A(最大) 輸出 DC 5 V/2 A(最大)
發(fā)熱溫度 52 ℃ 發(fā)熱功率 2.0 W
根據(jù)上述信息，下列說法正確的是(　　)
A.5 000 mA·h的mA·h是能量單位
B.參數(shù)“DC 5 V”中“DC”指交流電
C.以最大電流給手機(jī)充電，充電寶最多能連續(xù)工作2個(gè)小時(shí)
D.該產(chǎn)品僅用作暖手，理論上可持續(xù)工作12.5小時(shí)
D
A
訓(xùn)練1 (2024·福建泉州高二期中)機(jī)場(chǎng)嚴(yán)禁攜帶額定能量超過160 W·h的充電寶搭乘飛機(jī)，一充電寶銘牌標(biāo)識(shí)如圖所示，下列說法正確的是(　　)
產(chǎn)品名稱：充電寶
產(chǎn)品型號(hào)：K112
電池容量：11 200 mA·h
電源輸入：5V－1A
電源輸出：5V－1A
A.機(jī)場(chǎng)限定的是充電寶儲(chǔ)存的電能不超過5.76×105 J
B.按照機(jī)場(chǎng)規(guī)定該充電寶不能帶上飛機(jī)
C.充電寶上標(biāo)注的11 200 mA·h是指其能儲(chǔ)存的電能
D.充電寶上標(biāo)注的11 200 mA·h是指其能儲(chǔ)存的最大
電荷量為672 C
解析　根據(jù)W＝Pt可得W＝Pt＝160×3 600 J＝5.76×105 J，故機(jī)場(chǎng)攜帶的充電寶的電能不能超過5.76×105 J，故A正確；由表中數(shù)據(jù)可知該充電寶的額定能量為W′＝qU＝5×11 200×10－3×3 600 J＝2.016×105 J<5.76×105 J，因此該充電寶可以帶上飛機(jī)，故B錯(cuò)誤；充電寶上標(biāo)注的11 200 mA·h是其儲(chǔ)存的最大電荷量，不是電能，儲(chǔ)存的最大電荷量為Q＝It＝11 200×10－3×3 600 C＝40 320 C，故C、D錯(cuò)誤。
產(chǎn)品名稱：充電寶
產(chǎn)品型號(hào)：K112
電池容量：11 200 mA·h
電源輸入：5V－1A
電源輸出：5V－1A
知識(shí)點(diǎn)二　焦耳定律及身邊的電熱
(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡有燙手的感覺(圖甲)，為什么？
(2)如圖甲所示，燈泡發(fā)生一段時(shí)間后才有燙手的感覺，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)？
(3)燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。根據(jù)此現(xiàn)象，你能作出怎樣的猜想？
(4)如圖乙所示，家庭電路中使用功率過大的用電器可能引起火災(zāi)。根據(jù)此現(xiàn)象，你能作出怎樣的猜想？
提示　(1)電流通過電氣設(shè)備時(shí)，導(dǎo)體一般都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，這就是電流的熱效應(yīng)。
(2)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡才有燙手的感覺，可以看出產(chǎn)生熱量的多少與時(shí)間有關(guān)。
(3)產(chǎn)熱多少跟電阻有關(guān)。
(4)產(chǎn)熱多少跟電流有關(guān)。
1.焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與______________成正比，與導(dǎo)體的電阻及__________成正比。這就是焦耳定律。
(2)公式：Q＝__________。
(3)電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的度量，單位是焦?fàn)?J)。
電流的二次方
通電時(shí)間
I2Rt
2.純電阻電路與非純電阻電路的比較
3.熱功率
4.身邊的電熱
(1)如電熱水器、電飯鍋、電刻筆、電焊等都是利用電流的________工作的。
(2)電流熱效應(yīng)的危害
如果插頭和插座之間接觸不良會(huì)迸出火花。在輸電線路中，由于電熱降低電能的傳輸效率，如果通過的電流______，散熱不好，可能會(huì)燒壞電線的絕緣層，引起漏電、觸電等事故。
熱效應(yīng)
過大
C
例2 電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒開后的保溫狀態(tài)，如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖，K是感溫材料制造的開關(guān)。下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)
BC
例3 (多選)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)兩端的電壓為5 V，電路中的電流為1 A。不計(jì)摩擦力，下列說法正確的是(　　)
A.電動(dòng)機(jī)的熱功率為5 W
B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為4 W
C.10 s內(nèi)，可以把重20 N貨物A勻速提升的高度為2 m
D.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率100%
含電動(dòng)機(jī)電路的功率計(jì)算
(1)輸入功率：電動(dòng)機(jī)消耗的功率即總功率
P總＝UI。
(2)輸出功率：電動(dòng)機(jī)做有用功的功率。如圖所示，P出＝mgv(設(shè)重物勻速上升)。
(3)熱功率：電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過線圈時(shí)的功率P熱＝I2R。
(4)功率關(guān)系：P總＝P出＋P熱。　　
AD
訓(xùn)練2 (多選)機(jī)動(dòng)車的尾氣含有鉛等大量有害物質(zhì)，也是造成地球“溫室效應(yīng)”的重要因素之一。電動(dòng)汽車因其無尾氣排放且噪音小等因素，正在逐漸被人們接受。某國(guó)產(chǎn)品牌電動(dòng)汽車的銘牌如下，已知蓄電池儲(chǔ)存的電能等于其容量乘輸出電壓，則下列說法正確的是(　　)
規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)
車型：60電動(dòng)汽車 電動(dòng)機(jī)額定輸出功率：1 675 W
整車質(zhì)量：400 kg 額定轉(zhuǎn)速：600 r/min
蓄電池(容量It＝800 A·h，輸出電壓約為36 V) 額定工作電壓/電流：36 V/50 A
A.電動(dòng)汽車正常工作時(shí)消耗的電功率1 800 W
