还剩18页未读，继续阅读
本资源只提供10页预览，全部文档请下载后查看！喜欢就下载吧，查找使用更方便
文本内容:
电路中的能量转化
12.1考点精讲Q考点讲解考点上串、并联电路中电功率的计算
1.串联电路功率关系1各部分电路电流/相同，根据尸=/2兄各电阻上的电功率与电阻成正比2总功率尸总=U/=Ui+/+…++P2+…+尸〃
2.并联电路功率关系1各支路电压相同，根据尸=亳，各支路电阻上的电功率与电阻成反比2总功率尸总=U/=U/i+上+…+/〃=Pi+P2+…+P”
3.结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和【例1］额定电压都是110V,额定功率PA=100W,尸3=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【解析】由题知，两灯泡额定电压相等，A灯泡的额定功率较大，由A~0_°可知I,A灯泡的电阻较小，即RBA.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；【答案】CB.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，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；Q=W=Uiht=8x
0.1x60J=48Jo◎考点二纯电阻电路和非纯电阻电路
6.有一个电风扇，标有“200V50WZ电动机线圈的电阻为
0.4Q,把它接入220V的电路中，以下几种计算时间/内产生热量的方法中正确的是（）U2t八A.Q=R B.Q=Pt,P YC.Q=—•放D.以上三种方法均正确P（尸丫【解析1C通过电风扇的电流为/=77,因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为=—而不应该是Q=*或Q=P3C正确
7.如图所示，A、3两点间电压为18V,7i=
0.2Q,电动机M线圈的电阻也是
0.2Q,电路中的电流是25A,则此电路中电能转化为机械能的效率是（）-----------------------A oA.72%B.28%C.
55.6%D.
44.4%【解析】D电路中总的电功率P=U/=450W,电路中的热功率尸热=尸（昭+r）=250W,则电路中电p—尸执能转化为机械能的效率为//=—^xi00%^
44.4%,D正确
8.如图所示，用输出电压为
1.4V,输出电流为100mA的充电器对内阻为2Q的银一氢电池充电下列说法错误的是（）+3r=2QA.充电器输出的电功率为
0.14WB,充电时，电池消耗的热功率为
0.02WC.电能转化为化学能的功率为
0.12WD.充电器每秒把
0.14J的能量存储在电池内【解析】D充电器输出的电功率尸电=U/=L4xO.l W=
0.14W,A正确；充电时，电池消耗的热功率为热=/2r=
0.02W,B正确；电能转化为化学能的功率为P化=2电一P热=
0.12W,C正确；充电器每秒把
0.12J的能量存储在电池内，D错误
9.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，当闭合开关Si、S2后，电动机正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断开开关Si，电吹风吹冷风已知电吹风的额定电压为220V,吹热风时的功率为1000W,吹冷风时的功率为120W,关于该电吹风，下列说法正确的是A.当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1000JB.当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为120JC.电热丝的电阻为55QD.电动机线圈的电阻为等Q j【解析】C吹热风时，电热丝和电动机并联，即电路消耗的电功率等于电热丝消耗的电功率与电动机消耗的电功率之和，故1000W=120W+P热，则电热丝的功率为P热=880W,根据公式W=Pr,可得当U2J2电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J,根据公式尸=方可得电热丝的电阻为R=—=55Q,选K P热项A错误，C正确；当吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工作，电热丝消耗的电能为0,选项B错误;因为电动机是非纯电阻用电器，所以不能根据公式R=求解线圈电阻，选项D错误如图所示是提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机的内阻电路中另一电
10.r=
