电功、电热、电功率和热功率(含答案)

1电功、电热、电功率和热功率1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度．计算电功时用公式W＝IUt，计算电热时用公式Q＝I2Rt.2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q、UIt≥I2Rt.(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q.计算时可任选一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝U2Rt.(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有WQ.电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．1、如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是()A．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等图8B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率解析电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又Q＝I2Rt，故A、B正确，C、D错误．答案AB电功和电热的处理方法1.P＝UI、W＝UIt、Q＝I2Rt在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W＝Q，UIt＝I2Rt，在非纯电阻电路中，WQ，UItI2Rt.2．在非纯电阻电路中，由于UItI2Rt，即UIR，欧姆定律R＝UI不再成立．3．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．2、电阻R和电动机M串联接到电路中，如图9所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，图9电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有()A．U1U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q22C．W1＝W2，Q1Q2D．W1W2，Q1Q2答案A解析电动机是非纯电阻，其两端电压U2IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1W2，C错；电流产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错．3、如图5所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率一定为()A．I2RB.U2R图5C．UID．UI－I2R答案C解析不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P＝UI，选项C正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P＝UI＝I2R＝U2R，故A、B错误；而UI－I2R为电能转化为其他形式能的功率，故D错误．4、在研究微型电动机的性能时，应用如图6所示的实验电路．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A图6和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为()A．32WB．44WC．47WD．48W答案A解析当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r＝UI，代入数据得r＝4Ω，重新调节R并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P＝UI－I2r，代入数据得P＝32W，B、C、D错误，A正确．5、如图7所示，电源电动势E＝8V，内电阻为r＝0.5Ω，“3V,3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝1.5Ω.下列说法中正确的是()A．通过电动机的电流为1.6A图7B．电源的输出功率是8WC．电动机消耗的功率为3WD．电动机的输出功率为3W3答案D解析“3V,3W”的灯泡L与电动机M串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为IL＝PLUL＝33A＝1A；路端电压U＝E－Ir＝8V－1×0.5V＝7.5V，电源的输出功率P出＝UI＝7.5×1W＝7.5W；电动机消耗的功率为PM＝P出－PL＝7.5W－3W＝4.5W；电动机的热功率为P热＝I2LR0＝12×1.5W＝1.5W；电动机的输出功率为PM－P热＝4.5W－1.5W＝3W；本题答案为D.6、如图9所示，一直流电动机与阻值R＝9Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10V，已知电动机线圈电阻RM＝1Ω，则下列说法中正确的是()图9A．通过电动机的电流为10AB．电动机的输入功率为20WC．电动机的热功率为4WD．电动机的输出功率为16W答案BCD解析由E＝30V，电动机两端电压为10V可得R和电源内阻上分担电压为20V，则I＝209＋1A＝2A，故A错误；电动机输入功率P＝UI＝10V×2A＝20W，故B正确；P热＝I2RM＝4×1W＝4W，故C正确；P输出＝P－P热＝20W－4W＝16W，故D正确．7、一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．答案(1)0.6W(2)6J(3)5Ω解析(1)电动机的输入功率P入＝UI＝3×0.2W＝0.6W.(2)电动机提升重物的机械功率P机＝Fv＝4×330W＝0.4W.根据能量关系P入＝P机＋PQ，得热功率PQ＝P入－P机＝(0.6－0.4)W＝0.2W.所产生的热量Q＝PQt＝0.2×30J＝6J.(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈的电阻R＝QI2t＝60.22×30Ω＝5Ω.