（人教版）2021年新高二物理暑假讲义-第十七讲 焦耳定律

【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程(人教版)

第十七讲焦耳定律

【基础知识梳理】

一、电功和电功率

1.电功

(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。

(2)公式：W=IUt.

(3)单位：国际单位是焦耳,符号是工。

(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少。

2.电功率

⑴定义:单位时间内电流所做的功。

(2)公式：4私

(3)单位：W,符号是飓

(4)意义：描述也能转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢。

二、焦耳定律

1.内容：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。

2.表达式：Q=fRt.

3.热功率

一意义:表示电流发热快慢的物理量

热功率一定义:单位时间内的发热量

H•式:P*=子=,七单位:瓦特(W)

【模型考点剖析】

一、串、并联电路中电功率的计算

1.串、并联电路的功率分配关系

(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即

P\PiP„厄

R\RiR”

(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即

PIR=P2&="・=P"R"=U2。

(3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和。

2.额定功率和实际功率

(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率，当用电器两端电压达到额定电压。额时，电流达到额

定电流/制，电功率也达到额定功率产拗且尸制=U期"”

(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不

能大于其额定功率。

iftift

3.在纯电阻电路中，P=U1=%=PR,此类题目主要考查串、并联电路的特点以及公式P=U/、

KK

和尸=/2R的灵活选择及应用。

二、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

元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器

欧姆定律服从欧姆定律不服从欧姆定律

能量转化电流做功全部转化为电热电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能

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=FRt=，

P、E=P后UI=?R=%

K

(2)非纯电阻电路

电功电热Q=FRt,W>Qx

电功率P，e=U/,热功率尸热=用?，尸也〉P热。

3.电动机的功率和效率

⑴电动机的总功率(输入功率)：P&=U1.

(2)电动机发热的功率：P板=Fr。

(3)电动机的输出功率(机械功率)：

P^P&-Pa^UI-Pr.

(4)电动机的效率：100%,

〃总

【真题分项演练】

1.(2020•海南高考真题)一车载加热器(额定电压为24V)发热部分的电路如图所示，氏C是三个接

线端点，设岫、ac,庆间的功率分别为舄,、匕、4,则()

9R±

9R

qT

a。▲II，©c

A.以＞4B.%=匕

c.4c=4D.%＜匕

【答案】D

【解析】

接ab,则电路的总电阻为

9R（R+9R）9QR

R+9R+9R-19

接亚，则电路的总电阻为

R（9R+9R）18R

A=------------------=-------

R+9R+9R19

接儿，则电路的总电阻为

9R（R+9R）90R

“-R+9R+9R-19

由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V,根据

R

可知

Bb=几＜Be

故选D。

2.（2019.浙江高考真题）电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R”两端

电压为U”流过的电流为L；电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为12.则

U,R,c丛=3D2〈区

A，B.心

U2R2,u2R2

【答案】D

【解析】

q凡

由题意可知L=k,选项A错误；因U2X2R2,UI=LRI,则才＜广，选项BC错误，D正确；故选D.

3.(2007・重庆高考真题)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机

未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.05C,电流

表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了

题15图

A.35.8WB.43.2WC.48.2WD.76.8W

【答案】B

【解析】

电动机未启动时，U^=E-l\r=(12.5-10x0.05)V=12V,车灯功率人产U"i=120W；电动机启动时，

U2U；96

Ut}'=E-hr=(12.5-58x0.05)V=9.6V,设车灯阻值不变，由尸=—,可得尸=(—^)?xP灯=(二)

RU灯12

2x120W=76.8W,电功率的减少量△?=?—2'=(120-76.8)W=43.2W,选项B正确.

4.(2017•浙江高考真题)如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W,额定工作电压为24V,机器人的

锂电池容量为20A-h,则机器人()

A.额定工作电流为20AB.充满电后最长工作时间为2h

C.电池充满电后总电量为7.2xl()4cD.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J

【答案】C

【解析】

A.P=U/得，额定工作电流：

A错误；

B.充满电后最长工作时间：

Q20…

t————hu=1Oh,

I2

B错误；

C.电池充满电后总电量为

2==20x3600C=7.2X104C

C正确：

D.额定电流工作时每秒消耗能量

E=〃〃=24X2X1J=48J.

