高三物理复习第八章电路第三节电功和电热中学教育中考_中学教育-中学课件.pdf

学习必备 欢迎下载 第八章 电路 第三节 电功和电热 一本节高考考点及要求 电功率、焦耳定律 I 二基础回顾 1概念 电功：电流对某段电路所做的功（亦即电场力对定向移动的电荷所做的功）叫电功。表达式为 W=UIt。电热：电流流通过导体时所产生的热量，称为电热。某段电路所产生的电热，等于该电路将电能转化为 的值。焦耳定律：电流流过电路所产生的热量，与电流的平方成正比；与电路电阻成正比；与通电时间成正比。表达式为 。电功率：表征电流做功的 ，其定义式为 。2电功和电热的关系 纯电阻电路与非纯电阻电路的区别：纯电阻电路（如电热器）：满足欧姆定律 U=IR，电能 电热。非纯电阻电路（如电动机）：不满足欧姆定律 UIR，电能 电热。（1）纯电阻电路，消耗了多少电能，就一定会产生多少电热，因此电功等于电热。电功、电热关系式 W=Q=电功率、热功率关系式 P=PQ=（2）非纯电阻电路，消耗的电能只有一部分转化为电热，因此电功大于电热。电功 W=，电热 Q=电功率 P=，热功率 PQ=三例题精讲 例 1已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是 I1I2I3=123；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为 2，因此电压之比是 U1U2U3=112；在此基础上利用 P=UI，得 P1P2P3=126 例 2 某一电动机，当电压 U1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为 I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，511IUR，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为 P电=U2I2=36W，内部消耗的热功率 P热=RI22=5W，所以机械功率 P=31W R2 R1 R3 学习必备 欢迎下载 例 3如图所示，直流电动机与可变电阻1R并联，路端电压 U 恒定，调节1R使两个支路中的电流强度相等，则可知 A两个支路中的电阻相等 B两支路两端的电压相等 C两支路产生的热量相等 D两支路消耗的电功率相等 分析：电动机属非纯电阻电路，不满足欧姆定律，故两支路电阻不相等；由于两支路并联，故电压相等；由RIQ2，它们产生的热量因电阻 R的不同而不同；再由 P=UI可知，两支路消耗的电功率相等，答案 BD正确。例 4.某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量 m=50kg，电源提供给电动机的电压为 U=110V，不计各种摩擦，当电动机以 v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度 I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取 g=10m/s2）解：电动机输出的机械功率 P机=mgv=450w 电动机消耗的电功率 P=UI=550w 则电动机发热功率 PQ=P-P机=100w 由 PQ=I2r 可求得电动机的线圈电阻 r=4 四跟踪练习（一）选择题 1.一台电动机的输出功率是 10kW，这表明该电动机工作时().(A)每秒消耗 10kw 电能 (B)每秒对外做 10kw 功(C)每秒消耗 10kJ 电能 (D)每秒对外做 10kJ 功 2电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。如图 11 是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝。则下列关于它工作状态说法正确的有：AS 接通是保温状态 BS 接通是加热状态 CS 断开是保温状态 DS 断开是加热状态 3.电动机的电枢阻值为 R，电动机正常工作时，两端的电压为 U，通过的电流为 I，工作时间为 t，下列说法中正确的是().(A)电动机消耗的电能为 UIt (B)电动机消耗的电能为 I2Rt(C)电动机线圈产生的热量为 I2Rt(D)电动机线圈产生的热量为 U2t/R 4.某品牌电动自行车的铭牌如下:车型:20寸(车轮直径:508mm)电池规格:36V，12Ah(蓄电池)整车质量:40kg 额定转速:210rmin 外形尺寸:L1800mmW650mmH1100mm 充电时间:28h 电机:后轮驱动、直流永磁式电机 额定工作电压电流:36V5A 根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为().(A)15kmh (B)18kmh (C)20kmh (D)25kmh 对某段电路所做的功亦即电场力对定向移动的电荷所做的功叫电功表达式为电热电流流通过导体时所产生的热量称为电热某段电路所产生的电热等于该电路将电能转化为的值焦耳定律电流流过电路所产生的热量与电流的平方成正比非纯电阻电路的区别纯电阻电路如电热器满足欧姆定律电能电热非纯电阻电路如电动机不满足欧姆定律电能电热纯电阻电路消耗了多少电能就一定会产生多少电热因此电功等于电热电功电热关系式电功率热功率关系式非纯电阻电路这三只电阻的实功率之比为解本题解法很多注意灵活巧妙经过观察发现三只电阻的电流关系最简单电流之比是还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为因此电压之比是在此基础上利用得例某一电动机当电压时带不动负载因此不转动学习必备 欢迎下载 5.如图所示，电阻 R1=20，电动机的绕组 R2=10.当电键 S 断开时，电流表的示数是 0.5A，当电键 S 闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数 I 和电路消耗的电功率应是().(A)I=1.5A (B)I1.5A(C)P=15W (D)P15W 6.如图所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V，10W，B 灯60V，60W”，c 灯40V，40W，D 灯30V，30W.在 a、b 两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是().(A)PBPDPAPC (B)PBPAPDPC(C)PBPDPCPA (D)PAPCPDPB 7.家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是 PTC，PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，因此，PTC 元件具有发热、控温双重功能.对此，下列判断中正确的组合是().