1.讲义(精简版)-高中焦耳定律(有答案).

第05节 焦耳定律

【知能准备】

1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。

2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。 【同步导学】 1.电功和电功率

（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。 （2）W= qU=UIt 是电功的普适式，P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率

（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.

（2）Q=I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量（电热）；P=I 2R 是热功率的计算式，

3.电功和电热

（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。

这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I 2

Rt=t R U 2.同理P=UI=I 2

R=R

U 2. （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难

以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I 2R t （电枢的电阻生热）.这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ，应该是W=E 其他＋Q.

（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=t R

U 2

；

在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。

1．一只普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，通过它的电流值与下列哪一数值较为接近( )

A ．20 A

B ．2 A

C ．0.2 A

D ．0.02 A

解析：普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，其功率一般为几十瓦，根据P ＝UI ，可得I ＝P

U ，显然电流值

与0.2 A 最接近．

答案：C

2．如图所示，图中画出了RA 、RB 、RC 三个电阻的伏安特性曲线．将这三个电阻并联后接在电路中，其中消耗电功率最大的是：

A ．RA

B ．RB

C ．RC

D ．条件不足，无法确定

【答案】A

3．有一只电风扇，标有“220 V 50 W ”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下几种计算时间t 内产生热量的方法，正确的是( )

A ．Q ＝U 2·t/R

B ．Q ＝Pt

C ．Q ＝(P/U)2·Rt

D ．以上三种方法均正确

答案：C

4. 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ，问： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功

率和发热功率是多少？

解答 （1）因为P 入=IU

所以I=

220

66=U P

（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率 P 内=I 2R=0.32

电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机=P 入-P 内=66 W-

电风扇正常工作时的效率 η=

66

2.64

(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流 I=

20

220=R U

电动机消耗的电功率 P=IU

电动机发热功率 P 内=I 2R=112

5．(16分)电动机的额定电压是110 V ，额定功率是2.2 kW ，线圈的电阻是0.5 Ω，求： (1)电动机正常工作时的电流多大？ (2)1 s 时间内线圈上产生的热量是多少？ (3)1 s 时间内转化的机械能有多少？

(4)用此电动机提升质量为100 kg 的重物，匀速运动时的速度多大？

解析：(1)根据P ＝UI 可得，I ＝P

U ；(2)1 s 时间内线圈上产生的热量Q ＝I 2Rt ＝200 J ；(3)根据能量转化和守恒

定律可知，1 s 时间内转化的机械能E 机＝E 电－Q ＝UIt －I 2Rt ＝2000 J ；(4)电动机输出的机械功率P 机＝UI －I 2R ，

因为P 机＝F v ，重物匀速运动时，F ＝mg ，所以v ＝P 机F ＝P 机

mg

，代入数据即得v ＝2 m/s.

答案：(1)20 A (2)200 J (3)2000 J (4)2 m/s 6．(16分)观察某洗衣机的铭牌，解答问题：

防触电保护类别I 类 额定洗涤容量5 kg 额定电压220 V 电源频率50 Hz 洗涤功率330 W 甩干功率650 W 水加热功率1950 W

最大工作电流10 A

自来水压力 0．05 MPa ≤p ≤1 MPa

重量72 kg 出厂日期： 1997年8月28日 出厂编号：

9 7 0 8 2 8 2 5 3

(1)正常洗涤时，通过洗衣机电流量多大？ (2)给水加热的电阻丝电阻有多大？ 答案：(1)1.5 A (2)24.8 Ω

7．在某段电路中，其两端电压为U ，通过的电流为I ，通电时间为t ，若该电路电阻为R ，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是 （ ）

A ．在任何电路中，电功UIt=I 2

Rt

B ．在任何电路中，电功为UIt ，电热为I 2

Rt

C ．在纯电阻电路中，UIt=I 2

Rt

D ．在非纯电阻电路中，UIt>I 2

Rt 【答案】BCD 8．加在某台电动机上的电压是U ，电动机消耗的电功率为P ，电动机线圈的电阻为R ，则电动机的机械功率为（ ） A ．P

B ． 2/U R

C ．P 2

R/U 2

D ．P －P 2

R/U 2

【答案】D

9．(12分)如图所示，电源电动势为E=30V ，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V ，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω。若闭合开关后，电灯恰能正常发光，

