2019高考物理一轮复习 微专题系列之热点专题突破 专题46 电路中的能量问题学案

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1、突破46电路中的能量问题1．电功、电功率、焦耳定律和热功率内容表达式电功电路中电场力移动电荷做的功W＝qU＝UIt电功率单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢P＝＝UI焦耳定律电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比Q＝I2Rt热功率单位时间内的发热量P＝＝I2R2.电功和电热的处理方法无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是I2r.处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．3.电源的功率(1)电路中的功率分配P总＝P出＋P内，即EI＝UI＋I2r。(2

2、)输出功率与闭合电路总电流的关系P出＝EI－I2r，当I＝时，P出有最大值，为Pm＝。若外电路是纯电阻电路，则有P出＝I2R＝＝。由上式可以看出当R＝r时，输出功率最大，Pm＝当R>r时，随着R的增大，P出减小当R

3、值方向变化时，电源的输出功率变大．易错提示(1)在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，不能用欧姆定律求电流，应用P＝UI求电流。(2)在非纯电阻电路中，电功大于电热，即W>Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用。(3)由能量守恒定律得W＝Q＋E，E为其他形式的能。对电动机来说，输入的功率P入＝IU，发热的功率P热＝I2r，输出的功率即机械功率P机＝P入－P热＝UI－I2r。【典例1】　在如图7－1－2所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A

4、．则以下判断中正确的是(　　)．A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7.0VC．电动机的发热功率为4.0WD．电源输出的电功率为24W【答案】　B【典例2】一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V、10Ah”字样。假设工作时电源(不计内阻)的输入电压恒为36V,额定输出功率180W。由于电动机发热造成能量损耗(其他损耗不计),电动自行车的效率为80%,则下列说法正确的是(　　)A.额定工作电流为10AB.动力电源充满电后总电量为3.6×103CC.电动自行车电动机的内阻为7.2ΩD.电动自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h【答案】D【跟踪短训】1．如图所示，用输出电压为1.4V

5、，输电电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍氢电池充电．下列说法正确的是(　　)．A．电能转化为化学能的功率为0.12WB．充电器输出的电功率为0.14WC．充电时，电池消耗的热功率为0.12WD．充电器把0.14W的功率储存在电池内【答案】　AB【解析】　充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12W，因此充电器把0.12W的功率储存在电池内，故A、B正确，C、D错误．2．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲

6、的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是(　　)．A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【答案】　C【解析】　一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的电源上，电饭煲可视为纯电阻，电饭煲的电阻为R＝U/I＝44Ω，洗衣机主要元件是电动机，不能利用欧姆定律计算线圈的电阻，选项A错误；电饭煲消耗的电功率为P＝UI＝220×5W＝

7、1100W，洗衣机电动机消耗的电功率为P＝UI＝110W，选项B错误；1min内电饭煲消耗的电能为Pt＝1100W×60s＝6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为Pt＝110W×60s＝6.6×103J，选项C正确．电饭煲发热功率是I2R＝52×44W＝1100W，根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率，选项D错误．3.　如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动