(A)通电后，其电功率先增大后减小(B)通电后，其电功率先减小后增大(C)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 T1或 T2不变(D)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 T1T2的某一值不变 8.把 R1=8、R2=2两个电阻中联到电路中，要使两个电阻消耗的电功率相同，下列方法中可行的是()(A)给 R1并联一个阻值为 8/3的电阻(B)给 R1并联一个阻值为 8的电阻(C)给 R2串联一个 6的电阻 (D)给 R2并联一个 6的电阻 9.如图所示，A、B 两端的电压 U 一定，电阻 R 先接在 A、B两端，消耗功率为 9W.再将电阻 R 接在较远的 C、D 两端，消耗功率为 4W.在后一种情况下，输电导线 AC、BD 共消耗功率为().(A)2W(B)3W(C)4W(D)5W 10.如图所示，电路中每个电阻的阻值都相同，额定功率也相同.当电压 U 升高时，先烧坏的电阻应是().(A)R1和 R2(B)R3(C)R4(D)R5 11.用两个不同的电热丝烧开水，不计热量损失，单独用第一个烧，用时 t1，单独用第二个烧同样的水，用时 t2。如果把两电热丝串联后接在相同电压下烧同样的水，则需要时间().(A)t1t2 (B)21tt (C)2tt21 (D)2121tttt 12.有一电热器，额定电压为 220V，额定功率为 1000W.现要把它改装一下，用在电压为 110V的电路中，若要使它消耗的功率仍为 1000W（假设电阻丝不被烧断）.下面做法可行的有().(A)将电热器中的电热丝截去一半 对某段电路所做的功亦即电场力对定向移动的电荷所做的功叫电功表达式为电热电流流通过导体时所产生的热量称为电热某段电路所产生的电热等于该电路将电能转化为的值焦耳定律电流流过电路所产生的热量与电流的平方成正比非纯电阻电路的区别纯电阻电路如电热器满足欧姆定律电能电热非纯电阻电路如电动机不满足欧姆定律电能电热纯电阻电路消耗了多少电能就一定会产生多少电热因此电功等于电热电功电热关系式电功率热功率关系式非纯电阻电路这三只电阻的实功率之比为解本题解法很多注意灵活巧妙经过观察发现三只电阻的电流关系最简单电流之比是还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为因此电压之比是在此基础上利用得例某一电动机当电压时带不动负载因此不转动学习必备 欢迎下载(B)将电热器中的电热丝截去 3/4，只留下 1/4(C)在电热器中再并联一根与原来相同的电热丝(D)将电热器小的电热丝等分成两段，再并联起来 （二）填空题 13.三个标有100，4W”、“12.5，8W”、“90，10W字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是_V，并联时允许通过的最大总电流是_A.14.某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转动情况.测得冰箱制冷时，转盘每 12s 转一转；冰箱保温时，转盘每 120s 转一转.电能表上标明“2000r(kWh)”.该同学还测得冰箱每小时制冷 10min，保温 50min.每月按 30d(天)汁.则该冰箱月耗电为_(kWh)(度).（三）计算题 15.一个灯泡 L，标有6V，12W字样，一台直流电动机 D，其线圈电阻为 2，把 L 与 D并联，当电动机正常工作时，灯泡也正常发光.把 L 与 D 串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的 3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率(假定灯泡电阻保持不变).16.把灯 L1，接到一个电压恒定的电源上，L1的电功率是 100W.如果把它与另一个灯 L2串联起来再接到电源上，L2的电功率是 9W.问此时灯 L1的功率是多少(假定灯泡的电阻恒定不变)?17.如图所示，a、b 两端接到电压恒定的电源上，如果 c、d 两端接一电压表，示数为 60V；如接一电流表，示数为 3A；如果在 c、d 间接一电阻 R3，则三个电阻消耗的功率相等.求 R1、R2、R3的阻值及 a、b 间的电压(电表为理想表).18有一个直流电动机，把它接入 0.2V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是 0.4A，若把它接入 2V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是 1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率。（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为视为纯电阻用电器）对某段电路所做的功亦即电场力对定向移动的电荷所做的功叫电功表达式为电热电流流通过导体时所产生的热量称为电热某段电路所产生的电热等于该电路将电能转化为的值焦耳定律电流流过电路所产生的热量与电流的平方成正比非纯电阻电路的区别纯电阻电路如电热器满足欧姆定律电能电热非纯电阻电路如电动机不满足欧姆定律电能电热纯电阻电路消耗了多少电能就一定会产生多少电热因此电功等于电热电功电热关系式电功率热功率关系式非纯电阻电路这三只电阻的实功率之比为解本题解法很多注意灵活巧妙经过观察发现三只电阻的电流关系最简单电流之比是还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为因此电压之比是在此基础上利用得例某一电动机当电压时带不动负载因此不转动学习必备 欢迎下载 五参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D BC AC C BD B AD B A D A BD 13.40.5，9.9 14.27 15.4.38W 16.1W 或 81W 17.R1=25，R2=100，R3=100，75V 18.(1)1.5W (2)8W 本卷由100 测评网整理上传，专注于中小学生学业检测、练习与提升.对某段电路所做的功亦即电场力对定向移动的电荷所做的功叫电功表达式为电热电流流通过导体时所产生的热量称为电热某段电路所产生的电热等于该电路将电能转化为的值焦耳定律电流流过电路所产生的热量与电流的平方成正比非纯电阻电路的区别纯电阻电路如电热器满足欧姆定律电能电热非纯电阻电路如电动机不满足欧姆定律电能电热纯电阻电路消耗了多少电能就一定会产生多少电热因此电功等于电热电功电热关系式电功率热功率关系式非纯电阻电路这三只电阻的实功率之比为解本题解法很多注意灵活巧妙经过观察发现三只电阻的电流关系最简单电流之比是还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为因此电压之比是在此基础上利用得例某一电动机当电压时带不动负载因此不转动