D错误.

5.（2018,浙江高考真题）杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400W,

LED灯功率为180W,若更换4000盏，则一个月可节约的电能约为

A.9xl03kWhB.3xl05kWh

C.6xl05kWhD.lxlOl2kWh

【答案】B

【解析】

一个月可节省的电能最接近W=P/=（0.4左W-0.18左W）x4000xl0/?x30®3xl05kWh，故B正确,ACD

错误；

故选B.

6.（2018•浙江高考真题）小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示，则这些电器一天消

耗的电能约为（）

电涔消耗功率/W工作时间可

电茶壶20001

空调1200彳

电视机1002

节能灯164

路由器924

A.6.1xlO3WB.6.1xlO3JC.2.2x104WD.2.2x107J

【答案】D

【解析】

根据公式/=/Y可知一天消耗的电能为

W=2kW-\h+\.2kW•3〃+0.MW•2〃+0.016〃W-4〃+0.009〃W24〃=6.08ZW-h,又知道

lkWh=3.6xlO6J.故W#2.2xl（）7J,D正确.

7.（2015♦浙江高考真题）下列说法正确的是（）

A.电流通过导体的热功率与电流大小成正比

B.力对物体所做的功与力的作用时间成正比

C.电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比

D.弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比

【答案】C

【解析】

A.根据公式/>=/2R可得在电阻一定时，电流通过导体的发热功率与电流的平方成正比，A错误;

B.根据公式卬=凡可得，力对物体所做的功与力的作用时间无关，B错误；

c.根据公式c=W可得电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比，C正确；

D.弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，和弹簧的自身因素有关，D错误；

故选C。

【点睛】

掌握这些物理量的定义式或计算式，了解公式中各量的含义，能更好的理解并能灵活应用.

二、多选题

8.（2020.浙江高考真题）如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动

机带动。现有质量为20kg、额定功率为5kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200s到达

100m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400V,若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无

人机的拉力，则（）

A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200N

B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5A

C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100W

D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功

【答案】BD

【解析】

A.无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N,最后等于

200N,选项A错误；

B.直流电源对无人机供电的额定电流

/­=12.5A

U400

选项B正确；

C.若空气对无人机的作用力为

F=/ng=200N

则无人机上升过程中消耗的平均功率

200x100

=10()W

200

但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N,则选项C错误：

D.无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正确。

故选BDo

9.(2010•北京高考真题)环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，

总质量〃?=3xl()3kg。当它在水平路面上以m36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流/=50A,电

压U=300V。在此行驶状态下。

(D求驱动电机的输入功率ZU；

(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率尸机，求汽车所受阻力与车重的比

值(g取lOm/s2)；

(3)设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，

简述你对该设想的思考。

已知太阳辐射的总功率4=4x1()26w,太阳到地球的距离r=L5xlO”m，太阳光传播到达地面的过程中

大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

【答案】(1)或=L5xl()4W；(2)­=0.045；(3)S=101m2

mg

【解析】

(1)驱动电机的输入功率

4

^tl=ZL/=1.5xlOW

(3)牵引汽车前进的机械功率

%=().94="=外

则汽车所受阻力

八强二1350N

V

则汽车所受阻力与车重的比值

工=0.045

mg

(3)当太阳光垂直电磁板入射时，所需板面积最小，设其为S,距太阳中心为，的球面面积

So=4兀/

若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为尸'，则

P^_S_

4

设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P.所以

P=（l-30%）P

由于用=15%P,所以电池板的最小面积

P=S

《(1-30%)=工

4兀,几

S»101m2

0.15x0.7《

【点睛】

本题难度中等，对于非纯电阻电路欧姆定律不再适用，但消耗电功率依然是3的乘积，求解第3问时从能

量守恒定律考虑问题是关键，注意太阳的发射功率以球面向外释放。

10.（2012•四川高考真题）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极

大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一.某地要把河水抽高20m,进入蓄水池，用一台电动机

通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380V,此时输入电动机的电功

率为19kW,电动机的内阻为0.4螳.已知水的密度为:M婵甯4'嬲，重力加速度取10吻$,2.求

（1）电动机内阻消耗的热功率；

（2）将蓄水池蓄入864；7的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）.

