3、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．內(nèi)外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，EI＝P內(nèi)＋P外就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)．
(2)外電阻的阻值向接近內(nèi)阻的阻值方向變化時，電源的輸出功率變大．
易錯提示
(1)在非純電阻電路中，歐姆定律不再適用，不能用歐姆定律求電流，應(yīng)用P＝UI求電流。
(2)在非純電阻電路中，電功大于電熱，即W>Q，這時電功只能用W＝UIt計算，電熱只能用Q＝I2Rt計算，兩式不能通用。
(3)由能量守恒定律得W＝Q＋E，E為其他形式的能。對電動機來說，輸入的功率P入＝IU，發(fā)熱的功率P熱＝I2r，輸出的功率即機械功率P機＝P入－P熱＝UI－I2r。
【典例1
4、】 在如圖7－1－2所示電路中，電源電動勢為12 V，電源內(nèi)阻為1.0 Ω，電路中的電阻R0為1.5 Ω，小型直流電動機M的內(nèi)阻為0.5 Ω.閉合開關(guān)S后，電動機轉(zhuǎn)動，電流表的示數(shù)為2.0 A．則以下判斷中正確的是( )．
A．電動機的輸出功率為14 W
B．電動機兩端的電壓為7.0 V
C．電動機的發(fā)熱功率為4.0 W
D．電源輸出的電功率為24 W
【答案】 B
【典例2】一電動自行車動力電源上的銘牌標有“36 V、10 Ah”字樣。假設(shè)工作時電源(不計內(nèi)阻)的輸入電壓恒為36 V,額定輸出功率180 W。由于電動機發(fā)熱造成能量損耗(其他損耗不計),電動自行車的效率為
5、80%,則下列說法正確的是( )
A. 額定工作電流為10 A
B. 動力電源充滿電后總電量為3.6×103 C
C. 電動自行車電動機的內(nèi)阻為7.2 Ω
D. 電動自行車保持額定功率行駛的最長時間是2 h
【答案】D
【跟蹤短訓】
1．如圖所示，用輸出電壓為1.4 V，輸電電流為100 mA的充電器對內(nèi)阻為2 Ω的鎳-氫電池充電．下列說法正確的是( )．
A．電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為0.12 W
B．充電器輸出的電功率為0.14 W
C．充電時，電池消耗的熱功率為0.12 W
D．充電器把0.14 W的功率儲存在電池內(nèi)
【答案】 AB
【解析】 充電器對
6、電池的充電功率為P總＝UI＝0.14 W，電池充電時的熱功率為P熱＝I2r＝0.02 W，所以轉(zhuǎn)化為化學能的功率為P化＝P總－P熱＝0.12 W，因此充電器把0.12 W的功率儲存在電池內(nèi)，故A、B正確，C、D錯誤．
2．一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓220 V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計)，均正常工作．用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0 A，通過洗衣機電動機的電流是0.50 A，則下列說法中正確的是( )．
A．電飯煲的電阻為44 Ω，洗衣機電動機線圈的電阻為440 Ω
B．電飯煲消耗的電功率為1 555 W，洗衣機電動機消耗的電功率為155.5 W
C．1 mi
7、n內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104 J，洗衣機電動機消耗的電能為6.6×103 J
D．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍
【答案】 C
【解析】 一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的電源上，電飯煲可視為純電阻，電飯煲的電阻為R＝U/I＝44 Ω，洗衣機主要元件是電動機，不能利用歐姆定律計算線圈的電阻，選項A錯誤；電飯煲消耗的電功率為P＝UI＝220×5 W＝1 100 W，洗衣機電動機消耗的電功率為P＝UI＝110 W，選項B錯誤；1 min內(nèi)電飯煲消耗的電能為Pt＝1 100 W×60 s＝6.6×104 J，洗衣機電動機消耗的電能為Pt＝110 W×60
8、 s＝6.6×103 J，選項C正確．電飯煲發(fā)熱功率是I2R＝52×44 W＝1 100 W，根據(jù)題述不能計算出洗衣機電動機內(nèi)阻和發(fā)熱功率，選項D錯誤．