求：（1）流过电灯的电流是多大？ （2）电动机两端的电压是多大？ （3）电动机输出的机械功率是多少？ 【答案】（1）2A （2）22V （3）36W

10．某同学用如图所示的电路进行小电机M 的输出功率的研究，其实验步骤如下所述，闭合电键后，调节滑动变阻器，电动机未转动时，电压表的读数为U 1，电流表的读数为I 1；再调节滑动变阻器，电动机转动后电压表的读数为U 2，电流表的读数为I 2，则此时电动机的输出功率为 ( )

A ．112222I U I I U -

B ． 221

221

I U U I I +

C ．22I U

D ．1

1

2

2I U I

【答案】A 11．（12分）有一电动机，其铭牌上标有“100V 、50W ”，当给此电动机接上100V 的电源使其正常工作时，测得它可以将重为10N 的物体以4m/s 的竖直速度匀速提起，

试问：(1)此电动机的线圈电阻为多大？

(2)为了让此电动机和一个“100V 、40W ”的白炽灯泡在一个输出电压为200V 的电源带动下都能正常工作，有人设计了如图所示的电路，请计算电路中的附加电阻的阻值。 【答案】(1)r = 40Ω (2) 1000Ω 12．（10分）如图所示，是用直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg ，电源电动势E=110V ，内电阻r 1=1

Ω，电动机的内电阻r 2=4Ω。阻力不计。当匀速提升重物时，电路中电流强度I=5A 。取g=10m/s 2

，试求：

（1）电源的总功率和电动机的输出功率； （2）重物上升的速度。 【答案】（1）550W 425W （2）0.85m/s 13．（15分）．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纯电阻用电器）

【答案】

1.5 W 8W

15．（10分）一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．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30 s内，电动机线圈所产生的热量；

(3)线圈的电阻．

【答案】(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω

32．（8分）. 如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 6W”的灯泡L和内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，

求：(1)电路中的电流强度？

(2)电动机的额定工作电压？电动机的输出功率?

(3)电源的总功率？

【答案】(1) 2(A) (2) 12(w) (3) 40(w)

17．(11分)利用电动机通过如图20所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R ＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，

求（1）电动机线圈的电阻R1 (2)电动机以稳定的速度匀速提升重物时，消耗的电功率

(3) 电动机以稳定的速度匀速提升重物时，输出的电功率

(4)重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s2)．

【答案】2欧姆（2分）2W （3分） 1.5W （3分） 1.5m/s（3分）

18．室内有五种用电器：1.5kW的电饭锅，200W的电冰箱，750W的取暖器，250W的电视机和2kW的空调机，供电电压是220V，进线处有13A的保险丝，为不使保险丝烧断，下列用电器不能同时使用的是() A．电饭锅和电冰箱

B．取暖器和空调机

C．电饭锅和空调机

D．电冰箱、电视机和空调机

解析：根据题意可知，该室能够使用电器的总功率最大为P max＝UI max＝220×13W＝2.86kW，显然，电饭锅和空调机的总电功率达到了3.5 kW>2.86 kW.

答案：C

20．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为 R 。设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内（ ）

A ．电炉和电动机产生的电热相等

B ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率

C ．电炉两端电压小于电动机两端电压

D ．电炉和电动机两端电压相等 【答案】ABC

21．如图所示为研究玩具电动机性能的直流电路图，电源的电动势为E ，内阻为r ，可变电阻的阻值为R 1，M 为电动机，电阻为R 2。现闭合电建，电动机正常工作，三只电压表的读数分别为U 1、U 2、U 3，电流表读数为I ，电表均认为是理想电表，下列关系正确的是

A ．U 3=Ir

B ．U 3= I(R 1+ R 2)

C ．E= U 1+U 2+U 3

D ．

E —U 3=Ir 【答案】D

22．(2011·全国卷)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V ，云地间距离约为1km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C ，闪击持续时间约为60μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以下数据，下列判断正确的是( )