34

【答案】（1）Pr=lxlOW（2）r=2xl05

【解析】

试题分析：（1）设电动机的电功率为P,则—uz

设电动机内阻r匕消耗的热功率为匕，则

代入数据解得匕=1x103卬

（2）设蓄水总质量为M，所用抽水时间为J已知抽水高度为〃，容积为V,水的密度为「，则

M=pV

设质量为M的河水增加的重力势能为△纥,,

则际=桃〃

设电动机的输出功率为Po，则

根据能量守恒定律得玲/X60%X8（）%=△耳，

代入数据解得/=2x1045.

考点：能量守恒定律、电功、电功率

【名师点睛】根据电动机的功率和电压求解出电流，再根据焦耳定律求解发热功率；水增加的重力势能等

于消耗的电能（要考虑效率），根据能量守恒定律列式求解；本题关键是根据能量守恒定律列方程求解，

要熟悉电功率和热功率的区别.

【分类过关检测】

一、单选题

1.（2021•大连市第一中学高一月考）一电动自行车中电源铭牌标有“48V12A小”字样，假设工作时输出

电压恒为48V,额定功率为192W,电动机内阻为2H，某次平路上匀速行驶的人和车的总质量为100kg,

阻力为总重力的0.03,g=10m/s2。则（）

A.额定工作电流为12A

B.电动机产生的热功率为16W

C.以额定功率行驶时，电动机的效率约为92%

D.以额定功率行驶时，在平路上行驶的最大速度约为5.3m/s

【答案】D

【解析】

A.额定工作电流

广a=1^A=4A

°额48

故A错误；

B.电动机产生的热功率为

%=/27=4X4X2W=32W

故B错误；

C.电动机的输出功率为

舄=七一七=192W-32W=160W

以额定功率行驶时，电动机的效率约为

片包X100%=—X100%=83%

4192

故C错误；

D.最大速度行驶时，由

4-G%ax=Amax

电动自行车的阻力

f=kmg=0.03X100X10=30N

联立解得

%a5.3m/s

故D正确。

故选D。

2.(2021.浙江温州市.高二期末)2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来

定义。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施，根据所学知识判断，正确的选项是()

A.“伏特(V)”是国际单位制中的基本单位B.“电子伏特(eV)”表示的是能量的单位

C.“毫安时(mA小)”表示的是电流的单位D.“瓦特(W)”是国际单位制中的基本单位

【答案】B

【解析】

A.伏特是电压的单位，是导出单位，A错误；

B.结合

W=qU

“电子伏特(eV)”表示的是能量的单位，B正确；

C.根据

q=It

“毫安时(mA-h)”表示的是电量的单位，C错误；

D.瓦特是功率的单位，是导出单位，D错误。

故选Bo

3.(2021.江苏南通市.高一期末)扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。某型号扫地机

器人的说明书中标明：电池容量2000mA・h,额定电压15V,额定功率30W。则（)

A.“mA・h”是能量的单位

B.该扫地机器人的额定电流为0.5A

C.该扫地机器人电动机线圈的电阻小于7.5。

D.该扫地机器人充电完毕后能连续工作4h

【答案】C

【解析】

A.mA是电流单位，h是时间单位，由。=〃可知，“mA-h”是电荷量的单位，故A错误:

B.由P=U/可知，扫地机器人正常工作时的电流为

,P30“

I=—=—AA=2A

U15

故B错误；

C.某纯电阻用电器，额定电压I5V,额定功率30W,则由R=-可知其电阻为

P

但是该扫地机器人电动机工作时为非纯电阻电路，对电流的阻碍作用包括阻抗和感抗，线圈阻值小于7.5Q,

故C正确；

D.扫地机器人充满电后一次工作时间为

q2000mAh一

t=±=----------------=lh

I2A

故D错误。

故选Co

4.（2021・江苏宿迁市•高一期末）如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在

充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压。=5.0V、输出电流/=0.6A,可认为是恒定不变的，设手

