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1、12.1电路中的能量转化 课中练一、电功和电热【课堂引入】.电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？【例题】.如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线.当通过该元器件的电流为0.4AA.该元器件的阻值为250QB.该元器件的阻值为125QC.该元器件消耗的电功率为20WD.该元器件消耗的电功率无法求解1 .额定电压都是110V,额定功率Pa=100W, Pb=40W的灯泡两盏，若接在电压为220V的电路上，两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（）ABBH oQ0oB o-0-1a 1AA1_1O, o （）_bHD oJhH b （【
2、课堂练习】4. 一个电热器电阻为R,当它两端电压为U,通过时间，消耗电能为W, 法正确的是（）A.电阻不变，电压U不变，通电时间，变为原来的2倍B.电阻H减半，电压。增大1倍，通电时间,减半C.电阻尺不变，电压U增大1倍，通过时间，不变-0_O若使它消耗的电能为4W,下列方均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（）ABBH oQ0oB o-0-1a 1AA1_1O, o （）_bHD oJhH b （【课堂练习】4. 一个电热器电阻为R,当它两端电压为U,通过时间，消耗电能为W, 法正确的是（）A.电阻不变，电压U不变，通电时间，变为原来的2倍B.电阻H减半，电压。增大1倍，通电时间,减半C.电
3、阻尺不变，电压U增大1倍，通过时间，不变-0_O若使它消耗的电能为4W,下列方D.电阻R减半，电压U不变，通电时间，不变5.如图所示的电路中，R、氏2都是“4W、100Q”的电阻，尺3是“ 1W、100Q”的电阻，则A5间允许消耗的最大功率是（）R、 &A. 1.5WB. 4.5WC. 8WD. 9W二、电路中的能量转化【课堂引入】纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体 内能。非纯电阻电路：含有电动机或电解槽 等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或 化学能等其他形式的能。例如电动机P总=尸出+尸热。【例题】6一辆电动车
4、蓄电池的电动势为E,内阻不计，当空载的电动车以速度口在水平路面上匀速行驶时，流过电 动机的电流为/,电动车的质量为相，受到的阻力是车重的左倍，忽略电动车内部的摩擦，则（）A.电动机的内阻为r=7/B.电动机的内阻为=彳翠C.如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变小D.如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变大【课堂练习】下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（）A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多TJ27. 适用于任何电路，而卬二尸放=一，只适用于纯电阻电路RC.在非纯电阻电路中，UIPRD.焦耳热。=产放适用于任何电路【例题】8.如图所示
5、，电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V, 0.4W”，开关S接1,当变阻器调到R=4Q时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作.则（）C.电动机的正常工作电压为IV【课堂练习】C.电动机的正常工作电压为IV【课堂练习】B.电动机的内阻为4QD.电源效率约为93.3%8. 一台小型电动机在6V电压下正常工作，用此电动机提升重为10 N的物体时，在10s内使该物体在竖直方 向匀速上升了 1.1 m,上述过程中，通过电动机的电流为0.2 A.不计除电动机线圈生热外的其他能量损失.求： 电动机输出的机械功率；（2）电动机线圈的电阻.1。.小型直流电动机（其线圈内阻为=1 Q
6、）与规格为“4 V、4W”的小灯泡并联，再与阻值为R=5Q的电阻串联，然后接至U=12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：通过电动机的电流；电动机的输出功率P出；电动机的效率.参考答案1【答案】电吹风工作时，将电能转化为内能和机械能。电熨斗工作时，将电能转化为内能2. BC【详解】AB.由图可知，当电流为0.4A时，电压为50V,则由欧姆定律可知，阻值为= 1250 / 0.4故B正确，A错误；CD .由尸=。./可知，该元器件消耗的电功率为20W,故C正确，D错误.3. C【详解】由题知，两灯泡额定电压相等，A灯泡的额定功率较大，由P上R可知，A灯泡的电阻较小，即R
