【文档说明】2021-2022新教材鲁科版物理必修第三册课后练习：3.3　电功与电热含解析.docx，共(8)页，239.807 KB，由envi的店铺上传

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课后素养落实(十二)电功与电热(建议用时：40分钟)◎题组一电功和电功率电热和热功率1．在电源电压不变的前提下，增加电炉的电热丝在相同时间内的发热量，可采取的措施是()A．增大电热丝的电阻B．减小电热丝的电阻C．在电热

丝上并联电阻D．在电热丝上串联电阻B[电炉可以看成是纯电阻用电器，电流产生的热等于电流所做的功，所以有Q＝W＝I2Rt＝U2Rt，根据题意知U不变，t相等，故由Q＝U2Rt可以看出R越大，发热量越小，要使发热

量增加，应减小电热丝电阻，故A错误，B正确；对于C选项，能增加电炉相同时间内的发热量，但不能使原电热丝发热量增加，对于D选项，会减少电炉相同时间内的发热量，故C、D错误。]2．一根电阻丝，通过2C电荷量所消耗的电

能是8J。若在相同的时间内通过4C的电荷量，则该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A．4V,16JB．8V,16JC．4V,32JD．8V,32JD[设电阻丝的电阻为R，开始时所加电压为U1，则W1＝q1U1，即8J＝2C×U1，解得U1＝4V。设后来所加电压为U2，消

耗的电能为W2，则I2＝q2t＝U2R，又I1＝q1t＝U1R，由此得I2＝2I1，所以U2＝2U1＝8V，W2＝q2U2＝4×8J＝32J，D正确。]3．A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为()A．1∶1∶1B．1∶2∶2C．2∶

1∶1D．1∶4∶4D[B、C两个灯泡并联，UB＝UC，B、C两个灯泡消耗的实际功率相同，则由P＝U2R，得RB＝RC，IA＝2IB＝2IC，则由P＝I2R，得RA∶RB∶RC＝1∶4∶4，故D正确。]4．美国和日本的三位科学家，在发现新型高效、环境友好型蓝色发光二极管(LED)

光源方面做出巨大贡献。若某汽车LED日行灯的工作电压为12V，工作电流为30mA，则汽车LED日行灯工作时消耗的功率为()A．60WB．3.6WC．0.36WD．150WC[由P＝UI得，日行灯工作时消耗的功率为P＝0.36W，选项C正确。]◎题组二

纯电阻电路和非纯电阻电路5．下列关于电功、电功率和焦耳热的说法中正确的是()A．电功率越大，电流做功越快，单位时间内电路中产生的焦耳热就越多B．在电路中能用W＝UIt求某用电器的电功，就能用W＝I2Rt或W＝U2Rt求该用电器的电功C．在纯电阻的电路中，电流的电功率等于热功率

D．焦耳热Q＝I2Rt只适用于纯电阻电路C[电功率公式P＝Wt，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有P＝IU，I＝PU，焦耳热Q＝PU2Rt，可见Q与P、U、t都有关。所以，P越大，Q不一定越大，故A错误；W＝UIt是

电功的定义式，适用于任何电路，而W＝I2Rt和W＝U2Rt只适用于纯电阻的电路，故B错误；在纯电阻的电路中，电流所做的功W＝Q，则UI＝I2R，故C正确；Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中

产生的焦耳热，故D错误。]6．关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成

立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立B[W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B正确，A、C、D错误。]7．如图所示，电阻R1＝

20Ω，电动机的线圈电阻R2＝10Ω。当开关断开时，电流表的示数是0.5A，当开关闭合后，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P表示正确的是()A．I＝1.5AB．I＞1.5AC．P＜15WD．P＝15WC[当开关断开时，由欧姆定律得U＝I1R1＝10

V，当开关闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电路是非纯电阻电路，正常工作时，欧姆定律不成立，其电流小于视为纯电阻的电流，电动机的电流I2<UR2＝1A，故电流表的电流I<1.5A，电路消耗的电功率P＝UI<15W，故C正确。]8．(多选)电阻R

和电动机一起串联在电路中，如图所示。已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机两端的电压分别为U1、U2，经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机做的功为W2，产生的电热为Q2，则有()A．