机电池的内阻厂=0.5。，则Imin内（）

--

手

机

电

池

充电宝

甲乙

A.充电宝输出的电功率为3.18W

B.充电宝产生的热功率为0.18W

C.手机电池储存的化学能为169.2J

D.手机电池产生的焦耳热为18J

【答案】C

【解析】

A.充电宝输出的电功率为

p=U/=3W

A错误；

B.充电宝的内阻未知，所以产生的热功率无法确定。B错误；

C.手机电池储存的化学能为

E=（P-I2r）t=169.2J

C正确；

D.手机电池产生的焦耳热为

Q=/2%=I（）8J

D错误。

故选C。

5.（2021•浙江嘉兴市•高一期末）下列属于能量单位的是（）

A.V・AB.N・mC.A・sD.mA・h

【答案】B

【解析】

A.V是电压的单位，A是电流的单位，根据

P=UI

V・A是电功率的单位，A错误:

B.N是力的单位，m是位移的单位，根据

W=Fx

N«m是能里单位，B正确；

C.A是电流的单位，s是时间单位，根据

q-It

A・s是电量单位，C错误；

D.mA是电流单位，h是时间单位，根据

q=It

mA・h是电量单位，D错误。

故选B。

6.（2021.江苏徐州市•高一期末）如图所示，为某一电吹风的电路结构图和铭牌，通过改变选择开关金属

档片的位置可以实现电吹风功能的转换。下列说法中正确的是（）

额定电压/V220

频率/Hz50

吹热风时的功率/W460

吹冷风时的功率/W20

A.档片连接B、C时，电吹风处于吹热风状态

B.电动机的电阻为2420c

2420

C.吹热风时，电热丝的电阻为-

23

D.吹热风时，通过电热丝的电流为2A

【答案】D

【解析】

A.档片连接8、C时，只把电动机接通了，则电吹风处于吹冷风状态，选项A错误;

B.根据题中条件不能求解电动机的电阻，选项B错误；

CD.吹热风时，电热丝的功率为440W,则电热丝的电阻为

U2_2202

=110。

1=丽

此时电热丝的电流为

/2』=2A

U220

选项C错误，D正确；

故选D。

7.（2021.简阳市阳安中学高二月考）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电

表均为理想电表。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1.0V；

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15.0V。则当这台电动机正

常运转时（）

A.电动机的内阻为20。

B.电动机的内阻为7.5。

C.电动机的输出功率为30W

D.电动机的输出功率为22W

【答案】D

【解析】

AB.电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V,则电动机的电阻

r--=2Q

AB错误：

CD.电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为/2=2.0A和S=15.0V；电动机的总功率为

P=t/2/2=15Vx2A=30W

电动机内电阻消耗的热功率为

22

Pr=72r=2x2W=8W

电动机正常运转时的输出功率是

昂拙=尸一£=3OW-8W=22W

C错误D正确。

故选D。

8.（2021•浙江绍兴市•高一期末）如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓慢下落，拉动绳子，从而带动发

电机转动,使小灯泡发光。某“重力灯”中的重物的质量为18kg,它在30min内缓慢下落了2m使规格为“L5V,

0.12W”的小灯泡正常发光不计绳子重力，下列说法正确的是（）

A.绳子拉力对重物做正功

B.重物重力做功为216J

C.30min内产生的电能为360J

D.重物重力势能转化为灯泡电能的效率为60%

【答案】D

【解析】

A.由于绳子拉力向上，而重物下落，因此绳子拉力对重物做负功，A错误;

B.重物重力做功为

W=77zg/?=18xl0x2J=360J

B错误；

C.30min内产生的电能

E=/V=0.12X30X60J=216J

C错误；

D.重物重:力势能转化为灯泡电能的效率

7=—%=——%=60%

W360

D正确。

故选D。

9.（2021•江苏南京市•高二期末）如图所示，电源的电动势为30V,内电阻为1C,一个标有“6V,12W”

