高二物理選修3-1第二章恒定電流第五節(jié)焦耳定律非純電阻電路知識(shí)點(diǎn)精講經(jīng)典習(xí)題特訓(xùn)

學(xué)校：包頭市百靈廟中學(xué) 學(xué)科：高二物理 編寫人：史殿斌 審稿人： 高二物理選修3-1第二章恒定電流第五節(jié)焦耳定律非純電阻電路知識(shí)點(diǎn)精講典型習(xí)題特訓(xùn)【知識(shí)梳理】1電功和電功率（1）電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì) 的 力在做功。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。（2）電功表達(dá)式： （3）電功率表達(dá)式： 2焦耳定律（1）內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 的二次方成正比，跟 及通電時(shí)間成正比。（2）表達(dá)式： （3）電熱等于產(chǎn)生的內(nèi)能。（4）熱功率： 3電功和電熱（1）純電阻電路：（如電燈泡）電功W電= ；電功率P電= 電熱Q= ；熱功率P熱= 因在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故有：W電=Q= = = P電=P熱= = = 在純電阻電路中U= （2）非純電阻電路：（如電動(dòng)機(jī)）電功W電= ；電功率P電= 電熱Q= ；熱功率P熱= 因在非純電阻電路中，電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，更多的轉(zhuǎn)化為其它形式的能，故有：W電= Q + 或 W電 Q P電 = P熱+ 或 P電 P熱 在非純電阻電路中U= 或 【典型例題】例1：一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 ，接上220 V電壓后，電風(fēng)扇正常工作消耗功率66 W，問(wèn)：（1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？（2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？（3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？ 【典題特訓(xùn)】1關(guān)于電功和焦耳熱，下列說(shuō)法正確的是（ ）A在純電阻電路中，計(jì)算電功可用W=I2Rt B在非純電阻電路中，計(jì)算電功可用W= I2RtC在非純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱可用Q= I2RtD在純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱可以用Q= I2Rt2用電器兩端電壓220V，這意味著（ ）A1A電流通過(guò)用電器時(shí)，消耗的電能為220JB1C正電荷通過(guò)用電器時(shí)，產(chǎn)生220J的熱量C1A電流通過(guò)用電器時(shí)，電流的發(fā)熱功率為220WD1C正電荷從電勢(shì)高端移到電勢(shì)低端時(shí)，電場(chǎng)力做功220J3四盞燈泡接成如圖3的電路。A、C燈泡的規(guī)格為“220V、40W”，B、D燈泡的規(guī)格為“220V、100W”，各個(gè)燈泡的實(shí)際消耗功率都沒(méi)有超過(guò)它的額定功率。請(qǐng)排列這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小順序。4一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(燈泡電阻不變)，則有（ ）A燈泡的實(shí)際功率為50W B燈泡的實(shí)際功率為25WC通過(guò)燈泡的電流為額定電流的1/2 D通過(guò)燈泡的電流為額定電流的1/45如圖所示，將開(kāi)關(guān)S閉合，電阻R1消耗的電功率最大，則R1、R2、R3三個(gè)電阻阻值大小關(guān)系為（ ）AR1R2R3 BR2R1R3 CR3R2R1 DR3R1R26如圖所示，兩個(gè)燈泡A（220V 100W）和B（220V 25W）串聯(lián)后接在電路PQ段，為使兩燈泡安全使用，電路PQ兩端所加電壓最大值為 V，電路PQ段所允許消耗的最大功率是 W。7如圖所示，電阻R1、R2、R3、的阻值都是3，R4、R5的阻值都是1.5，若ab端輸入電壓U=15V，當(dāng)cd端接電流表時(shí)，其示數(shù)是 A，當(dāng)cd端接電壓表時(shí)，其示數(shù)是 V；若cd端輸入電壓U=15V，當(dāng)ab端接電流表時(shí)，其示數(shù)是 A，當(dāng)ab端接電壓表時(shí)，其示數(shù)是 V。8一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)兩端所加電壓為U，通過(guò)的電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）A電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U2R B電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2RC電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU-I2R D電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IU=I2R=U2/R9一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的電樞線圈的電阻是R，其額定電壓是U，額定功率是P，那么它正常工作時(shí)的電流（ ）A等于P/U，且大于U/R B等于P/U，且小于U/RC等于P/R，也等于U/R D不等于P/U，但等于U/R10加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（ ）A、P B、U2/r C、P2r/U2 D、PP2r/U211一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電壓為220V，電阻為0.5，正常工作時(shí)通過(guò)的電流為20A，則10s內(nèi)電流做了多少功？產(chǎn)生的熱量是多少？轉(zhuǎn)化的機(jī)械能是多少？ 12如圖所示，有一臺(tái)提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)M，線圈的內(nèi)阻為r=0.60，與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的定值電阻阻值為R=10，電路的路端為U=160V圖中理想電壓表的示數(shù)為110V求：VM U=160VR 通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I是多大？電動(dòng)機(jī)的輸入功率P是多大？電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P /是多大？13規(guī)格為“220V、36W”的排氣扇，線圈電阻為40，求：接上220V電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱功率14有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；（2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？15. 某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50千克，電路的電壓是110伏，不計(jì)各處磨擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I=5安，由此可知，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R= 歐（g取10m/s2）16如圖所示的電路中，電源電壓為60V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R=2，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0=1.6，電壓表的示數(shù)為50V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率【鞏固提高】1將電池、小燈泡、電動(dòng)機(jī)、滑線變阻器組成串聯(lián)電路，其中電池電動(dòng)勢(shì)E= 14V, 內(nèi)阻 r =1, 小燈泡標(biāo)有“2V、4W”, 電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=0.5, 當(dāng)變阻器阻值為1時(shí), 電燈和電動(dòng)機(jī)均為正常工作, 求: (1) 電動(dòng)機(jī)兩端的電壓(2) 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率 (3) 電路消耗的總功率 2規(guī)格為“8V、4W”的小燈泡與小型直流電動(dòng)機(jī)（其線圈內(nèi)阻為r0=0.4）并聯(lián)后，接至電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)電阻r=0.5的電源上，小燈泡恰好正常發(fā)光，求：（1）通過(guò)小燈泡的電流IL和電源的內(nèi)電壓U。（2）電路中的總電流I和通過(guò)電動(dòng)機(jī)D的電流ID。（3）電動(dòng)機(jī)的輸入功率P，發(fā)熱功率P熱和電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出。3如圖所示，直流電動(dòng)機(jī)和電爐并聯(lián)后接在直流電源上，已知電源內(nèi)阻r=1，電爐電阻R1=19，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R2=2，K斷開(kāi)時(shí)，電爐功率為475W，K閉合時(shí)，電爐功率為402.04W，求：電源電動(dòng)勢(shì)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率多大？4如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E=110V，電阻R1=21，電動(dòng)機(jī)繞組的電阻R0=0.5，電鍵S1始終閉合。當(dāng)電鍵S2斷開(kāi)時(shí)，電阻R1的電功率是525W；當(dāng)電鍵S2閉合時(shí)，電阻R1的電功率是336W，求（1）電源的內(nèi)電阻；（2）當(dāng)電鍵S2閉合時(shí)流過(guò)電源的電流和電動(dòng)機(jī)的輸出的功率。5有一電動(dòng)勢(shì)為30V、內(nèi)電阻為1的電源，將它與一盞額定電壓為6V、額定功率為12W的小燈泡及一臺(tái)線圈電阻為2的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)成閉