(三)．计算题

15.一个灯泡L，标有"6V，12W"字样，一台直流电动机D，其线圈电阻为2Ω，把L与D并联，当电动机正常工作时，灯泡也正常发光.把L与D串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率(假定灯泡电阻保持不变).

16.把灯L₁，接到一个电压恒定的电源上，L₁的电功率是100W.如果把它与另一个灯L₂串联起来再接到电源上，L₂的电功率是9W.问此时灯L₁的功率是多少(假定灯泡的电阻恒定不变)?

17.如图所示，a、b两端接到电压恒定的电源上，如果c、d两端接一电压表，示数为60V；如接一电流表，示数为3A；如果在c、d间接一电阻R₃，则三个电阻消耗的功率相等.求R₁、R₂、R₃的阻值及a、b间的电压(电表为理想表).

18．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：

(1)电动机正常工作时的输出功率。

(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为视为纯电阻用电器)

(二)．填空题

13.三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是________V，并联时允许通过的最大总电流是________A.

14.某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转动情况.测得冰箱制冷时，转盘每12s转一转；冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明“2000r／(kW·h)”.该同学还测得冰箱每小时制冷10min，保温50min.每月按30d(天)汁.则该冰箱月耗电为________________________(kW·h)(度).

(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:

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，各灯额定电压和额定功率分别是:A灯“10V，10W"，B灯"60V，60W”，c灯"40V，40W"，D灯"30V，30W".在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是(　 ).

(A)P_B＞P_D＞P_A＞P_C (B)P_B＞P_A＞P_D＞P_C

(C)P_B＞P_D＞P_C＞P_A (D)P_A＞P_C＞P_D＞P_B

7.家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，因此，PTC元件具有发热、控温双重功能.对此，下列判断中正确的组合是(　　 ).

(A)通电后，其电功率先增大后减小

(B)通电后，其电功率先减小后增大

(C)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T₁或T₂不变

(D)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T₁-T₂的某一值不变

8.把R₁=8Ω、R₂=2Ω两个电阻中联到电路中，要使两个电阻消耗的电功率相同，下列方法中可行的是(　 )

　(A)给R₁并联一个阻值为8/3Ω的电阻　　 (B)给R₁并联一个阻值为8Ω的电阻

(C)给R₂串联一个6Ω的电阻　　　　 (D)给R₂并联一个6Ω的电阻

9.如图所示，A、B两端的电压U一定，电阻R先接在A、B两端，消耗功率为9W.再将电阻R接在较远的C、D两端，消耗功率为4W.在后一种情况下，输电导线AC、BD共消耗功率为(　 ).

(A)2W　 (B)3W　 (C)4W　 (D)5W

10.如图所示，电路中每个电阻的阻值都相同，额定功率也相同.当电压U升高时，先烧坏的电阻应是(　 ).

(A)R₁和R₂ (B)R₃ (C)R₄ (D)R₅

11.用两个不同的电热丝烧开水，不计热量损失，单独用第一个烧，用时t₁，单独用第二个烧同样的水，用时t₂。如果把两电热丝串联后接在相同电压下烧同样的水，则需要时间(　 ).

(A)t₁+t₂ (B)　　　 (C)　　　 (D)

12.有一电热器，额定电压为220V，额定功率为1000W.现要把它改装一下，用在电压为110V的电路中，若要使它消耗的功率仍为1000W(假设电阻丝不被烧断).下面做法可行的有( ).