的电灯与一个绕线电阻为2c的电动机串联，开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则下列说法正确的是

()

A.电路中的电流为2AB.电动机两端的电压为4V

C.电源消耗的功率为1WD.电动机的输出功率为44W

【答案】A

【解析】

A.电路中的电流为

故A正确；

B.电动机两端电压为

U*=E-1r—=30V-2V-6V=22V

故B错误；

C.电源消耗的功率为

6=/E=2*30W=60W

故C错误；

D.电动机输出的机械功率为

弓=X4=22X2W-22X2W=36W

故D错误。

故选A。

10.（2020•江苏苏州市•吴江中学高二月考）家用电炉的电热丝烧断，剪去一小段后，继续使用，则下列关

于电炉的发热功率下列正确的是（）

A.由P=/2R可知，电炉的发热功率减小B.由尸=U/可知，电炉的发热功率不变

C.由尸=:可知，电炉的发热功率增大D.由尸="可知，电炉的发热功率无法判断

R

【答案】C

【解析】

减去一小段电阻丝后，电阻丝的电阻R变小，电阻丝两端的电压U不变，根据

P=

~R

可知电炉的发热功率增大。

故选C。

二、多选题

11.（2020•平顶山市实验高中高二期末）如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机.

小灯泡L上标有“3V6W”字样，电动机的线圈内阻时=9。若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V,

此时（）

中L

--------（M>R^M~

A.电动机的输入功率为18WB.小灯泡的热功率是4W

C.电动机的输出功率为14WD.整个电路消耗的电功率为14W

【答案】AC

【解析】

灯泡正常发光，则电路中的电流为

灯泡正常发光时，电动机的电压为

UM=12V-3V=9V

电动机的输入功率为

P=2X9=18W

故A正确：

B.由题可知，小灯泡的热功率为6W；

C.电动机的热功率为

=4xl=4W

则电动机的输出功率为

号=p—《=18W—4W=14W

故C正确；

D.因电源的内阻不能忽略，因此电源的热功率无法计算，电路的电功率无法计算，只知道整个电路的输

出功率为24W,故D错误。

故选AC.,

12.（2021.浙江杭州市.学军中学高一期中）机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温

室效应“，城市“雾霾”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因紫，正在逐渐被人们接受。

某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法不正确的是

（）

规格后轮驱动直流电动机

车型：60”电动汽车电动机额定输出功率：I675W

整车质量：400kg额定转速：600r/min

蓄电池（容量It=800Ah,输出电压：色36V）额定工作电压/电流：36V/50A

A电动汽车正常工作时消耗的电功率1800W

B.电动机的内阻为0.5。

C.蓄电池充满电后储存的电能.不小于1.04xl05J

D.充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16h

【答案】BCD

【解析】

A.由尸=”可知，电动汽车正常行驶的功率为1800W,故A正确;

B.由

线=%+/-，

可得

r=0.05Q

故B错误；

C.由W=可得

W=800X36X3600J=1.04X1o'J

故储存的电能应不大于1.04xl()8j,故C错误；

D.汽车在额定功率下行驶的时间不大于

W

t=——=16h

UI

故D错误；

故选BCDo

三、填空题

13.(2021•上海上外附中高二期末)如图所示电路中，电阻K=5Q,6=14。，&是总电阻为20Q的

滑动变阻器，滑动片位于中点，稳压电源的电压。=12V。断开电键S时，电阻R|的功率为W；

闭合电键S,要使R1的功率变为5W,滑动变阻器&接入电路的阻值用为___________Q。

----------------/----------------

火3R2

•_11-------f——11—,

T®Ri®

I——||——M

------------------0U0----------------

【答案】3.214

【解析】

[1]断开电键S时，回路中的电流

I=-1—=*-A=0.8A

4+15+1。

电阻R的功率为

Fh=FR\=0.82X5W=3.2W

[2]闭合电键S,要使Ri的功率变为5W,则电流

J得导A

回路中的电流

与+"