2.0Q,阻直流电压理想电压表示数取试求H=10Q,U=160V,Uv=110V,g lOm/s2输入电动机的电功率；1若电动机将质量机的重物匀速竖直向上提升，求该重物的速度大小不计空气阻力—2=100kg【答案】；1550W
20.5m/s【解析】由电路中的电压关系可得电阻的分压为1RUR=U-U=160-110V=50VV流过电阻的电流为R,UR50A”I=*=—A=5ARR R10通过电动机的电流为，/M=R=5A电动机的分压为UM=UV=U0V输入电动机的功率为%=/MUM=5X11°W=55°W电动机的发热功率为2^=Z2=52x
2.0W=50WM r电动机输出的机械功率%=心—又因2=550W—50W=500Wm/s=
0.5m/smg100x10所以在如图所示的电路中，定值电阻为电动机的额定电压为线圈电阻为当开
11.H8Q,4V,
0.5Q,关闭合后，电动机恰好正常工作已知电路稳定后在的时间，电源把的电荷从负极移送到正S2s2c极，非静电力做了的功，求:10J电源的电动势和内阻;1【答案】；15V,
121.875W电动机正常工作时产生的机械功率2【解析】由电动势的定义式有1q代入数据解得E=5V由电流的定义式有t由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir联立解得r=1Q设通过电阻火的电流为//,电动机的电流为有2/2,k=IT\电动机正常工作时的机械功率=UfR瑞代入数据解得%=
1.875W如图所示，电源电压恒定，灯的规格为且工作时电阻保持不变，滑动变阻器用的
12.U L“24V72W”规格为，电压表的量程为电流表的量程为在电路安全的前提下，操作如下“50Q1A”0~15V,0~3A当闭合开关、、滑片移动到最左端时，灯泡消耗的电功率为当只闭合开关时，移动滑片Si S2S3,P;Si使滑动变阻器接入电路的阻值为凡灯泡两端的电压为“，电流表示数为//,灯泡消耗的电功率为尸2；再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为凡电流表示数为灯泡消耗的电功率为已知
22.88W12,尸求h12=54,Pi2=9lo灯泡的电阻；1；2U UL通过开关的通断，滑动变阻器滑片的移动，整个电路正常工作时的最小电功率3【答案】；；18Q
23136.75W【解析】小灯泡正常工作的电流17272A QA/额=^=——A=3A424小灯泡的电阻为£^24R==Q=8Q/额3当闭合开关、、滑片移动到最左端时电路图如图所示，当只闭合开关时，电路图2Si S2S3,1SiRL如图、所示23冬F—图图23-I图1P U1U3不，因为3U3厂1所以U=RdR=215,凡得RI+R=2RL=16Q在图中3P3=I22RL得2计算得/2X8Q=
2.88W由/2=
0.6A；/12=54得/尸
0.75A电源电压U=hx RI+R+RL=
0.75AX16Q+8Q=18V当只闭合开关移动滑片使电压表示数为时，电路中电流最小，消耗的电功率最小，如图所示Si,15VAninRL15V18-15=A=Q375Amin一”尸Pmin~
6.75Uxlm WCD.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C【技巧与方法】功率求解的技巧1在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P=/2R比较，若电压相同时，用=受比较，若电阻相同时，可根据/或的关系比较2求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系3当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率实际功率与额定功率不一定相等【针对训练】【变式1】有两盏电灯Li和L2,用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯Li的亮度，则（n-00—L]L2-------U-------甲A.甲图电路中灯Li比乙图电路中灯L]亮B.乙图电路中灯Li比甲图电路中灯Li亮C.两个电路中灯Li一样亮D.不知它们的额定电压和额定功率，无法判断【答案】B【解析】因为电压U相同，两盏电灯串联后，L1两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U,因此并联后的灯泡较亮，选项B正确【变式2】如图所示的电路中，电源电压保持不变，只闭合与、S3时，标有“6V,3W”字样的灯泡L恰好正常发光（灯泡灯丝的电阻不随温度的变化而变化），电流表示数为
0.75A下列判断中正确的是（）RA.R的电阻为12Q B.适当调节开关，可使电流表的示数为
0.5AC.电路消耗的最小功率为1W D.再闭合S2,电压表与电流表示数的比值不变【答案】C【解析】A.只闭合S
