電路中的能量轉(zhuǎn)化與守恒一、選擇題（一）1.一根電阻絲,通過(guò)2 C的電荷量所消耗的電能是8 J。若在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)4 C的電荷量,該電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是()A.4 V16 JB.8 V16 JC.4 V32 JD.8 V32 J解析:設(shè)電阻絲電阻為R,開(kāi)始所加電壓為U1,則W1=q1U1,故U1=4V;設(shè)后來(lái)所加電壓為U2,產(chǎn)生的熱量為W2,則I2=q2t=U2R又I1=q1t=U1R由得U2=q2q1U1=424V=8VW2=q2U2=48J=32J。答案:D2.(多選)日常生活用的電吹風(fēng)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng),電熱絲給空氣加熱,得到的熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1,它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián),接到直流電源上,電吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U,通過(guò)的電流為I,消耗的電功率為P,則下列選項(xiàng)中正確的是()A.IU>PB.IU=PC.P>I2(R1+R2)D.P=I2(R1+R2)解析:根據(jù)電功率的定義P=UI,可知選項(xiàng)B正確;電功率分為三部分:線圈消耗的熱功率、電熱絲消耗的熱功率、電動(dòng)機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化為風(fēng)能的功率。答案:BC3.一只手機(jī)電池的背面印有如圖所示的一些符號(hào),另外在手機(jī)使用說(shuō)明書(shū)上對(duì)手機(jī)電池的說(shuō)明中還寫(xiě)有“通話3小時(shí),待機(jī)100小時(shí)”,則該手機(jī)通話和待機(jī)消耗的功率分別約為()A.1.8 W5.410-2 WB.0.6 W1.8 10-2 WC.3.6 W0.108 WD.6.48103 W1.94102 W解析:由題圖中所提供的“3.6V500mAh”,根據(jù)功和電功率的有關(guān)知識(shí),可求通話時(shí)消耗的功率為P1=3.6V500mAh3h=0.6W,待機(jī)時(shí)消耗的功率為P2=3.6V500mAh100h=1.810-2W。答案:B4.如圖所示電路中,R1=R3<R2=R4,在ab兩端接上電源后,設(shè)每個(gè)電阻所消耗的電功率分別為P1、P2、P3、P4,則它們的大小關(guān)系是()A.P1=P3<P2=P4B.P2>P1>P3>P4C.P2>P1>P4>P3D.P1>P2>P3>P4解析:設(shè)流過(guò)R1、R2、R3、R4的電流分別為I1、I2、I3、I4,則I1=I2=I3+I4故P1=I12R1<P2=I22R2P1=I12R1>P3=I32R3即P2>P1>P3又因?yàn)镽3<R4,所以P3>P4即P2>P1>P3>P4綜上所述,本題正確選項(xiàng)為B。答案:B5.已知兩電阻R1、R2的I-U圖線如圖所示,把R1、R2并聯(lián)接到一電源上,R1消耗的功率為6 W,則電源輸出的功率是()A.8 WB.10 WC.15 WD.22 W解析:從題圖上得出R1=8,R2=12。并聯(lián)時(shí),U1=U2,故P1R1=P2R2,得6W8=12P2所以P2=4W。答案:B6.如圖所示,電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接,只合上開(kāi)關(guān)S1,三個(gè)燈泡都能正常工作。如果再合上S2,則下列表述中正確的是()A.電源輸出功率減小B.L1上消耗的功率增大C.通過(guò)R1上的電流增大D.通過(guò)R3上的電流增大解析:電源不計(jì)內(nèi)阻,其輸出電壓等于電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)閉合S2時(shí),電路的外電阻R變小,電路總電流變大,選項(xiàng)C正確;電源的輸出功率P出=E2R,所以電源輸出功率應(yīng)該變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因并聯(lián)部分兩端的電壓U并=E-U1,又閉合S2時(shí)U1變大,所以U并變小,L1上消耗的功率變小,通過(guò)R3的電流也是變小的,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。答案:C二、非選擇題（一）7.如圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=10 V,內(nèi)阻r=0.5 ,電動(dòng)機(jī)的電阻R0=1.0 ,電阻R1=1.5 。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),電壓表的示數(shù)U1=3.0 V,求:(1)電源釋放的電功率。