12.1 电路中的能量转化-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）（原卷版）

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12.1 电路中的能量转化

考点精讲

考点 1：串、并联电路中电功率的计算

1．串联电路功率关系

（1）各部分电路电流 I相同，根据 P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。

（2）总功率 P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋Un)I＝P1＋P2＋…＋Pn。

2．并联电路功率关系

（1）各支路电压相同，根据 P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。

（2）总功率 P总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋In)＝P1＋P2＋…＋Pn。

3.结论

无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。

【例 1】　有额定电压都是 110 V，额定功率 PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是 220 V

的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是(　　)

A　　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　　D

【技巧与方法】

功率求解的技巧

1 在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，

用P＝I2R比较，若电压相同时，用 P＝比较，若电阻相同时，可根据 I或U的关系比较。

2 求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关

系。

3 当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率。实际功率与额定功率不一定相等。

【针对训练】

1．有两盏电灯 L1和L2，用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压 U相同，且两盏电灯均能发

光，比较在甲、乙两个电路中电灯 L1的亮度，则(　　)

甲　　　　　　　　乙

A．甲图电路中灯 L1比乙图电路中灯 L1亮

B．乙图电路中灯 L1比甲图电路中灯 L1亮

C．两个电路中灯 L1一样亮

D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断

考点 2：纯电阻电路和非纯电阻电路

1．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较

纯电阻电路非纯电阻电路

元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的

用电器

欧姆定律服从欧姆定律不服从欧姆定律

能量转化电流做功全部转化为电热电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式

的能

元件举例电阻、电炉、白炽灯等电动机、电解槽等

2.电功与电热的区别与联系

(1)纯电阻电路

W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；

P电＝P热＝UI＝I2R＝。

(2)非纯电阻电路

电功 W＝UIt，电热 Q＝I2Rt，W＞Q；

电功率 P电＝UI，热功率 P热＝I2R，P电＞P热。

3．电动机的功率和效率

(1)电动机的总功率(输入功率)：P总＝UI。

(2)电动机发热的功率：P热＝I2r。

(3)电动机的输出功率(机械功率)：

P机＝P总－P热＝UI－I2r。

(4)电动机的效率：η＝×100%。

【例 2】　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 0.5 A 和 1.0 V；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 2.0 A 和15.0 V。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻。

【变式训练】

上例中，若电动机以 v＝1 m/s 匀速竖直向上提升重物，该重物的质量为多少？(g取10 m/s2)

【技巧与方法】

1 当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时是一个纯电阻元件。当电动机转动时，消耗

的电能转化为机械能和内能，此时是非纯电阻元件。

2 求解非纯电阻电路问题时，注意区分电功率和热功率，弄清电功率、热功率、其他功率的关系。

【针对训练】

训练角度 1：含电动机的电路

2．一台电风扇和一盏白炽灯上都标有“220 V　60W”的字样，下列关于这两个家用电器的说法，正确

的是 (　　)

A．它们的电阻值一定相等

B．它们正常工作时，通过的电流一定不同

C．它们正常工作时，发热功率一定相等

D．它们正常工作时，消耗的电功率一定相等

训练角度 2：含电解槽的电路

3．如图所示，有一内电阻为 4.4 Ω 的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为 220

V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)

A．电解槽消耗的电功率为 120 W

B．电解槽的发热功率为 60 W

C．电解槽消耗的电功率为 60 W

D．电路消耗的总功率为 60 W

考点达标

◎考点一　电功和电功率

1．功率为 10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为 60 W 的白炽灯相当。根据国家节能战略，

2016 年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W 的白炽灯，均用 10 W 的LED 灯替代，估算出

全国一年能节省的电能最接近(　　)

A．5×108 kW·h　　 B．5×1010 kW·h

C．5×1012 kW·h D．5×1013 kW·h

2．在直流电路中，两个电阻的阻值之比 R1∶R2＝2 1∶，通过的电流之比 I1∶I2＝2 1∶，则在相等时间

内两个电阻产生的热量之比 Q1∶Q2为(　　)

A．1 1∶B．2 1∶

C．4 1∶D．8 1∶

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