A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105A

B ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014W

C ．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m

D ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J

解析：根据电流公式I ＝q

t ＝1×105A ，A 正确；整个闪电过程电流做功W ＝qU ＝6×109J ，因此整个闪电过

程向外释放的能量约为6×109J ，D 错；根据功率公式P ＝W

t ，一次闪电过程历时约0.2～0.3s ，可知功率约为

2×1010～3×1010W ，B 错；电场强度公式E ＝U

d

，则闪电前电场强度约为1×106V/m ，C 正确．

答案：AC

4.串联和并联电路的功率分配 （1）串联电路：

①串联电路的总功率电压等于各部分电路的功率之和n P P P P P ＋ +++=321 ②串联电路中各个电阻两端的电功率跟它们的阻值成正比

222

11I R P R P R P R P n

n ===== 2. 并联电路：

①并联电路的总功率电压等于各部分电路的功率之和n P P P P P ＋ +++=321

②并联电路中通过各个电阻的电功率跟它的阻值成反比

1.标有“220 V 、15 W ”和“12 V 、15 W ”的甲、乙两灯泡相比较，下列说法正确的是D A. B.

C.

D.甲、乙灯串联使用时，甲灯两端的电压比乙灯大

2332211U R P R P R P R P PR n n =++++=

23．有两个电阻R 1和R 2，且R 1>R 2，下列说法正确的是( ) A ．由公式P ＝I 2R 可知，电阻大的消耗的功率多，所以有P 1>P 2 B ．由公式P ＝U 2

R 可知，电阻小的消耗的功率多，所以有P 1

C ．由公式P ＝IU 可知，消耗的功率多少与电阻无关，所以有P 1＝P 2

D ．在所加电压相同的情况下，由公式P ＝U 2

R

可知，P 1

解析：对纯电阻而言，公式P ＝IU 、P ＝I 2

R 和P ＝U 2

R

均是正确的，但在讨论时应注意其前提条件．

答案：D

24．右图为甲、乙两灯泡的I —U 图象．根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，实际发光的功率约为( )

A．15 W、30 W

B．30 W、40 W

C．40 W、60 W

D．60 W、100 W

答案：C

25. 如图，已知R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，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I1∶I2∶I3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6

（例2）

26. 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路（）

（例3）

解：A、C两图中灯泡不能正常发光。B、D中两灯泡都能正常发光，电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等。可以直接看出：B图总功率为200W，D图总功率为320W，所以选B。

27．把6个相同的小灯泡连成如下图所示的两种形式．调节滑动变阻器R1和R2，使小灯泡都能正常发光．这时R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2，则P1和P2的大小关系为()

A．P1＞3P2B．P2＞3P1

C．P1＝3P2D．P2＝3P1

答案：B

28．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V ．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 ( ) A ．等于36 W B ．小于36 W ，大于9 W C ．等于9 W D ．小于36 W

解析：白炽灯正常工作时的电阻R 额＝U 2额P 额＝36 Ω，当加上18 V 电压时，P 实＝U 2实R 实＞U 2实

R 额

＝

182

36 W ＝9 W ，故选项B 对． 答案：B

29.如图1—29—2所示，A 、B 间电压恒定，三只灯泡亮度相同，设它们的电阻分别为R 1、R 2、R 3，则下列

(BC )

图1—29—2

A.R 1＜R 2＜R 3

B.R 1＜R 3＜R 2

C.P 向下滑时，L

1和L 3变亮，L 2 D.P 向下滑时，L 3变亮，L 1和L 2变暗

30.有一只电熨斗，内部电路如图1—29—3甲所示，其中M 为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”“中”“低”“关”四个挡，每个挡内部接线有如 (B )

图1—29—3

A.a

B.b

C.c

D.d 方式为“中”挡

31．在如右图所示的电路中，R 1＝R 3

A．P1＝P2

B．P2>P1>P4>P3

C．P2>P1>P3>P4

D．P1>P2>P3>P4

解析：R1、R2中电流相等，R2的电阻大，功率大，R3、R4的总电阻小于R1，其总功率也小于R1的功率，R3、R4并联，电阻小的功率大，因此R3的功率比R4的功率大．

答案：C

32.如图1—29—5所示，将电阻R接在恒压电源的端点A、B时，消耗的功率为8 W；若将R用导线接在较

远的P、Q时，R消耗的功率为2 W，那么AP、BQ( A )

A.2 W

B.3 W

C.4 W

D.6 W

33.如图1—29—1所示的电路中，六个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻R2上无电流通过.已知电阻R6