1

R3,+R2

带入数据解得滑动变阻器&接入电路的阻值

用=14。

14.（2021.上海格致中学高三月考）一电动机接在电压恒定的电源上，在竖直平面内以10nVs的速率分别

匀速提升A、8两重物，A的重力为10N,所受空气阻力可忽略不计，8重力为9N,但在提升时会受到

1N的空气阻力。则该电动机提升两物体时的输出功率（填“相同”或"不相同”）；若提升物体时电

动机不幸突然卡住，则其输入功率将（填''增大"、"减小”、"不变''或"无法确定”）。

【答案】不相同增大

【解析】

⑴电动机提供的输出功率就是A、B匀速上升的过程中拉力的功率，对A,拉力产生的功率大小，由公式

P=Fv

根据平衡条件有

FA=W^+/=11N

联立可得，A上升的过程中，拉力产生的功率为

=/7vv=Hxl0W=110W

同理可得，B上升的过程中，根据平衡条件可得拉力为FB=10N,拉力产生的功率为

^=/^v=10xl0W=100W

故电动机提升两物体时输出功率不同；

⑵提升重物的过程中，当电动机被卡住后，电动机会变为纯电阻，输入电流将变大，根据P=/U可知电动

机的输入功率会增加。

四、实验题

15.（2021•山西晋城市•高二期中）在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，实验所用的小灯泡额定电压为

2.5Vo

〃A

甲

(I)把图甲所示的实验器材用笔画线补充完整。（)

(2)已经将实验数据描到图乙中，请描绘出小灯泡的伏安特性曲线.

(3)根据得到的小灯泡的伏安特性曲线,得出小灯泡的正常工作电阻为,额定功率为.

（结果均保留两位有效数字）

【答案】8.3Q

0.75W

【解析】

描绘伏安特性曲线要求电压从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡电阻较小，采用电

流表外接法，由乙图可知电流表选择0.6A的量程，实物连接如图所示

（2）⑵用平滑曲线连接各点，个别偏差太大的舍弃，描绘出的小灯泡伏安特性曲线如图所示

0.35

030

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

UN

（3）[3]⑷小灯泡正常工作电压U=2.5V,由伏安特性曲线可知，电流为/=0.3A,故小灯泡的正常工作电阻为

R=%8.3。

额定功率为

p=U/=0.75W

16.（2010•湖南长沙市•高三月考）有一个标有“12V,24W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率,

需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：

A.直流电源15V（内阻可不计）

B.直流电流表0〜0.6A（内阻约0.5C）

C.直流电流表0〜3A（内阻约0.1C）

D.直流电压表。〜3V（内阻约3kC）

E.直流电压表0〜15V（内阻约15kC）

F.滑动变阻器10。、5A

G.滑动变阻器Ik。、3A

（1）实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要从上述器材中再选用（用序号字

母表示）.

（2）在如图1的虚线框内画出最合理的实验原理图.

R/Q

（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图2所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下,

灯丝消耗的电功率是W.

【答案】（1）ABDF（3分）

（2）如下图所示.（4分）

实物连图（略）（3分）

【解析】

①小灯泡的实际功率和额定功率，需要电压从零开始，所以要用分压式接法，选择便于调节的滑动变阻器F；

“12V,24W”的灯泡额定电压为12V,所以要用A电源，D电压表量程选0-15量程;

P24

由尸/=—=—=2H,所以电流表选0-3安的量程，选B.

②需要电压从零开始，所以要用分压式接法，灯泡的电阻比较小，所以电流表用外接法：电路如右图:

五、解答题

17.（2021•江苏泰州市•泰州中学高一期末）如图所示的电路中，电源电压为60V（内阻不计），电阻R=2H,

电动机的内阻&=L6Q,电压表的示数为50V,电动机正常工作，求:

(1)流过电动机的电流大小;

(2)电动机的输出功率。

【答案】(1)5A；(2)210W

【解析】

(1)根据部分电路欧姆定律,有

U60-50

A=5A