(A)将电热器中的电热丝截去一半

(B)将电热器中的电热丝截去3/4，只留下1/4

(C)在电热器中再并联一根与原来相同的电热丝

(D)将电热器小的电热丝等分成两段，再并联起来

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P_Q=P-P_机=100w

由P_Q=I²r可求得电动机的线圈电阻r=4Ω

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=P_Q=　　　 =　　　 =　　　 　

(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P_Q=　　　　

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　　　　 。

电功率、焦耳定律　　　　　　　　　　 I

1. D　　　 2. B　　 3. (1)零　　 不变　 (2)A　 C　 B　　 4.A　 C　　 5.M=

教学过程： 一． 电场力做功和电势能： 1． 例：在如图所示的场强为E的匀强电场中有一长方形区域AC平行于电场线AC=BD=L AD=CD=d 求：电量为q的从A移到C电场力所做功 解：Wacb=Wac+Wcb=EqL+0=EqL Wadb=Wad+Wdb=0+EqL=EqL Wab=Eqscos =EqL 总结：a.电场力做功与路径无关.(重力做功与路径无关) b.电场力与动类的人也有与其相对应的势能移为中势能 1．电势能 ①定义：电荷在电场中所具有的势能称为电势能 ②电场力做功与电势能的关系 a．电场力做功，电势能减少。b.电场力做功，电势能增加。 c． ③势能的变化： ④电势能变化为电场力做功特点 ⑤电势能大小：a.零势能点；b.大小等于电荷电该点运动到零电势能点电 场力所功。 二、电势： 1．定义：电场中某点电荷具有电势能与电荷点之比，移为该点电势能。 2．定义式： 3. 单位伏特( V ) 1V=1J/q 3．大小：等于单位正电荷由该点移到零电势能点电场力所做功。 4．特点：沿电场线，电势降低。 三、电势差 1．定义：电势差值 2.定义式： 3．大小： 4．电子伏特①定义：在电压为1V的两点间，把一个电子电点移动到另一 点过场力所做的功就为1伏特。 ②单位：1eV 1ew=1.6×10 ③作用，做微观能量单位 四、练习 1．练习：电子从a点移动到b点，电势能增加，判断a、b两点电势高低 2．练习：将带中点为6×10的负电荷电磁场中的A点移动到B点，克服电 场力做了3×10的功，则A、B的电势差？ 五、作业：P105④、⑧ 练习1：分析过程 分析：如电势能增加，则可改电场力做正功，则电子沿电场线移动，则 练习2 分析：①本题涉及电势差中算问题， a．电场力做功判断A、B两点在电场线上的位置，如本题由A到B 电场力做功，可知电场线由A到B

b. 由电场线与电势关系判断PA>PB c． 分两次处理，代数时"+""-"由电场线判断；大小 ，此时 只代绝对值 解： ①由判断AB位置练习 A B

教学过程： 一． 电场力做功和电势能： 1． 例：在如图所示的场强为E的匀强电场中有一长方形区域AC平行于电场线AC=BD=L AD=CD=d 求：电量为q的从A移到C电场力所做功 解：Wacb=Wac+Wcb=EqL+0=EqL Wadb=Wad+Wdb=0+EqL=EqL Wab=Eqscos =EqL 总结：a.电场力做功与路径无关.(重力做功与路径无关) b.电场力与动类的人也有与其相对应的势能移为中势能 1．电势能 ①定义：电荷在电场中所具有的势能称为电势能 ②电场力做功与电势能的关系 a．电场力做功，电势能减少。b.电场力做功，电势能增加。 c． ③势能的变化： ④电势能变化为电场力做功特点 ⑤电势能大小：a.零势能点；b.大小等于电荷电该点运动到零电势能点电 场力所功。 二、电势： 1．定义：电场中某点电荷具有电势能与电荷点之比，移为该点电势能。 2．定义式： 3. 单位伏特( V ) 1V=1J/q 3．大小：等于单位正电荷由该点移到零电势能点电场力所做功。 4．特点：沿电场线，电势降低。 三、电势差 1．定义：电势差值 2.定义式： 3．大小： 4．电子伏特①定义：在电压为1V的两点间，把一个电子电点移动到另一 点过场力所做的功就为1伏特。 ②单位：1eV 1ew=1.6×10 ③作用，做微观能量单位 四、练习 1．练习：电子从a点移动到b点，电势能增加，判断a、b两点电势高低 2．练习：将带中点为6×10的负电荷电磁场中的A点移动到B点，克服电 场力做了3×10的功，则A、B的电势差？ 五、作业：P105④、⑧ 练习1：分析过程 分析：如电势能增加，则可改电场力做正功，则电子沿电场线移动，则 练习2 分析：①本题涉及电势差中算问题， a．电场力做功判断A、B两点在电场线上的位置，如本题由A到B 电场力做功，可知电场线由A到B

b. 由电场线与电势关系判断PA>PB c． 分两次处理，代数时"+""-"由电场线判断；大小 ，此时 只代绝对值 解： ①由判断AB位置练习 A B

5.图七所示在匀强电场中，M N为一绝缘杆，两端有等量异号的点电荷，开始时杆与场强方向平行，处于平衡状态。当杆绕中心O转180°时，使M N交换位置，需要克服电场力做功W，求杆与场强方向成45°夹角时，杆所受的电场力的力矩的大小等于多少？

[参改答案]

4.图六所示的匀强电场场强为10³ N／C，ab=dc=4cm，bc=ad=3cm，则下述计算结果正确的是(　　 )

A. 　　 a b之间电势差为40V

B. 　　 a c之间电势差为50V

C. 　　 将q=－5×10^{－　 3} 　C的点电荷沿矩形路径a b c d移动一周，电场力做功为零

D. 　　 将q=－5×10^{－　 3} C的点电荷沿a b c或a b c从a移动到c，电场力做功都是－0.25J