2008高考物理复习 电功和电热.doc

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2008高考物理复习电功和电热
一．本节高考考点及要求
电功率、焦耳定律I

二．基础回顾
1．概念
电功：电流对某段电路所做的功（亦即电场力对定向移动的电荷所做的功）叫电功。表达式为W=UIt。
电热：电流流通过导体时所产生的热量，称为电热。某段电路所产生的电热，等于该电路将电能转化为的值。
焦耳定律：电流流过电路所产生的热量，与电流的平方成正比；与电路电阻成正比；与通电时间成正比。表达式为。
电功率：表征电流做功的，其定义式为。
2．电功和电热的关系
纯电阻电路与非纯电阻电路的区别：
纯电阻电路（如电热器）：满足欧姆定律U=IR，电能电热。
非纯电阻电路（如电动机）：不满足欧姆定律U>IR，电能电热。
（1）纯电阻电路，消耗了多少电能，就一定会产生多少电热，因此电功等于电热。
电功、电热关系式W=Q===
电功率、热功率关系式P=PQ===
（2）非纯电阻电路，消耗的电能只有一部分转化为电热，因此电功大于电热。
电功W=，电热Q=
电功率P=，热功率PQ=

R2
R1
R3
三．例题精讲
例1．已知如图，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．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？
解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P电=U2I2=36W，内部消耗的热功率P热==5W，所以机械功率P=31W
例3．如图所示，直流电动机与可变电阻并联，路端电压U恒定，调节使两个支路中的电流强度相等，则可知
A．两个支路中的电阻相等
B．两支路两端的电压相等
C．两支路产生的热量相等
D．两支路消耗的电功率相等
分析：电动机属非纯电阻电路，不满足欧姆定律，故两支路电阻不相等；由于两支路并联，故电压相等；由，它们产生的热量因电阻R的不同而不同；再由P=UI可知，两支路消耗的电功率相等，答案BD正确。
例4.某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）
解：电动机输出的机械功率P机=mgv=450w
电动机消耗的电功率P=UI=550w
则电动机发热功率PQ=P-P机=100w
由PQ=I2r可求得电动机的线圈电阻r=4Ω

四．跟踪练习
（一）．选择题
1.一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机工作时( ).
(A)每秒消耗10kw电能 (B)每秒对外做10kw功
(C)每秒消耗10kJ电能 (D)每秒对外做10kJ功

2．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。如图11是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝。则下列关于它工作状态说法正确的有：
A．S接通是保温状态B．S接通是加热状态
C．S断开是保温状态D．S断开是加热状态

3.电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( ).
(A)电动机消耗的电能为UIt (B)电动机消耗的电能为I2Rt
(C)电动机线圈产生的热量为I2Rt (D)电动机线圈产生的热量为U2t/R

4.某品牌电动自行车的铭牌如下:
车型:20寸(车轮直径:508mm)电池规格:36V，12Ah(蓄电池)整车质量:40kg额定转速:210r／min外形尺寸:L1800mm×W650mm×H1100mm充电时间:2～8h电机:后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压／电流:36V／5A根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为( ).
(A)15km／h (B)18km／h (C)20km／h (D)25km／h
5.如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω.当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是( ).
(A)I=1.5A (B)I＜1.5A
(C)P=15W (D)P＜15W
6.如图所示电路中，各灯额定电