12-1电路中的能量转化课堂精讲+课时作业-2022-2023学年高二物理(原卷版).docx

12.1电路中的能量转化

课堂精讲精练
一． 电功和电功率
例1．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（　　）

A．P甲=P乙 B．P乙=3P甲 C．P甲=3P乙 D．P乙>3P甲
例2．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（　　）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R=U1I2
C．对应P点，小灯泡的电阻为R=U1I2−I1
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
例3．有一家用电熨斗,其电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低､中､高三个不同的温度挡,图乙是它的四种不同的连接方式,其中能获得高挡温度的是( )

A．A B．B C．C D．D
二． 焦耳定律
例4．在如图所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．以下判断中正确的是（　　）

A．电动机的输出功率为14 W B．电动机两端的电压为7 V
C．电动机产生的热功率为4 W D．电源输出的电功率为24 W
例5．如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V，12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4 Ω，求：
（1）电源的输出功率P出；
（2）10 s内电动机产生的热量Q；
（3）电动机的机械功率。

三． 电路中的能量转化
例6．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　）

A．充电宝输出的电功率为UI+I2r B．充电宝产生的热功率为I2r
C．手机电池产生的焦耳热为U2rt D．手机电池储存的化学能为UIt−I2rt

课时作业

一、单选题
1．关于四个公式①P=UI，②P=I2R，③P=U2R，④P=Wt下列说法中正确的是（　　）
A．公式①适用于任何电路热功率的计算
B．公式②适用于任何电路电功率的计算
C．公式③适用于任何电路热功率的计算
D．公式④适用于任何电路电功率的计算
2．有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V，100W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后，四盏灯都能发光。最暗的是（设实际功率越大，灯越亮）（　　）

A．L3 B．L2 C．L1 D．L4
3．如图所示的电路中，R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω，接在电源上时，它们的电功率分别为P1、P2、P3，则（　　）

A．P1>P2>P3 B．P1=P2=P3 C．P1<P2<P3 D．P2<P1<P3
4．如图所示，电阻R和内阻也等于R的电动机M串联接到电路中，接通开关后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2。在t时间内，电流通过电阻R做功W1、产生热量Q1，电流流过电动机做功W2、产生热量Q2，则有（　　）

A．W2=Q2 B．W1=W2 C．Q1=Q2 D．U1=U2
5．如图所示为吹风机的工作电路图，rM为电动机的内阻、电阻丝的电阻为R。已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220V，低挡消耗的电功率为220W，高挡消耗的电功率为1100 W，则下列对该电路的分析正确的是（　　）

A．两开关均闭合时吹风机为低挡位
B．电动机工作时，其输出的机械功率为220 W
C．吹风机的电阻rM=220 Ω
D．R=55 Ω
二、多选题
6．电饭煲工作时有两种状态：一种是煲内水烧干前的加热状态，另一种是煲内水烧干后的保温状态。如图所示是电饭煲电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关下列说法正确的是（     ）

A．当开关S接通时电饭煲为保温状态，当开关S断开时电饭煲为加热状态
B．当开关S接通时电饭煲为加热状态，当开关S断开时电饭煲为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1:R2应为2：1
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1:R2应为(2−1):1
7．下列有关公式的说法正确的是（　　）
A．计算电功时W=UIt适用于任何电路
B．对任何电路W=UIt=U2Rt
C．在非纯电阻电路中，UI>I2R
D．计算焦耳热时，Q=I2Rt适用于任何电路
8．—直流电动机所加电压为U．电流为I．线圈内阻为R。当它工作时，下列说法中错误的是（       ）
A．电动机的输出功率为U2R B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU−I2R D．电动机的功率为U2R
9．一微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，下列说法正确的是（　　）
A．电动机内阻为1Ω
B．电动机内阻为2.5Ω
C．电动机正常工作时的效率为60%
D．电动机正常工作时的效率为50%
10．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　)

A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75 W
C．L2的电阻为12 Ω D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4
三、解答题
11．一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A。在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；
（3）线圈的电阻。