1、S3时,R与L并联，电压表测电源电压（等于灯泡的额定电压6V）,电流表测干路电流（/=
0.75A）,灯泡L恰好正常发光，流过灯泡的电流为L==3A=
0.5AL U6灯泡电阻为R=—=12Q hf故流过电阻R的电流为〃=/—/,=
0.75A-
0.5A=
0.25A LAR的电阻为I
0.25RA错误；C.当只闭合S2时,C与L串联,回路电阻最大,电流最小，电路消耗的功率最小,由闭合电路欧姆定律可得，电流为[,U I1=二-AAR+R6L电路消耗的最小功率为n=ur=iwC正确；B.通过调节开关，无法使回路电阻达到12，即电流表的示数无法达到
0.5A,B错误；D.结合A解析可知，只闭合力、S3时，电压表与电流表示数的比值为8,再闭合S2,电源被短路，电压表、电流表示数均为零，D错误故选C【变式3]标有“6V3W,,的甲灯和“12V12W,,的乙灯，并联接在6V的电源上（假设灯丝的电阻不变）,下列说法正确的是（）A.甲、乙两灯消耗的电能之比是14B.甲、乙两灯的电压之比是12C.通过甲、乙两灯的电流之比是上2D.甲、乙两灯的实际电功率之比是上1【答案】D【解析】A.根据上PR可得甲、乙灯的电阻分别为=123=12Q甲、乙两灯并联，由可得w伊WpR乙R12Q12Q=11产故A错误；B.当两只灯泡并联在U=6V电源两端时U U/支U=6V甲后甲、乙两灯的电压之比是11,故B错误;C.根据I工R因为电阻相等，所以两灯电流之比为1/z=l1甲:故C错误；D.根据两灯电压相等，电阻相等，所以甲、乙两灯的实际电功率之比是11,故D正确故选D考点2纯电阻电路和非纯电阻电路
1.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的元件特点电路中只有电阻元件用电器欧姆定律服从欧姆定律不服从欧姆定律电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式能量转化电流做功全部转化为电热的能元件举例电阻、电炉、白炽灯等电动机、电解槽等
2.电功与电热的区别与联系1纯电阻电路W=Q=UIt=u2尸电=P热=UI=I R=R O
（2）非纯电阻电路电功W=U〃，电热=/2放，WQ；电功率2电=/,热功率2热=尸七p电〉「热
3.电动机的功率和效率
（1）电动机的总功率（输入功率）2总=口
（2）电动机发热的功率P=Fr热
（3）电动机的输出功率（机械功率）P=P.^—P=UI—Pr机热Hi
（4）电动机的效率z/=—xl00%o产总【例2】在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为
0.5A和L0V；重新调节R使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为
2.0A和
15.0Vo求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻11【解析】当电流表和电压表的示数为
0.5A和
1.0V时，电动机停止工作，电动机中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值片齐悬C=2C当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为
2.0A和
15.0V,则电动机的总功率尸总=2,2=
15.0x
2.0W=
30.0W线圈电阻的热功率P热=/芬=
2.02x2W=
8.0W所以电动机的输出功率P输出=尸总—P热=
30.0W-
8.0W=
22.0W【变式训练】上例中，若电动机以u=l m/s匀速竖直向上提升重物，该重物的质量为多少？（g取lOmd）【解析】P^=mgv,则m=^i=
2.2kgoOV【技巧与方法】1当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时是一个纯电阻元件当电动机转动时，消耗的电能转化为机械能和内能，此时是非纯电阻元件2求解非纯电阻电路问题时，注意区分电功率和热功率，弄清电功率、热功率、其他功率的关系【针对训练】训练角度1含电动机的电路【变式1】如图所示，电源的电动势为24V,内阻为1，一个标有“6V12W”的电灯与一个绕线电阻为3的电动A.20W B.24W C.32W D.36W机串联开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为（）【答案】A【解析】流过电动机的电流为电动机两端电压为U=E-Ir-U=16V1V1LM f电动机输出的机械功率为P^=U I-I2xr=20WM M故选Ao【变式2】小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示汽车蓄电池的电压为