所消耗的电功率为1 W D

图1—29—1

A.6 W

B.5 W

C.3 W

D.2 W

34.由阻值均为100 Ω的电阻，R1、R2、R3组成如图1—29—6所示的部分电路.已知R1、R2允许的最大发

热功率为4 W，R3允许的最大发热功率为1 W.现将a、b、c三点中的任意两点接入某电路中去，这个部分电路允

B

A.9 W

B.6 W

C.3 W

D.1.5 W

【同步检测】

1. 用电器两端电压220V ，这意味着( ) A.1A 电流通过用电器时，消耗的电能为220J B.1C 正电荷通过用电器时，产生220J 的热量

C.1A 电流通过用电器时，电流的发热功率为220W

D.1C 正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J

2. 一灯泡标有“220V ，100W”字样将其接到110V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )

A.灯泡的实际功率为50W

B.灯泡的实际功率为25W

C.通过灯泡的电流为额定电流的

21 D.通过灯泡的电流为额定电流的4

1

3.下图电路中，电灯L 1、L 2都标有“220V ，100W”；电灯L 3、L 4都标有“220V ，40W”．将A 、B 两端接入电源，最暗的灯是 ( )

A ．L 1

B ．L 2

C ．L 3

D ．L 4

（第3题）

4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为甲P 和乙P ，可以断定(

)

A.甲P 〉乙P

B.甲P 〈乙P

C.甲P =乙P

D.无法确定

（第4题）

5. 输电线总电阻为r ，输送的电功率是P ，送电电压为U ，则用户得到的功率为( )

A.P

B.r )U

P (P 2

-

C.r

U P 2

-

D.r )U

P (

2

6.一个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，下述说法中错误的是（）

A．电动机的输出功率为U2／R

B．电动机的发热功率为I2R

C．电动机的输出功率为IU-I2R

D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R

7.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纯电阻用电器）

8. 某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下，以0.4m／s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW.不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少?(设人的平均质量为60kg) 9．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？

10．微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 Ｖ的电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机不转，

当加在电动机两端的电压为2.0 Ｖ时，电流为0.８A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？

【综合评价】

1.关于电功，下列说法中正确的有( )

A.电功的实质是电场力所做的功

B.电功是电能转化为内能

C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度

D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等

2. 一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将( )

A.大于91W

B.小于91W

C.等于91W

D.条件不足，无法确定

3. A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则P A:P B:P C为( )

A.1:1:1

B.1:2:2

C.2:1:1

D.1:4:4

（第3题）

4.图中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后（）

A．经R1和R3的电流之比I1：I3=3：1

B．R1两端的电压和R3两端的电压之比U1：U3=4：9

C．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：1：2

D．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：2：1

（第4题）

5. 两个电阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并联在电路中．欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是（）

A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联

B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联

C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联

D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联

6.一定值电阻，通过2C的电荷量时，消耗的电能是8J，若在相同时间内通过4C的电荷量，那么电阻两端的电压和消耗的电能分别为( )

A.4V，16J

B.8V，16J

C.4V，32J

D.8V，32J

7．如图甲所示电路，滑动变阻器的最大电阻为R，负载电阻为R0。当滑动变阻器的滑动端S在某位置时，R0两端电压为U/2，滑动变阻器上消耗的功率为P。若将R0与电源位置互换，接成图乙所示电路时，滑动触头S 的位置不变，则（）

A．R0两端的电压将小于E/2

B．R0两端的电压将等于E/2

C．滑动变阻器上消耗的功率一定小于P

D．滑动变阻器上消耗的功率可能大于P

（第7题）

8. 图中M，N接稳压电源，a，b间断开时，U ab=120V，a，b间接入“220V，100W”的灯泡时，U ab=110V．则此时电源输入M、N的电功率为（）

A．25W B．27．27W C．102．27W D．2．27W

（第8题）

9．如图所示，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯L很近，输电线有电阻。关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是（）

A．使用电炉a时对电灯的影响最大

B．使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大

C．使用电炉c时对电灯几乎没有影响

D ．使用电炉b 或c 时对电灯影响几乎一样

（第9题）

10.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R ，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内( )

A.电炉和电动机产生的热量相同

B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率

C.电炉两端电压小于电动机两端电压

D.电炉和电动机两端电压相等

11.一辆电瓶车，质量为500kg ，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V 的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s 的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A ，设车所受的阻力是车重的0.02倍（g=10m/s 2），则此电动机的内阻是（ ）

A ．4.8Ω

B ．3.2Ω

C ．1.6Ω

D ．0.4Ω

12.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R 1 ，它与电热丝电阻值R 2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U ，电流为I 消耗的功率为P ，则有 （ ）

A ．UI P =

B ．)(212

R R I P += C ．UI

P > D ．)(212

R R I P +>

13.一个电阻为20Ω的导体，当它每通过3C 电荷量时，电流做功18J ，那么此导体两端所加电压为______V ，通过3C 电荷量所用时间为______s.