3. 如圖所示，電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流電動機內(nèi)阻R0′＝1 Ω，當調(diào)節(jié)滑動變阻器R1時可使甲電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時可使乙電路輸出功率最大，且此時電動機剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝2 W)，則R1和R2的值分別為( )．
A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω
C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω
【答案
9、】 B
【典例3】已知電源內(nèi)阻r＝2 Ω，燈泡電阻RL＝2 Ω，R2＝2 Ω，滑動變阻器R1的最大阻值為3 Ω，如圖所示，將滑片P置于最左端，閉合開關(guān)S1、S2，電源的輸出功率為P0，則( )
A．滑片P向右滑動，電源輸出功率一直減小
B．滑片P向右滑動，電源輸出功率一直增大
C．斷開S2，電源輸出功率達到最大值
D．滑片P置于最右端時，電源輸出功率仍為P0
【答案】 D
【解析】 閉合開關(guān)S1、S2，外電路總電阻R＝R1＋R并＝R1＋1 Ω，當R＝r＝2 Ω時，電源輸出功率最大，根據(jù)電源輸出功率與外電路電阻的關(guān)系圖像(如圖所示)可知，
滑片P從最左端向右滑動，外
10、電路總電阻從4 Ω減小到1 Ω，電源輸出功率先增大再減小，故A、B錯誤；滑片P在最左端時，斷開S2，外電路總電阻R＝R1＋R2＝5 Ω≠r，電源的輸出功率不是最大，故C錯誤；當滑片P在最左端時，R＝R1＋R并＝4 Ω，電流I＝＝(A)，電源的輸出功率為P0，則P0＝I2R＝(W)；當滑片在最右端時，R′＝R并＝1 Ω，電流I′＝＝(A)，電源的輸出功率為P′＝I′2R′＝(W)＝P0，故D正確。
【典例4】在純電阻電路中，當用一個固定的電源(設(shè)E、r是定值)向變化的外電阻供電時，關(guān)于電源的輸出功率P隨外電阻R變化的規(guī)律如圖所示。下列判斷中正確的是（ ）
A. 當R＝r時，電源有
11、最大的輸出功率
B. 電源內(nèi)阻消耗的功率隨外電阻R的增大而增大
C. 電源的功率P總隨外電阻R的增大而增大
D. 電源的效率η隨外電阻R的增大而增大
【答案】AD
【解析】
【跟蹤短訓】
1. 如圖所示的電路中，電源的電動勢和內(nèi)阻保持不變，下列說法中正確的是（ ）
A. 閉合電路中，電流總是從電勢高的地方流向電勢低的地方
B. 越大，路端電壓越大
C. 越大，電源的輸出功率越大
D. 阻值不同，電源的輸出功率可能相同
【答案】BD
2．如圖所示，閉合開關(guān)S后，A燈與B燈均發(fā)光，當滑動變阻器的滑片P向左滑動時，以下說法中正確的是( )．
A
12、．A燈變亮
B．B燈變亮
C．電源的輸出功率可能減小
D．電源的總功率增大
【答案】 AC
【解析】 滑動變阻器的滑片P向左滑動，R的阻值增大，外電路的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律知，干路的電流I＝減小，則B燈變暗，路端電壓U＝E－Ir增大，燈泡A兩端的電壓UA＝U－UB增大，A燈變亮，則A選項正確，B選項錯誤；電源的輸出功率P外＝可能減小，電源的總功率P＝EI減小，則C選項正確、D選項錯誤．
課后作業(yè)
1．一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36 W與36 V。若把此燈泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率( )
A．等于36 W B．小于
13、36 W，大于9 W
C．等于9 W D．小于9 W
【答案】B
2．(多選)一臺電動機的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同時間內(nèi)( )．
A．電爐放熱與電動機放熱相等
B．電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓
C．電爐兩端電壓等于電動機兩端電壓
D．電動機消耗的功率大于電爐的功率
【答案】 ABD
【解析】 電爐屬于純電阻，電動機屬于非純電阻，對于電爐有：U＝IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，對于電動機有：U>IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.
