2020年高考物理专题复习：电功、电功率、电热、热功率的计算精讲

1、2020年高考物理专题复习：电功、电功率、电热、热功率的计算精讲2020年高考物理专题复习：电功、电功率、电热、热功率的计算精讲考纲导读：必考考点考名腰求考试题型高考分值局考热度电功、电功率、电热、热功率的计算n选择题计算题614考点精讲一'、基本概念1.电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功。(2)公式：W = qU=M (适用于任何电路)。(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。2 .电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。(2)公式：P= W= IU (适用于任何电路)。t 一3 .焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量幽流的二

2、次方成正比，跟导体的电阻及通电时 间成正比。(2)计算式：Q=I2Rt。4 .热功率(1)定义：单位时间内的发热量；(2)表达式：P= = I2Ro t 一二、不同电路中的计算比较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WQ、UIt Rto(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 = toR(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功

3、除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有 W>Q。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。典例精析例题1如图所示，电阻 Ri=20 0电动机绕线电阻 R2=10 0当开关打开时，电流表的 示数是0.5 A,当开关合上后，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应是()A. I=1.5 AB. I<1.5 AC. P<15WD. P=15W【考点】非纯电阻电路的计算【思路分析】当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压 U=I1R1=10 V;

4、当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U=10V,通过电动机的电流应满足U/I2>R2,所以I2<1 Ao所以电流表的示数 I<1.5 A,电路消耗的电功率 P<15 W,即选 项B、C正确。【答案】BC【规律总结】一、对任何电路都适用的公式：1 .电功：W=qU=IUt2 .电功率：P=IU3 .电热：Q= I2Rt4 .热功率 P=I2R、适用于非纯电阻电路的公式:1. IUt>I 2Rt2. IU>I 2R注：对非纯电阻电路应从能量角度分析手一反三某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380 V,当吊车以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5, X

5、10 kg的集装箱时，测得电动机的电流为 20 A, g取10 m/s2。则下列说法正确的 是（）A.电动机的内阻为19 QB.电动机的内阻为 4.75 QC.电动机的输出功率为 7.6 X 3 WD.电动机的工作效率为 75%【思路分析】由UI=mgv+I2r,可得电动机的内阻 r=4.75 Q, B项正确，A项错误；电动 机的输出功率为 mgv=5.7X 1Gx 10 x 0.1 W=5.7 3 W10C项错误；电动机的工作效率为v =一P总X 100%=75% D 项正确。【答案】BD例题2 一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压 U变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标

6、准电阻R、R2并联后接在电压恒为 U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为 巳现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R、R2消耗的电功率分别是 Pd、P1、P2,它们之间的关系为（）A. Pi>4PdPB. Pd=4C. PD=P2D. Pi<4P2【考点】非纯电阻电路的分析与计算【思路分析】 由于电阻器D与两个标准电阻 Ri、2并联后接在电压恒为 U的电源两端 时，三者功率相同，则此时三者电阻相同。当 .三者按照图乙所示电路连接时，电阻器 D两 端的电压小于U。由图甲可知，电阻器 D的电阻增大则有Rd>Ri=R2,而Rd与R2并联，电U 2压相等

7、，根据P=，Pd<P2, C项错误；由欧姆定律可知，电流Id<I2,又Il = l2+lD,根据P=FR, RPi>4Pd, Pi<4P2, A、D两项正确；由于电阻器 D与电阻R2的并联电阻 R<R ,所以D两端的 UP电压小于 U,且D阻值变大，则 Pd<P, B项错误。24【答案】AD【易错点拨】1 .非线性元件阻值随电压的变化而变化；2 .伏安特性曲线上每个状态对应一个阻值；3 .分析电路要明确非线性原件的工作状态，即电压或电流的比例关系。辇一反三如图甲中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝

8、的温度发生了变化的缘故。 参考这根曲线，回答下列问题(不 计电流表和电池的内阻)。(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后，再与 10 的定值电阻串联，接在电动势 为8V的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。m卜 乙【思路分析】(1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压一 12-Ul=V=4 V。在 3V图甲中画出U=4 V的直线，得到和曲线的交点坐标为(4 V, 0.4 A),所以流过电灯的电流为0.4 A,此时每个电灯的电阻值为R=10 Q(2)设此时电灯两端的电压为U,流过每个电灯的电流为I,根据闭合电路欧姆定律得：E=2IR)+U,代入数据得 U=8-20Io在图甲上画出此直线，得到如图丙所示的图象，可求得到 直线和曲线的交点坐标为(2 V, 0.3 A),即流过电灯的电流为 0.3 A,流过电流表的电流强 度为0.6 A,此时电灯的电阻为 R=6.7 Q【答案】(1) 0.4 A, 10 a (2) 0.6 A, 6.7 Q提分宝典【规律总结】电功和电热的处理方法1 . P=UI、P=I2R