2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)59焦耳定律 電功 電功率 電熱 熱功率 純電阻電路和非純電阻電路（原卷版）

專題59焦耳定律電功電功率電熱熱功率

純電阻電路和非純電阻電路

1.焦耳定律

（D內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比.

（2）公式：2/斤*適用于任何電路）.

2.電功電功率電熱熱功率

電功：W=IUt（適用于任何電路）.

電功率：P=^=IU（適用于任何電路）.

電熱：Q=tRt（適用于任何電路）.

熱功率：P粗=FR（適用于任何電路）.

3.純電阻電路和非純電阻電路

（1）純電阻電路的特點(diǎn)：I='且電流通過電阻做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

非純電阻電路的特點(diǎn)：∕≠,電流通過電路做的功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能量.

rf

（2）對(duì)于純電阻：PPIU=fR=-.

K

W=Q=Pt—fRt=IUt=Gt.

Kf

If

對(duì)于非純電阻：/?=/滬=E*其他N期?.

+EW6=FA+P≠K+P

即尸電>尸IUt>fRt.

（由于非純電阻電路歐姆定律不再適用，注意利用“電功=電熱+其他能量”或“電功率=電熱率+

其他功率”尋找等量關(guān)系求解）

4.含電動(dòng)機(jī)電路的處理：電動(dòng)機(jī)是一種非純電阻用電器，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，在電路計(jì)算中，

常把電動(dòng)機(jī)等效為阻值等于其內(nèi)阻的電阻缶和無電阻的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈串聯(lián)而成，如下圖，電流通過缶時(shí)把電能

轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而線圈把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.

（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率（總功率）：P息=IU.由電動(dòng)機(jī)電路的電流和電壓決定.

（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率（有用功率）：是電動(dòng)機(jī)做有用功的功率.

電動(dòng)自行車沿平直公路勻速行駛時(shí)：F=f,產(chǎn)出=FV=/V；

如下圖，重物勻速上升時(shí)：F=mg,Pm=Fv=mgv.

（3）電動(dòng)機(jī)的熱功率：電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過線圈時(shí)要發(fā)熱，熱功率J=/?，.

（4）電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系∕?=∕?+七.

（5）電動(dòng)機(jī)的效率〃=&.

P逐

1.下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中不F琥的是（）

A.電功率越大，則電流做功越快，電路中產(chǎn)生的熱量一定越多

B.以/〃適用于任何電路，而W=/Rt只適用于純電阻電路

C.在非純電阻電路中，Ult>I2Rt

D.熱量Q=∕2Rt適用于任何電路

2.（2022?江蘇鎮(zhèn)江?高三開學(xué)考試）某學(xué)生看到機(jī)場(chǎng)關(guān)于“嚴(yán)禁攜帶額定能量超過160W?h的充電寶搭

乘飛機(jī)”的規(guī)定。通過仔細(xì)閱讀機(jī)場(chǎng)的說明后領(lǐng)悟到，機(jī)場(chǎng)限定的不是充電寶的電荷量，而是充電寶的能

量。貝∣J160W?h的能量能把Ikg物體舉起的高度約為（）

A.16mB.160mC.5.76×103mD.5.76×104m

3.如圖所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，

例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等.停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得從8間電阻為尼供電后，各家電器同時(shí)使

用，測(cè)得力、6間電壓為4進(jìn)線電流為/,則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是（）

〃PP

一==

RC.(//D.

4.（2022?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示，系留無人機(jī)是利用地面直流電源通過電纜供電的無人

機(jī)，旋翼由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)?，F(xiàn)有質(zhì)量為20kg、額定功率為5kW的系留無人機(jī)從地面起飛沿豎直方向上升，經(jīng)

過200S到達(dá)IOOm處后懸停并進(jìn)行正常工作.已知直流電源供電電壓為400V,若不計(jì)電纜的質(zhì)量和電阻，

忽略電纜對(duì)無人機(jī)的拉力，取重力加速度g=10m∕T,則（）

A.無人機(jī)從地面起飛到懸停在空中的過程中一直處于超重狀態(tài)

B.直流電源對(duì)無人機(jī)供電的額定電流為12.5A

C.無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率大于IOOW

D.無人機(jī)上升及懸停時(shí)均有部分功率用于對(duì)空氣做功

5.2022年5月20日，比亞迪發(fā)布了其最新汽車“海豹”，其單電機(jī)版本搭載了80.0kW?h的電池組，驅(qū)動(dòng)

電機(jī)的額定功率為40kW,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定工作電壓400V,下列說法中正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)額定工作電流為IOA

B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4Q

C.充滿電之后以額定功率可以行駛2小時(shí)

D.充滿電之后以額定功率可以行駛4小時(shí)

6.如圖甲是我國自行研制成功的中央處理器（CPU）芯片“龍芯”系列，圖乙中，必和總是兩個(gè)材料相同、

厚度相同、表面為正方形的芯片內(nèi)部電阻，兄的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于月的尺寸?，F(xiàn)給必、必通以相同的電流，則

（）

A.芯片兩端的電壓Ul=U2

B.通過兩芯片的電流/1</2

C.芯片在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Ql>Q2

D.芯片的電功率A>P?