3．(多選)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
14、率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多
B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝t只適用于純電阻的電路
C．在非純電阻的電路中，UI>I2R
D．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路
【答案】 BCD
【解析】 電功率公式P＝，功率越大，表示電流做功越快．對于一段電路，有P＝IU，I＝，焦耳熱Q＝2Rt，可見Q與P、U、t都有關(guān)．所以，P越大，Q不一定越大，A不對．W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，而I＝只適用于純電阻的電路，B對．在非純電阻的電路中，電流所做的功＝焦耳熱＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正確．Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電
15、路中產(chǎn)生的焦耳熱，D正確．
4．電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件，技術(shù)工人常將電烙鐵和一個燈泡串聯(lián)使用，燈泡還和一只開關(guān)并聯(lián)，然后再接到市電上(如圖7－1－11所示)，下列說法正確的是( )．
A．開關(guān)接通時比開關(guān)斷開時消耗的總電功率大
B．開關(guān)接通時，燈泡熄滅，只有電烙鐵通電，可使消耗的電功率減小
C．開關(guān)斷開時，燈泡發(fā)光，電烙鐵也通電，消耗的總功率增大，但電烙鐵發(fā)熱較少
D．開關(guān)斷開時，燈泡發(fā)光，可供在焊接時照明使用，消耗總功率不變
【答案】 A
【解析】 開關(guān)接通時，燈泡被短路，燈泡熄滅，電路的總電阻變小，電路的總功率P＝變大，電烙鐵的功率
16、變大．
5．兩個電池1和2的電動勢E1>E2，它們分別向同一電阻R供電，電阻R消耗的電功率相同。比較供電時電池1和2內(nèi)部消耗的電功率P1和P2及電池的效率η1和η2的大小，則有( )
A．P1>P2，η1>η2 B．P1>P2，η1<η2
C．P1η2 D．P1
17、A．U1＝U2，Q1U2，Q1＝Q2
【答案】B
【解析】 電阻R和電動機串聯(lián)，流過兩用電器的電流相同。電阻R跟電動機線圈的電阻相等，由焦耳定律可知兩者產(chǎn)生的熱量相等，即Q1＝Q2。電動機正常工作時為非純電阻用電器，消耗的電能絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能，所以電流通過電動機做的功要大于電流通過電阻R做的功，即W1
18、示。已知充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r。下列說法正確的是
A. 充電器的輸出電功率為
B. 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為
C. 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為
D. 充電效率為％
【答案】C
8．如圖所示，玩具電動機、電流表、開關(guān)盒電池組成閉合電路．閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電動機啟動時電流表的讀數(shù)比正常工作時的讀數(shù)要大；當正常運轉(zhuǎn)后用手輕觸電動機轉(zhuǎn)軸，使轉(zhuǎn)速逐漸變慢，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)逐漸變大，則以下說法中正確的是( )
A. 電動機啟動時產(chǎn)生的反電動勢較小，因此電流表的讀數(shù)較大
B. 用手輕觸電動機產(chǎn)生的反電動勢較大，因此電流表的讀數(shù)較大
C
19、. 用手輕觸使電動機停止轉(zhuǎn)動，這時電動機消耗功率最小
D. 為防止電動機燒壞，在啟動時可以先加較小電壓，達到一定轉(zhuǎn)速后再改為額定電壓
【答案】AD
