2023届高三物理一轮复习59焦耳定律 电功 电功率 电热 热功率 纯电阻电路和非纯电阻电路（原卷版）

专题59焦耳定律电功电功率电热热功率

纯电阻电路和非纯电阻电路

1.焦耳定律

（D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）公式：2/斤*适用于任何电路）.

2.电功电功率电热热功率

电功：W=IUt（适用于任何电路）.

电功率：P=^=IU（适用于任何电路）.

电热：Q=tRt（适用于任何电路）.

热功率：P粗=FR（适用于任何电路）.

3.纯电阻电路和非纯电阻电路

（1）纯电阻电路的特点：I='且电流通过电阻做的功全部转化为内能.

非纯电阻电路的特点：∕≠,电流通过电路做的功转化为内能和其他形式的能量.

rf

（2）对于纯电阻：PPIU=fR=-.

K

W=Q=Pt—fRt=IUt=Gt.

Kf

If

对于非纯电阻：/¼=/沪=E*其他N期⅛.

+EW6=FA+P≠K+P

即尸电>尸IUt>fRt.

（由于非纯电阻电路欧姆定律不再适用，注意利用“电功=电热+其他能量”或“电功率=电热率+

其他功率”寻找等量关系求解）

4.含电动机电路的处理：电动机是一种非纯电阻用电器，把电能转化为机械能和内能，在电路计算中，

常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻缶和无电阻的转动线圈串联而成，如下图，电流通过缶时把电能

转化为内能，而线圈把电能转化为机械能.

（1）电动机的输入功率（总功率）：P息=IU.由电动机电路的电流和电压决定.

（2）电动机的输出功率（有用功率）：是电动机做有用功的功率.

电动自行车沿平直公路匀速行驶时：F=f,产出=FV=/V；

如下图，重物匀速上升时：F=mg,Pm=Fv=mgv.

（3）电动机的热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率J=/?，.

（4）电动机的功率关系∕⅛=∕⅛+七.

（5）电动机的效率〃=&.

P逐

1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不F琥的是（）

A.电功率越大，则电流做功越快，电路中产生的热量一定越多

B.以/〃适用于任何电路，而W=/Rt只适用于纯电阻电路

C.在非纯电阻电路中，Ult>I2Rt

D.热量Q=∕2Rt适用于任何电路

2.（2022•江苏镇江•高三开学考试）某学生看到机场关于“严禁携带额定能量超过160W∙h的充电宝搭

乘飞机”的规定。通过仔细阅读机场的说明后领悟到，机场限定的不是充电宝的电荷量，而是充电宝的能

量。贝∣J160W∙h的能量能把Ikg物体举起的高度约为（）

A.16mB.160mC.5.76×103mD.5.76×104m

3.如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，

例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时，用欧姆表测得从8间电阻为尼供电后，各家电器同时使

用，测得力、6间电压为4进线电流为/,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（）

〃PP

一==

RC.(//D.

4.（2022•全国•高三专题练习）（多选）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IOOm处后悬停并进行正常工作.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，取重力加速度g=10m∕T,则（）

A.无人机从地面起飞到悬停在空中的过程中一直处于超重状态

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大于IOOW

D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功

5.2022年5月20日，比亚迪发布了其最新汽车“海豹”，其单电机版本搭载了80.0kW∙h的电池组，驱动

电机的额定功率为40kW,发动机的额定工作电压400V,下列说法中正确的是（）

A.电动机额定工作电流为IOA

B.电动机的内阻为4Q

C.充满电之后以额定功率可以行驶2小时

D.充满电之后以额定功率可以行驶4小时

6.如图甲是我国自行研制成功的中央处理器（CPU）芯片“龙芯”系列，图乙中，必和总是两个材料相同、

厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，兄的尺寸远远小于月的尺寸。现给必、必通以相同的电流，则

（）

A.芯片两端的电压Ul=U2

B.通过两芯片的电流/1</2

C.芯片在相同时间内产生的焦耳热Ql>Q2

D.芯片的电功率A>P?

7.如图所示，a、6两点间的电压为9V,三个电阻的阻值分别为RF—后=3Q。下列说法正确的是（）

{∑∑l

Λ3R1

------（Z±l------

A.R、R2、自两端的电压之比为2：1：1

B.用、R八必消耗的电功率之比为1：1：2

C.在相等的时间内，通过此、R八总的电荷量之比为2：2：1

D.在相等的时间内，R、R2、是产生的焦耳热之比为1：2：2

8.（2023•全国•高三专题练习）额定电压均为IlOV,额定功率AI=IOo%分40W的A、B两盏灯泡，若接

在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（）

AB

A.o-0-0一∙0B.