7.如圖所示，a、6兩點(diǎn)間的電壓為9V,三個(gè)電阻的阻值分別為RF—后=3Q。下列說法正確的是（）

{∑∑l

Λ3R1

------（Z±l------

A.R、R2、自兩端的電壓之比為2：1：1

B.用、R八必消耗的電功率之比為1：1：2

C.在相等的時(shí)間內(nèi)，通過此、R八總的電荷量之比為2：2：1

D.在相等的時(shí)間內(nèi)，R、R2、是產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：2：2

8.（2023?全國?高三專題練習(xí)）額定電壓均為IlOV,額定功率AI=IOo%分40W的A、B兩盞燈泡，若接

在電壓為220V的電路上，使兩盞燈泡均能正常發(fā)光，且消耗功率最小的電路是（）

AB

A.o-0-0一?0B.

9.（多選）如圖為保溫電飯鍋的電路圖，R1,/?2為電熱絲，S為溫控開關(guān)，接在家庭電路上（穩(wěn)恒電源），

R1-R2=9:1,加熱時(shí)的功率為IOOoW,則（）

A.S斷開時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)

B.S閉合時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)

C?保溫狀態(tài)時(shí)電源的輸出功率為IOOW

I）.保溫狀態(tài)時(shí)電源的輸出功率為嚶W

10.下表為一臺(tái)電熱水器的銘牌（有一項(xiàng)內(nèi)容模糊不清），電熱水器內(nèi)部電路可簡(jiǎn)化為如圖所示電路，RI和

/?2均為電熱絲。則下列說法中不正確的是（）

某電熱水器的簡(jiǎn)介簡(jiǎn)化電路

額定電壓220VLA

額定電流高溫檔

中溫檔5A

低溫檔2A

電源頻率50Hz

A.低溫檔正常工作時(shí)的額定功率是440W

B.中溫檔正常工作1分鐘產(chǎn)生的熱量是6.6XIO4J

C.高溫檔正常工作時(shí)的額定電流約為8.3A

D.電熱絲色的電阻是44Q

11.（2022?全國?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是某大型超市新安裝的自動(dòng)扶梯，其電動(dòng)機(jī)額定電壓為U,額定電

流為/，效率為小則下列說法正確的是（）

?.該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為彳

B.該電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U/

C.該電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為（I-Tj）U/

D.該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的總功率大于U/

12.一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為4電流為/,線圈內(nèi)阻為必當(dāng)它工作時(shí)，下述說法中塔送的是（）

A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為/UB,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為KR

C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為/U-∕2RD.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為∕2R

13.如圖所示，電阻戶和內(nèi)阻也等于"的電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，接通開關(guān)后，電動(dòng)機(jī)正常工作。設(shè)電

阻A和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為“和心。在t時(shí)間內(nèi)，電流通過電阻"做功的、產(chǎn)生熱量勖，電流流過

電動(dòng)機(jī)做功強(qiáng)、產(chǎn)生熱量Q,則有（）

。/=，

C.QD.UFU2

14.（2022?北京?高三期末）利用如圖所示電路研究某小型手持風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)性能。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器Ro,

測(cè)得風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為心電流表示數(shù)為扇葉被卡住停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)為小，電流表

的示數(shù)為小，且乙＞乙下列說法正確的是（）

?.電動(dòng)機(jī)線圈電阻r=?

B.扇葉被卡住時(shí)，電流增大是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的線圈電阻變小

C.風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈發(fā)熱功率P熱=及X生

12

D.風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率Rs=UJi-4/2

15.（多選）如圖所示為一直流小電動(dòng)機(jī)模擬提升重物的裝置。電池電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻為O.1Q,電阻A=0.9C°

當(dāng)電動(dòng)機(jī)以0.1m∕s的恒定速度豎直向上提升質(zhì)量為2kg的重物時(shí)，電流表的示數(shù)為0.8A。若電流表的內(nèi)阻

及各處摩擦均不計(jì)，取g=10m∕s2,則以下判斷正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為4Ω

B.電源的輸出功率為3.2W

C.電動(dòng)機(jī)的總功率為2.56W

D.電動(dòng)機(jī)的效率為78.1%

16.如圖所示為某款手機(jī)電池充電器充電過程的原理圖，其輸出電壓為5.OV,輸出電流為600mA?，F(xiàn)對(duì)內(nèi)

阻為2Q的鋰電池進(jìn)行充電，下列說法錯(cuò)誤的是()

充

+δ鋰

電

電

池

9器

一

A.充電器輸出的電功率為3.0W

B.充電時(shí)電池消耗的熱功率為0.72W

C.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為2.28W

D.鋰電池每秒鐘儲(chǔ)存的化學(xué)能為3.0J

17.如圖，內(nèi)阻為4.4Q的電解槽和一盞標(biāo)有“110V,60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的恒壓電源兩端,

燈泡正常發(fā)光，則()

220V

//z///////////z/

A.電路中的電流約為IA

B.電解槽中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為58.7W

C.電解槽的發(fā)熱功率為60W

D.整個(gè)電路消耗的總功率為60W

18.如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U=12V,當(dāng)SI閉合，S2,S3斷開時(shí)，電流

表示數(shù)為6A；當(dāng)S?閉合，Si、S3斷開時(shí)，電流表示數(shù)為5A,且電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻力=10；當(dāng)S3閉合，S1.S2斷

開時(shí)，電流表示數(shù)為4A,且電解槽內(nèi)阻》=20。求：

(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；

(2)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率；

(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率。

19.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)￡=4V,