14. 把两个标有“6V 、3W”和“6V 、4W”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功率是 W ；把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是 W 。

15.一台电阻为2Ω的电动机，接在110V 电路中工作时，通过电动机的电流为10A ，则这台电动机消耗的电功率为______，发热功率为______，转化成机械功率为______，电动机的效率为______。

16.有一电风扇上标有“220V55W”，若风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时，电源供给的电功率是______W ，转化为风的电功率是______W ，电动机的发热功率是______W.

17. 微型吸尘器中直流电动机的线圈电阻一定。当加在电动机上的电压为0.3V ，电流为0.3A 时，电动机不

转动。当加在电动机上的电压为 2.0V ，电流为0.8A 时，电动机正常工作。此时电动机内电热转换的电功率是 W ；电能转化为机械能的功率是________W 。

18.某地强风风速v=20m/s ，风力发电机的扇叶总面积为S=20m 2，若风能的70%转化为电能（即η=70%），其电功率为7×104W 。那么利用上述物理量计算空气密度的表达式ρ=_____________，其大小是ρ=_____________。

19．某滑动变阻器上标有“20Ω、 0.2 A”字样，现将固定端A 和滑动端P 接在3V 的电源上，并保持电压不变，如图所示。在P 由B 端向A 端滑动过程中，AP 段电阻允许消耗的最大功率是多少？这时AP 段电阻值多大？

（第10题）

20.一小型水电站，给用户输电的导线的总电阻是10Ω，输送的电功率是20kW.若输电线在1h 内因发热损耗的电能是1kW·h ，那么该电站的输出电压是多少?用户得到的电压是多少?

21.一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V ，电动机正常工作

时电压表示数100V ，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。

（第21题）

22.如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103℃）时会自动断开；S 2是一个自动温控开关，当温度低于60℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮的，黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R 1=R 2=500Ω，加热电阻丝R 3=50Ω，两灯的电阻不计。

（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程 （包括加热和保温的过程）。 （2）简要回答，如果不闭合开关S 1，电饭煲能将饭煮熟吗？ （3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。

（第22题）

23.一台国产XQB30—13型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计

算：

额定电压 220 Ｖ 额定频率 50 Hz 额定洗衣、脱水功率 360 W 额定洗衣、脱水容量

3 kg 整机质量 33 kg

外形尺寸(长×宽×高)

(5４2×550×９20)ｍｍ3

(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大

(2)如洗衣、脱水的累计时间为40 min ，则洗衣机耗电多少

参考答案：

第五节 焦耳定律

【知能准备】1.电能 自由电荷 静电力 电势能 IUt W = IU P = 2.电 内

【同步检测】1D 2BC 3C 4C 5B 6AD 7、1.5W ，8W 8、25人 9、31W 10、60％

【综合评价】 1AC 2B 3D 4AC 5A 6D 7D 8 B 9、BD 10ABC 11C 12AD 13、6V ，10s 14、11/3W 7W 15、1100W ，200W ，900W ，82% 16、55；54.5；0.5 17、 0.64W 、 0.96W 18、2p/Sv 3η、 1.25kg/m 3 19、0.6W ，15Ω 20、1900V 21、P=IU M =5×100=500W P 热=I 2r =25W P 机=P-P 热=500-25=475W

22、(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S 2自动闭合，同时把手动开关S 1关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到80℃时，S 2自动断开，S 1仍闭合待电饭煲中水烧干后，温度升高到103℃时.开关S 1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热，待温度下降至70℃时，S 2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到80℃时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态.(2)不能，因为如果不闭合

S 1，则只能将食物加热至80℃.(3)设电饭煲处于加热状态时，功率为P 1，8W .1064W )500

5050050(220R U P 2

23

21=+?==

设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P 2，则

8W .88W 50

50050500500220R R U P 2

23

12

2≈+?+

=

+=

所以P 1:P 2≈12:1

23、 (1)1.64 A;(2)8.64×105