B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.5 Ω
C.蓄電池充滿電后儲(chǔ)存的電能約為2.88×104 J
D.充滿電后電動(dòng)汽車在額定功率下能連續(xù)行駛的時(shí)間約為16 h
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
2
BC
1.(電功和電功率的理解)(多選)下列關(guān)于電功和電功率的說法正確的是(　　)
A.用電器的額定功率與用電器的實(shí)際電壓和實(shí)際電流有關(guān)
B.電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度
C.白熾燈正常工作時(shí)，實(shí)際功率等于額定功率
D.電功率越小，則電流做功越少
解析　用電器的額定功率是它正常工作時(shí)的功率，其值是由用電器本身的結(jié)構(gòu)決定的，與實(shí)際電流和實(shí)際電壓無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，電功是量度電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的物理量，B項(xiàng)正確；電流做功的多少不僅與功率的大小有關(guān)，還與通電時(shí)間有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
A
2.(焦耳定律的應(yīng)用)(2024·陜西西安高二期末)兩根相同材料做成的導(dǎo)體，若它們的橫截面積之比為2∶1，長(zhǎng)度之比為4∶1，則將它們串聯(lián)起來通以相同的電流，在相同的時(shí)間內(nèi)，它們產(chǎn)生的熱量之比為(　　)
A.2∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶4
ACD
3.(非純電阻電路的分析)(多選)某電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所加電壓U＝220 V，通過的電流I＝10 A，電動(dòng)機(jī)線圈電阻r＝0.5 Ω，則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，下列選項(xiàng)正確的有(　 　)
A.線圈的發(fā)熱功率為50 W B.線圈的發(fā)熱功率為96 800 W
C.電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為2 200 W D.電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率為2 150 W
解析　線圈的發(fā)熱功率為P熱＝I2r＝102×0.5 W＝50 W，故A正確，B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P＝UI＝220×10 W＝2 200 W，故C正確；電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率為P機(jī)械＝P－P熱＝2 200 W－50 W＝2 150 W，故D正確。
課后鞏固訓(xùn)練
3
D
題組一　電功和電功率
1.下列關(guān)于電功和電功率的說法中正確的是(　　)
A.電流做功越多，單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能越多
B.電功率大的用電器，消耗的電能一定多
C.電功率小的用電器，消耗的電能與通電時(shí)間無關(guān)
D.電能消耗越快的用電器，它的電功率也越大
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
解析　電流做功的功率越大，單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能越多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電功率大的用電器，在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能一定多，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)W＝Pt可知，電功率小的用電器，消耗的電能與通電時(shí)間有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電能消耗越快的用電器，它的電功率也越大，選項(xiàng)D正確。
C
2.一種稱作地中海電鰩的電魚能夠電擊它的獵物，一般來說，在一次電擊中它不必移動(dòng)，就能引起0.20 kV的電勢(shì)差，以18 A的電流傳送電荷，持續(xù)時(shí)間為1.5 ms，則在這次電擊中(　　)
A.傳輸?shù)碾姾闪繛?8 C B.地中海電鰩能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.電魚的電器官功率為3.6 kW D.電魚的電器官所做的功為3 600 J
解析　在這次電擊中，傳輸?shù)碾姾闪繛閝＝It＝18×1.5×10－3 C＝2.7×10－2 C，A錯(cuò)誤；地中海電鰩能將生物化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B錯(cuò)誤；電魚的電器官功率為P＝UI＝0.2×103×18 W＝3.6×103 W，C正確；電魚的電器官所做的功為W＝Pt＝3.6×103×1.5×10－3 J＝5.4 J，D錯(cuò)誤。
C
3.數(shù)碼相機(jī)的鋰電池電壓為3.7 V，容量為1 000 mA·h(相當(dāng)于用1 000 mA的電流可放電1小時(shí))，能連續(xù)拍攝約360張照片。根據(jù)以上信息估算每拍攝一張照片消耗的電能最接近(　　)
A.4 J B.10 J C.40 J D.400 J
D
4.當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗的電能為0.9 J。若相同時(shí)間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻，則在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是(　　)
A.3 V　1.8 J B.3 V　3.6 J
C.6 V　1.8 J D.6 V　3.6 J
B
題組二　焦耳定律及身邊的電熱
D
6.如圖所示，一手持迷你小風(fēng)扇內(nèi)安裝有小直流電動(dòng)機(jī)，其銘牌如下表所示，已知其線圈電阻為RM，額定電壓為U，額定電流為I。將它與電壓為U的直流電源連接，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，則(　　)