12.5V且保持不变，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10A；车灯接通电动机启动时，电流表示数为70A,已知车灯的/一图像如图乙所示求
（1）定值电阻R的阻值；
（2）车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少；
（3）车灯接通电动机启动2秒，此过程电动机消耗的电能【解析】
（1）车灯接通电动机未启动时，只有Si闭合，灯泡和电阻串联，电流表示数为10A,由图乙可知，灯泡两端的电压是12V,定值电阻R的阻值」_U-UL
2.5V-12V，R，10A=
0.05QL
（2）电动机启动前，车灯的功率为尸产〃U L=12VX10A=120W车灯接通电动机启动时，电动机和灯泡并联，电流表测量干路中的电流，定值电阻R两端的电压尸/R=7OAxO.O5Q=
3.5V灯泡和电动机两端的电压〃尸尸
12.5V-
3.5V=9V由图乙可知，通过灯泡的电流是9A,车灯的功率为尸2二〃八尸9Vx9A=81W则车灯功率减少了NP=PrP*120W-81W=39W
（3）车灯接通电动机启动时，通过电动机的电流/M=/_/L/=70A-9A=61A车灯接通电动机启动2秒，此过程电动机消耗的电能W=UMIMQ9VX61Ax2s=1098J训练角度2含电解槽的电路【变式3】如图所示，有一内电阻为
4.4的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（）220Vr--o o—A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W【答案】C（）6W【解析】灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且干路电流/=/灯=繇，则电解槽消耗的功率P=尸灯=60W,C对，A错；电解槽的发热功率P热=/2代
1.3W,B错；整个电路消耗的功率P60W总=22丫＞＜丁6刀=120W,D错高考点过关◎考点一电功和电功率
1.功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰假设每户家庭有2个60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近（）A.5xl08kW-h B.5xlO,okW-hC.5xlO,2kW-h D.5xl0,3kW-h【解析】B解答本题的关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯的时间，全国大约有
4.5亿户人家，每天亮灯时间大约3h,已知白炽灯和LED灯的额定功率分别为60W和10W,根据公式卬=尸，得全国一年节省的电能最接近W=2AP=2X（
0.06-
0.01）X
4.5X108X3hx365kW.h=
4.9xlO,okW.h,故B正确
2.在直流电路中，两个电阻的阻值之比R:R2=21,通过的电流之比1=21,则在相等时间内两个电2阻产生的热量之比212为（）A.11B.21C.41D.81【解析】D已知两个电阻的阻值之比是21,通过的电流之比是21,则相等时间内产生的热量之2（
2、2_8「〒田比02_福_7XT_T,故D正确——v Iy
3.（多选）如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上点的切线当通过该元器件的电流为
0.4人时（）
00.
20.4//AA.该元器件的阻值为250B.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【解析】BC由题图可知，当电流为
0.4A时，电压为50V,则由欧姆定律可知，阻值为/=与=言Q=125，故B正确，A错误；由=/可知，该元器件消耗的电功率为20W,故C正确，D错误
4.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（）A.甲=尸乙
8.P甲=3P乙D.P＞3P甲乙【解析】B设每个灯泡正常工作时的电流为/,则甲图中电路的总电流为3/,尸甲=12Vx3/,乙图中电路的总电流为/,P乙=12Vx/,故有尸甲=3尸乙，B正确
5.如图所示的电路中，电流表均为理想电流表，电阻R=40Q,闭合开关后，电流表A1的示数为
0.2A,电流表A的示数为
0.3A试求
（1）Ri的电功率;
（2）R2的阻值及在1min内/2消耗的电能【解析】
（1）R的电功率Pi=/T/I=
1.6WO
（2）由电路图可知，Q两端的电压U2=LRI=8V通过的电流为；2=
0.3A-
0.2A=
0.1A因此的阻值为=卷=卷=80C在1min内消耗的电能。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0