U1＜U2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2D．W1＜W2，Q1＝Q2AD[设电路中的电流为I，则R两端的电压U1＝IR；对于电动机，欧姆定律不再适用，但电动机线圈上的电压仍有U2′

＝IR，而电动机两端的电压U2一定大于U2′，所以，应有U1＜U2。对于R，经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1＝U1It，将电能全部转化为电热Q1，则Q1＝W1＝I2Rt；对于电动机，经过时间t，电流通过电动机做的功为W2＝U2It

，所以有W1＜W2，电流通过电动机线圈产生的电热Q2＝I2Rt，故有Q1＝Q2。故选项A、D正确。]9．有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4A；若把电动机接入U2＝2.0

V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0A，求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？[解析](1)U1＝0.2V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r＝U1I1＝0.

20.4Ω＝0.5Ω，U2＝2.0V时，电动机正常工作。此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得P电＝U2I2＝2.0×1.0W＝2W。P热＝I22r＝1.02×0.5W＝0.5W。所以由能量守恒定律可得电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2W－0.5W＝1.5W。(2)此时若

电动机转子突然被卡住，则电动机又变为纯电阻，其热功率P热′＝U22r＝2.020.5W＝8W。[答案](1)1.5W(2)8W10．如图所示为一台冬天取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电

动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为R1，电阻丝的电阻为R2，将暖风机接到额定电压为U的交流电源上，正常工作时，电路中的电流为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P，则下列关系式正确的是()A．P1＝I2R1B．P2＞I2R2C．P＝UID．P＝I2

(R1＋R2)C[暖风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为P＝IU，故C正确；电动机两端的电压为U′＝U－IR2，电动机消耗的电功率为P1＝U′I＝UI－I2R2，故A错误；电阻丝为纯电阻，所以消耗的电功率P

2＝I2R2，故B错误；因为电动机是非纯电阻，所以暖风机消耗的电功率P>I2(R1＋R2)，故D错误。]11．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。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；当重新调节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。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是()A．电动机的内阻为7.5ΩB．电动机的内电阻发热功率为8.0

WC．电动机的输出功率为30WD．电动机的效率约为27%B[当电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r＝U1I1＝1.00.5Ω＝2.0Ω，选项A错误；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，则电动机的

内电阻发热功率，P热＝I22r＝2.02×2W＝8.0W，选项B正确；电动机的总功率P总＝U2I2＝15.0V×2.0A＝30.0W，所以电动机的输出功率P输出＝P总－P热＝30.0W－8.0W＝22.0W，选项C错误；电动机的效率η＝P输

出P总＝22.0W30.0W×100%≈73.3%，选项D错误。]12．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率

为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度相同，则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少？(设每个人的平均质量为60kg，g取10m/s2)[解析]设可同时乘载的最多人数为

n，此时电动机处于最大输出功率状态。该状态下，扶梯自身移动所需功率为：P1＝IU＝5×380W＝1900W＝1.9kWn个人以恒定速度v＝0.4m/s向上移动所需功率为P2＝P出－P1＝(4.9－1.9

)kW＝3.0kW，所以n＝P2mgvsinθ＝3.0×10360×10×0.4×12＝25(人)。[答案]25人13．国庆期间，群众游行队伍中的国徽彩车不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100千

米左右。假设这辆电动彩车的总质量为6.75×103kg，它匀速通过天安门前500m的检阅区域用时为250s，驱动电机的输入电流I＝10A，电压为300V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的150。g取10m/s2，其他摩擦不计，只考虑驱动电机的内阻发热损耗的能量，求：(1)驱

动电机的输入功率；(2)电动彩车通过天安门前时的机械功率；(3)驱动电机的内阻和机械效率。[解析](1)驱动电机的输入功率P入＝UI＝300V×10A＝3000W。(2)电动彩车通过天安门前的速度v＝xt＝2m/s电动彩车行驶时所受阻力为f＝150mg＝15

0×6.75×103×10N＝1.35×103N电动彩车匀速行驶时F＝f，故电动彩车通过天安门前时的机械功率P机＝Fv＝2700W。(3)设驱动电机的内阻为R，则P入＝P机＋I2R解得R＝3Ω驱动电机的机械效率η＝P机P入×100%＝90%。[答案](1)3000W(2)2700W(3)3Ω90

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