7、b RaA.图中灯泡A和B串联在220V的电源上，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压均不等于110V, 所以都不能正常工作，A错误；B.图中灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，由并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻可 知,B灯泡的电阻一定大于并联部分的总电阻，由串联电路的分压特点可知I,两灯泡两端的电压均不等于110V, 所以都不能正常工作，B错误；CD.选项C中灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，由电阻的并联可知，可变电阻调节合适时可以 使并联部分的电阻和灯泡A的电阻相等，即两灯泡可以同时正常发光；选项D中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，当可变电阻的阻值和两灯泡
8、并联的电阻相等时它们可 以同时发光；由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，选项C中电路的总电流为A灯泡的额定电流，选项D中电 路的总电流等于A和B两灯泡的额定电流之和，由P = UI可知，选项C中电路消耗的功率最小。故选CoBC【详解】A.当电阻R不变，电压U不变，通电时间1变为原来的2倍时，消耗电能u2W, = J.2/ = 2WR故A错误;故A错误;B.当电阻R减半,电压U增大1倍，通电时间/减半时，消耗电能L = 4W2故B正确;C.当电阻R不变，电压。增大1倍，通过时间，不变时，消耗电能(2。).”4WR故C正确；D.当电阻R减半，电压U不变，通电时间/不变时，消耗电能此=-/
9、= 2WK万故D错误。故选BCoA【详解】根据题意，得总电阻为(/?1+7?2)7?32004+冬+鸟3对于Ri和R2来说，额定电压为U二阿尸20V额定电流为1、旦=0.2A4对于心，额定电压为额定电流为L= = QAA舄并联电路允许的最大电压等于最小额定电压，故总电压取10V,故总功率为U2P = L5WR故选AoBD【详解】AB.由功能关系rEI = kmgv+I r电动机发热的功率为P热=rr = EI - kmgv则电动机的内阻为E kmgvr=7T故B正确A错误；CD.若电动机突然被卡住而停止转动，相当于纯电阻，电路中总电流变大，则电源消耗的功率将变大，故D正确C错误。故选BDoBC
10、D【详解】A.电功率公式t表示电功率越大，电流做功越快.对于一段电路，有P = IUU焦耳热P .Q = (-)2 Rt可见。与P、U、八R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错；电功的定义式W = UIt适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路，即2。W = I2Rt =R只适用于纯电阻电路，B正确;C.在非纯电阻电路中，电流做的功等于焦耳热和其他形式的能之和，所以WQuii2rc正确;D.焦耳热的定义式Q = I2Rt适用于任何电路，D正确。故选BCDo8. AD【详解】小灯泡的额定电流为P 0.4 A “a一=A = 0.2AU 2电阻为R, = = Q = 10Ql I 0.2A.当接1时
11、代入数据解得电源的内阻故A正确;BC.当接2时灯泡正常发光，流过的电流为/=0.2A电源内阻分的电压为gr0.2xlV=0.2V故电动机分的电压为U 动二足为-=(3-2-0.2)丫=0.8丫则电动机的内阻为R% = Q = 4QI 0.2故B、C均错误；D.电源的效率为El-fr 3x0.2 。灸一 加,77 =x 100% = 93.3%EI 3x0.2故D项正确.4. 【答案】(1) 1.1W (2) 2.5Q【详解】(1)物体做匀速直线运动，则拉力：F=G=10NX 1 1物体上升的速度：u =0.11m/5 t 10电动机提升重物的机械功率为：P机=Fv=10x0.U=l.lW(2)
12、电动机的输入功率为：P入=UI=0.2x6W=L2W根据能量关系P入二P机+PQ,得生热的功率为：Pq=P入-P机=L2-L1=O.1W又：Pq=I2R,得线圈电阻为:R=2.5Q10,【答案】(l)0.6A； (2)2.04W； (3)85%P 4【详解】解：(1)流经灯泡的电流U-U 12-4流经电阻R的电流A = 1.6AR 5流经电动机的电流/ = /r =0.6A 电动机消耗的总功率2=。/= 4x0.6 = 2.4W电动机产生的热功率祟=12r = 0.62 x 1 = 0.36W电动机的输出功率为=P 私=2.4 0.36 = 2.04W(3)电动机的效率=(3)电动机的效率=2 04xl00%=85%2.4