點晴：本題關(guān)鍵明確電動機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生反電動勢，阻礙電流，反電動勢與原電動勢越接進，電流越小。
9．如圖所示的電路，電源電動勢為12V，內(nèi)阻恒定且不可忽略．初始時刻，電路中的電流等于I0，且觀察到電動機正常轉(zhuǎn)動．現(xiàn)在調(diào)節(jié)滑動變阻器使電路中的電流減小為I0的一半，觀察到電動機仍在轉(zhuǎn)動．不考慮溫度對電阻的影響，下列說法正確的是（ ）
A. 電源的熱功率減為初始時的一半
B. 電源的總功率減為初始時的一半
C. 電動機的熱功率減為初始時的一
20、半
D. 變阻器的功率減為初始時的四分之一
【答案】B
【解析】AC、電源的內(nèi)阻和電動機的內(nèi)阻不變，根據(jù)公式知：電路中的電流減小為的一半，則電源的熱功率減為初始時的，電動機的熱功率減為初始時的，故A、C錯誤；
B、根據(jù)P=EI知：電路中的電流減小為的一半，而電源的電動勢不變，則電源的總功率減為初始時的一半，故B正確；
D、電路中的電流減小為的一半，說明變阻器接入電路的電阻增大，所以由知變阻器的功率大于初始時的，故D錯誤；
故選B。
10. 一輛電動觀光車蓄電池的電動勢為E，內(nèi)阻不計，當空載的電動觀光車以大小為v的速度勻速行駛時，流過電動機的電流為I，電動車的質(zhì)量為m，電動車受到的
21、阻力是車重的k倍，忽略電動觀光車內(nèi)部的摩擦，則( )．
A．電動機的內(nèi)阻為R＝
B．電動機的內(nèi)阻為R＝－
C．電動車的工作效率η＝
D．電動機的發(fā)熱效率η＝
【答案】 BCD
【解析】 根據(jù)能量守恒定律，EI＝I2R＋kmgv，所以電動機的內(nèi)阻為R＝－，選項A錯誤、B正確；電動車的工作效率等于輸出功率與總功率之比，即η＝，所以C正確；電動機的發(fā)熱效率η＝，D正確．
11. 如圖所示的電路中，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關(guān)S，下列說法正確的有( )
A．路端電壓為10 V
B．電源的總功率為10 W
C．a(chǎn)、b間電壓的大小為5
22、 V
D．a(chǎn)、b間用導線連接后，電路的總電流為1 A
【答案】AC
12．如圖所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，某余用電器均不會損壞，則下列說法正確的是( )
A．電流表、電壓表的讀數(shù)均變小
B．電源內(nèi)阻消耗的功率變大
C．液滴將向上運動
D．電源的輸出功率變大
【答案】C
13．如圖所示電路， 電源電動勢為E，串聯(lián)的固定電阻為R2，滑動變阻器的總電阻為R1，電阻大小關(guān)系為R1＝R2＝r，則在滑動觸頭從a端移動到b端的過程中，下列描述中正確的是( )．
A．電路中的總電流先
23、減小后增大
B．電路的路端電壓先增大后減小
C．電源的輸出功率先增大后減小
D．滑動變阻器R1上消耗的功率先減小后增大
【答案】 AB
【解析】 在滑動觸頭從a端移動到b端的過程中，R1接入電路的電阻(實際上是RaP與RbP的并聯(lián)電阻)先增大后減小，所以電路中的總電流先減小后增大，電路的路端電壓先增大后減小，A、B正確；題中R外總大于電源內(nèi)阻，外電路電阻R外越接近電源內(nèi)阻，電源輸出功率越大，滑動觸頭從a端移動到b端的過程中，R1接入電路的電阻先增大后減小，電源的輸出功率先減小后增大，C錯誤；將R2＋r視為電源內(nèi)阻，在滑動觸頭從a端移動到b端的過程中，外電阻R1接入電路的電阻先增大后減小，滑動變阻器R1上消耗的功率先增大后減小，D錯誤．
14．如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖．電動機內(nèi)電阻r＝0.8 Ω，電路中另一電阻R＝10 Ω，直流電壓U＝160 V，電壓表示數(shù)UV＝110 V．試求：
(1)通過電動機的電流；
(2)輸入電動機的電功率；
(3)若電動機以v＝1 m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量？(g取10 m/s2)
【答案】 (1)5 A (2)550 W (3)53 kg
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2019高考物理一輪復習 微專題系列之熱點專題突破 專題46 電路中的能量問題學案