(2)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率;將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率。(3)電源的輸出功率。解析:(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),總電流為I=U1R1=3.01.5A=2A,電源釋放的電功率為P釋=EI=102W=20W。(2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U=E-Ir-U1=(10-20.5-3)V=6V電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P電=UI=62W=12W電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱=I2R0=221W=4W電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率,即為電動(dòng)機(jī)的輸出功率,有P出=P電-P熱=(12-4)W=8W。(3)電源的輸出功率為P出=P釋-P內(nèi)=P釋-I2r=(20-220.5)W=18W。答案:(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W三、選擇題（二）1.(多選)如圖所示,直線A為電源的伏安特性曲線,直線B為電阻R的伏安特性曲線,用該電源和電阻組成一個(gè)閉合電路,則()A.電源的總功率是18 W、輸出功率是12 WB.電源的總功率是6 W、輸出功率是4 WC.電源的電動(dòng)勢(shì)是3 V、內(nèi)阻是1 D.R的阻值是1 解析:由題圖可知,E=3V,U=2V,I=2A,則電源輸出功率為P=UI=4W,電源總功率是P=EI=6W。電源內(nèi)阻r=-UI=0.5,R=UI=1,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、D正確。答案:BD2.計(jì)算電功率的公式P=U2R中,U表示加在用電器兩端的電壓值,R是用電器的電阻值,則此式可用于()A.計(jì)算電冰箱的功率B.計(jì)算電風(fēng)扇的功率C.計(jì)算電烙鐵的功率D.計(jì)算一切用電器的功率解析:公式P=U2R只適用于純電阻電路的用電器功率,故選C。答案:C四、非選擇題（二）3.(2014浙江金華期中檢測(cè))將直流電動(dòng)機(jī)和電爐并聯(lián)后,接在直流電源上,如圖所示。已知電源的內(nèi)阻r=1 ,電爐的電阻R1=19 (認(rèn)為其阻值恒定,不隨溫度變化),電動(dòng)機(jī)線圈繞組的電阻R2=2 。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電爐的功率是475 W;當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電爐的功率是402.04 W。求:(1)直流電源的電動(dòng)勢(shì)E。(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。解析:(1)S斷開(kāi)時(shí),電爐的功率為P=I2R1=(ER1+r)2R1解得E=100V。(2)S閉合時(shí),P1=I12R1解得I1=4.6AR1兩端的電壓U=I1R1=87.4V設(shè)干路電流為I,由E=U+Ir得I=E-Ur=100-87.41A=12.6A通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I2=I-I1=12.6A-4.6A=8A電動(dòng)機(jī)所消耗的功率為P1=I2U=887.4W=699.2W電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為P2=I22R2=822W=128W故電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為P=P1-P2=571.2W。答案:(1)100 V(2)571.2 W4.(2014貴州大方期中檢測(cè))如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=10 V,內(nèi)阻r=0.5 ,標(biāo)有“8 V,16 W”的燈泡恰好能正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)M繞組的電阻R0=1 ,求:(1)路端電壓;(2)電源的總功率;(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率。解析:(1)燈泡正常發(fā)光,U=U額=8V。(2)U內(nèi)=E-U=2V由歐姆定律得流過(guò)電源的電流I=U內(nèi)r=20.5A=4A電源的總功率P總=EI=104W=40W。(3)燈泡的電流I燈=P額U額=168A=2A電動(dòng)機(jī)的電流IM=I-I燈=2A電動(dòng)機(jī)消耗的電功率PM=UIM=82W=16W電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率P熱=IM2R0=221W=4W所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率P輸出=PM-P熱=16-4W=12W。答案:(1)8 V(2)40 W(3)12 W