9.（多选）如图为保温电饭锅的电路图，R1,/?2为电热丝，S为温控开关，接在家庭电路上（稳恒电源），

R1-R2=9:1,加热时的功率为IOOoW,则（）

A.S断开时，电饭锅处于加热状态

B.S闭合时，电饭锅处于加热状态

C∙保温状态时电源的输出功率为IOOW

I）.保温状态时电源的输出功率为嘤W

10.下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部电路可简化为如图所示电路，RI和

/?2均为电热丝。则下列说法中不正确的是（）

某电热水器的简介简化电路

额定电压220VLA

额定电流高温档

中温档5A

低温档2A

电源频率50Hz

A.低温档正常工作时的额定功率是440W

B.中温档正常工作1分钟产生的热量是6.6XIO4J

C.高温档正常工作时的额定电流约为8.3A

D.电热丝色的电阻是44Q

11.（2022•全国•模拟预测）如图所示是某大型超市新安装的自动扶梯，其电动机额定电压为U,额定电

流为/，效率为小则下列说法正确的是（）

ʌ.该电动机的内阻为彳

B.该电动机的输出功率为U/

C.该电动机的发热功率为（I-Tj）U/

D.该电动机正常工作时的总功率大于U/

12.一个直流电动机所加电压为4电流为/,线圈内阻为必当它工作时，下述说法中塔送的是（）

A.电动机的输入功率为/UB,电动机的发热功率为KR

C.电动机的输出功率为/U-∕2RD.电动机的输出功率为∕2R

13.如图所示，电阻户和内阻也等于"的电动机M串联接到电路中，接通开关后，电动机正常工作。设电

阻A和电动机M两端的电压分别为“和心。在t时间内，电流通过电阻"做功的、产生热量勖，电流流过

电动机做功强、产生热量Q,则有（）

。/=，

C.QD.UFU2

14.（2022•北京•高三期末）利用如图所示电路研究某小型手持风扇的电动机性能。调节滑动变阻器Ro,

测得风扇运转时电压表示数为心电流表示数为扇叶被卡住停止转动时，电压表的示数为小，电流表

的示数为小，且乙＞乙下列说法正确的是（）

ʌ.电动机线圈电阻r=?

B.扇叶被卡住时，电流增大是因为电动机的线圈电阻变小

C.风扇运转时线圈发热功率P热=及X生

12

D.风扇运转时输出的机械功率Rs=UJi-4/2

15.（多选）如图所示为一直流小电动机模拟提升重物的装置。电池电动势为4V,内阻为O.1Q,电阻A=0.9C°

当电动机以0.1m∕s的恒定速度竖直向上提升质量为2kg的重物时，电流表的示数为0.8A。若电流表的内阻

及各处摩擦均不计，取g=10m∕s2,则以下判断正确的是（）

A.电动机的线圈电阻为4Ω

B.电源的输出功率为3.2W

C.电动机的总功率为2.56W

D.电动机的效率为78.1%

16.如图所示为某款手机电池充电器充电过程的原理图，其输出电压为5.OV,输出电流为600mA。现对内

阻为2Q的锂电池进行充电，下列说法错误的是()

充

+δ锂

电

电

池

9器

一

A.充电器输出的电功率为3.0W

B.充电时电池消耗的热功率为0.72W

C.电能转化为化学能的功率为2.28W

D.锂电池每秒钟储存的化学能为3.0J

17.如图，内阻为4.4Q的电解槽和一盏标有“110V,60W”的灯泡串联后接在电压为220V的恒压电源两端,

灯泡正常发光，则()

220V

//z///////////z/

A.电路中的电流约为IA

B.电解槽中将电能转化为化学能的功率为58.7W

C.电解槽的发热功率为60W

D.整个电路消耗的总功率为60W

18.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U=12V,当SI闭合，S2,S3断开时，电流

表示数为6A；当S?闭合，Si、S3断开时，电流表示数为5A,且电动机的内阻力=10；当S3闭合，S1.S2断

开时，电流表示数为4A,且电解槽内阻》=20。求：

(1)电炉子的电阻及发热功率；

(2)电动机的机械效率；

(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。

19.如图所示，电源电动势£=4V,