類型 手持風(fēng)扇
額定功率 7.4 W
電池容量 4 000 mA·h
電源輸出電壓 3.7 V
解析　電源輸出功率為電動(dòng)機(jī)消耗的總功率UI，故A、B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)線圈電阻的發(fā)熱功率為P熱＝I2RM，故C錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P出＝UI－I2RM，故D正確。
D
7.用充電寶給手機(jī)電池充電時(shí)，充電寶輸出電能轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池的化學(xué)能和內(nèi)能，等效電路如圖所示。在充電開始后的時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U和輸出電流I都可認(rèn)為是恒定的，若手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則t時(shí)間內(nèi)(　　)
D
8.(2024·福建福州一中期末)掃地機(jī)器人是一種智能家電，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃。如圖為某品牌掃地機(jī)器人，已知其電池容量2 000 mA·h，額定工作電壓10 V，額定功率30 W，則下列說法正確的是(　　)
A.掃地機(jī)器人的電阻約為3.3 Ω
B.題中“mA·h”是能量的單位
C.掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2 A
D.掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為40 min
B
9.(2024·貴州六盤水高二期末)某RC遙控競(jìng)速賽車電動(dòng)機(jī)的額定電壓為7.5 V，額定電流為2 A，驅(qū)動(dòng)賽車以15 m/s的速度勻速行駛，若平均阻力為0.8 N，則該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為(　　)
A.0.25 Ω B.0.75 Ω
C.1.5 Ω D.3.75 Ω
解析　電動(dòng)機(jī)的總功率為P＝UI＝15 W，輸出功率為P出＝fv＝12 W，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的功率為Pr＝I2r＝P－P出，得到該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝0.75 Ω，故B正確。
CD
10.(多選)電動(dòng)自行車以省時(shí)省力、價(jià)格低廉、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為眾多市民的首選交通工具。下表為某品牌電動(dòng)自行車的部分技術(shù)參數(shù)，則下列說法正確的是(　　)
綜合提升練
規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī)
車型 電動(dòng)自行車 額定輸出功率 200 W
整車質(zhì)量 40 kg 額定電壓 48 V
最大載重 120 kg 額定電流 5.0 A
A.正常勻速行駛時(shí)后輪受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力
B.電動(dòng)自行車的內(nèi)阻為9.6 Ω
C.電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)，
電機(jī)的輸入功率為240 W
D.電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)，
電機(jī)的效率約為83%
11.如圖甲所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”的外形圖，圖乙所示是該路燈系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路原理圖，光控開關(guān)S白天與觸點(diǎn)a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電，晚上與觸點(diǎn)b接觸，給路燈供電。太陽能電池板在晴天時(shí)每天可接收太陽能6 kW·h，能使“24 V　15 W”的路燈正常工作6天(路燈平均每天工作8 h)。求：
(1)該路燈正常工作時(shí)的電流；
(2)該路燈正常工作一天消耗的電能；
(3)太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率。
答案　(1)0.625 A　(2)0.12 kW·h　(3)12%
解析　(1)由P＝UI可得
路燈正常工作時(shí)的電流
(2)路燈正常工作時(shí)的功率
P＝15 W＝0.015 kW
該路燈正常工作一天消耗的電能
W＝Pt＝0.015 kW×8 h＝0.12 kW·h。
(3)路燈正常工作6天消耗的電能是
W電＝nW＝6×0.12 kW·h＝0.72 kW·h
太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率
(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率；
(2)電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率；
(3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻。
培優(yōu)加強(qiáng)練
答案　(1)8 000 W　(2)7×103 W　(3)2.5 Ω
解析　(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率
P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W。
電動(dòng)車勻速行駛時(shí)，F(xiàn)＝f
電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率
P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W。
(3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率
P熱＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W

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