高二物理：6闭合电路欧姆定律 - 图文

第六讲

闭合电路的欧姆定律

考试要求

内容 电功 电功率 焦耳定律 闭合电路的欧姆定律

基本要求 了解电功、电功率的定义 了解电流的热效应，知道如何计算热量 了解闭合电路欧姆定律的定义 略高要求 有关电功、电功率的简单计算 焦耳定律的简单计算 电路的动态分析 较高要求 非纯电阻电路中电功、发热量的计算 涉及最大输出功率问题 知识点睛

一、焦耳定律

●知识点1 电功

1．定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动电场力做的功称为电功． 2．公式:W?Uq?UIt

3．意义：电功是电流做功的过程中电能转化为其他形式的能的多少的量度． ●知识点2 电功率

1．定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值，叫做电功率．

WU222．公式：计算电功率的普适公式为P?和P?UI．对于纯电阻电路，计算功率可以用公式P?IR和P?．

tR3．单位：在国际单位制中的单位是瓦特，符号为W． 4．意义：电功率表示电流做功的快慢． 5．用电器的额定功率和实际功率

用电器正常工作条件下所加的电压叫额定电压，额定电压下消耗的功率叫额定功率，即 P额?I额?U额．

?I实?U实，P实不一定等于P额，若U实?U额，则实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，即P实P?P额，用电器可能烧坏． 实

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●知识点3 焦耳定律

1．电流流过导体时，导体上产生的热量记为Q，则Q?I2Rt （焦耳定律适用于一切导体或用电器，但只能用来求电热．） 2．电功和电热的关系

U2（1）在纯电阻电路中，W?Q，此时UIt?IRt，U?IR，故UIt?IRt?t．

R2U（2）在非纯电阻电路中，W?Q，此时UIt?I2Rt，U?IR，故t无意义，E其他?W?Q．

R22例题精讲

基础题

【例1】 下列关于电功的说法中，错误的是（ ）

A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功

B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程 C．电流做功消耗的能量，由电源来供给 D．电功就是电能

【例2】 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，错误的是（ ）

A.在任何电路中，电功为UIt＝I2Rt B.在任何电路中，电功为UIt，电热为I2Rt C.在纯电阻电路中，UIt＝I2Rt D.在非纯电阻电路中，UIt＜I2Rt

【例3】 把一根电阻丝接入一恒定电压上，电阻丝消耗的功率为P；若把电阻丝均匀拉长，使其直径变为原

来的一半，那么电源在电阻丝上的功率变为原来的（ ） 1111A．倍 B．倍 C．倍 D．倍

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40W”的灯泡，下列说法正确的是（ ） 【例4】 不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，A．接在110V的电路上时的功率为20W B．接在110V的电路上时的功率为10W C．接在440V的电路上时的功率为160W D．接在220V的电路上时的功率为40W

50W”的字样，【例5】 有一台电风扇的铭牌上标有“220V，其线圈的直流电阻为0.4?，如果把它接入220V的

电路中，则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中，正确的是（ ） P5055A．I??A＝A，Q?UIt?220??60J＝3000J

U2202222B．Q?Pt?50?60J?3000J

P5055C．I??A＝A，Q?I2Rt?()2?0.4?60J＝1.24J

U2202222 高二物理·第6讲·学生版 page 2 of 14

U22202D．Q?t??60J=7.26?106J

R0.4

【例6】 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，设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，有（ ） A．IU＞P B．P?I2(R1?R2) C．IU?P D．P＞I2(R1?R2)

【例7】 一台洗衣机上的电动机的额定电压U?220V，线圈电阻R?1?，在额定电压下正常运转时的电流为

I?2A，求：

（1）电动机消耗总功率和发热的功率； （2）电动机的输出功率．

中档题

【例8】 自动扶梯以恒定的速度v沿与水平面成?角的方向斜向上运行，驱动电梯的电动机电压为U，内电

阻不计．空载时电流为I0，当站上一个质量为m的人以后，通过电动机的电流I?________．

【例9】 已知两电阻R1、R2的IU图线如图所示，把R1、R2并联接到一电源上，R1消

耗的功率为6W，则电源输出的功率是（ ） A．8W B．10W C．15W D．22W

【例10】 两个电阻R1?8?，R2?2?，并联在电路中，欲使两个电阻消耗的电功率相等，可行的方法是（ ）

A．用一个阻值为2?的电阻与R1串联

B．用一个阻值为6?的电阻与R1串联 C．用一个阻值为6?的电阻与R2串联 D．用一个阻值为2?的电阻与R2串联

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【例11】 如图所示，灯L1、L2都为“110V 60W”，灯L3、L4都为“110V

40W”，则：

（1）哪个灯最亮，哪个灯最暗？

（2）四个灯电流之比I1:I2:I3:I4?？

【例12】 有一个标有“220V,100W”的白炽灯泡，若忽略温度对电阻的影响，

（1）求这个灯泡的电阻是多大？

（2）把这盏灯接在电压为110V的电路中，它所消耗的电功率是多大？ （3）这盏灯正常发光24h，用电多少度？

（4）把这盏灯接在440V的电路上，它的功率又为多少？

100W”、“110V，60W”、“110V，15W”字样的三只灯泡，将它们与适当规格的电阻配合，【例13】 标有“110V，接到220V的电压上，试设计能使三灯都正常发光的电路，要求电路的耗电最小．

【例14】 如图所示，两灯额定电压都是110V，额定功率PA?100W，PB?40W，接在220V电路上，使电灯

可能正常发光，且消耗功率最小的电路是哪个（ ）

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【例15】 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻

为0.6?，R?10?，直流电压U?160V，电压表示数为110V，则通过电动机的电流强度为_______A，输入电动机的电功率为_______W，电动机工作1h所产生的热量为_______J．

60W”的灯泡串联后接在电压恒为220V的电路【例16】 有一直流电动机的内阻为4.4?，它和一盏标有“110V，两端，灯泡正常发光，则（ ） A．电动机的输入功率为60W B．电动机的发热功率为60W

C．电路消耗的总功率为60W

D．电动机的输出功率为60W

【例17】 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种锅内水烧干

后的保温状态．如图所示是电饭锅原理示意图，S是用感温材料制造的开关．下列说法中正确的是（ ） A．其中R2是供加热用的电阻丝

B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态

C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1:R2应为2:1

D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1:R2应为(2?1):1

【例18】 如图所示是一种电熨斗的电路图，R1、R2为相同的电阻丝，其阻值不受温度影响，S为开关．使用

时接入正常的照明电路．

（1）说明分别使用低温、高温挡时，S的通断情况．

（2）若使用低温挡时，电熨斗的额定功率为121W，求R1、R2的阻值．

（3）使用高温挡达到一定温度后，由于环境温度较低，电熨斗每分钟散热1.2?104J，

为保持这一温度恒定，应在电路中串联多大的分压电阻丝？为保证各挡正常使用，怎样设计这部分电路最简单？

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