《焦耳定律的适用条件》------------12.15.docx

1、焦耳定律的适用条件一、要点解析纯电阻电路电路总功：W=UItW=Q=UIt=I2Rt=电阻产生热量：Q=I2Rt非纯电阻电路电路总功：W=UItWQ W=Q+W2电阻产生热量：Q=I2Rt电动机做功：W2=U2It二、典例引领例1.一台电动机，额定电压为100V，电阻为1 .正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（ ）A.500 W B.25 W C.1 000 W D.475 W解析：电动机的热功率P=I2r=（5A）21=25W，B正确，A、C、D错误。答案：B。例2.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为，则在时间t内产生的热量为（ ）A

2、.4Q B.2Q C. D.解析：根据QI2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的，时间不变，则热量变为原来的。C正确。答案：C。例3.如图所示是一直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r=0.8，电路中另一电阻R=10，直流电压U=160V，电压表示数UV=110V。试求：（1）通过电动机的电流；（2）输入电动机的电功率；（3）电动机输出的机械功率。解析：（1）由电路中的电压关系可得电阻R的分压：UR=UUV=160V110V=50V通过电阻R的电流：即通过电动机的电流：IMIR5 A（2）电动机的分压：UMUV110 V输入电动机的功率：P入UM IM550W（3）电动机的发热功率：电动

3、机输出的机械功率：P出P入P热530 W答案：（1）5A；（2）550W；（3）530W。三、真题演练1（2023湖北武汉）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”；通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL=10，定值电阻R2=5。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论：电源电压为9V玩具车“调速

4、前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4WS闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式其中正确的是（ ）A. B. C. D.【答案】D【解析】当开关S1接1、S2接1时，滑动变阻器与定值电阻R2和灯泡串联，因为是原地所以不需要接入电动机，此时通过调节滑动变阻器可以实现“原地灯光秀”模式；玩具车前进且能调速，故前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即应有滑动变阻器且与电动机串联，此时S1接1、S2接2时，是“调速前进”； 玩具车后退时，以恒定速度后退，即电动机应与R2和灯泡串联，S1接2、S2接1时，是“定速后退”状态。由题意知

5、，当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，当滑动变阻器不接入电路时，电流表A的最大示数为0.4A。此时电源电压为U=I（RL+R2）=0.4A（10+5）=6V，当玩具车前进时电动机、灯泡RL和滑动变阻器串联，电源电压6V，RL=10，当滑动变阻器不接入电路时，电路中电流最大为：，玩具车“定速后退”时，电动机应、R2和灯泡串联，由得：，故ABC错误，D正确。故选D。2（2023湖南衡阳）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V，闭合开关S后，当滑片从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A.电源电压为9VB.小灯泡的额定功率为6WC.滑动

6、变阻器的最大电阻为6D.滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J【答案】BD【解析】A.由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，由图像乙可知，此时小灯泡正常发光，则电源电压U=UL=6V，故A错误；B.由图像乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，电流为1.0A，则小灯泡的额定功率：P额=U额I额=6V1.0A=6W，故B正确；C.由电路图可知，灯泡L与R串联，当R接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像乙可知，电路中电流最小为Imin=0.5A，此时灯泡的电压为UL=1.5V，此时华变阻器的电压：U滑=UUL=6V1.5V=4.5V，滑动

7、变阻器的最大电阻：，故C错误；D.滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量：Q=Imin2Rmaxt=（0.5A）2910s=22.5J，故D正确。故选BD。3（2023江苏苏州）如图甲，R1阻值为20，图乙为小灯泡L的UI图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求：（1）电源电压；（2）R2的阻值；（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。 【答案】（1）8V；（2）40；（3）108J【解析】（1）闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压：U=U1I1=0.4A20=8V（2）再闭合开关S2，R1与R2并联，则通

8、过R2的电流：I2=II1=0.6A0.4A=0.2AR2的阻值：（3）若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量：Q1=I2R1t=（0.3A）22060s=108J4.（2023四川凉山）某电吹风的简化电路图如图所示，R1、R2是电热丝，M是电动机，开关S闭合，S1、S2断开时吹冷风，通过电动机的电流为0.5A；S、S1闭合，S2断开时吹温风，R1的阻值为110；S、S1、S2均闭合时吹热风，电吹风的总功率为1100W。求：（1）吹冷风时电动机的功率；（2）吹温风时电路中的总电流；（3）R2的阻值。【答案】（1）

9、110W；（2）2.5A；（3）88【解析】解：（1）由电路图可知，开关S闭合、S1、S2断开时，只有电动机M接入电路，此时吹冷风，通过电动机的电流为I=0.5A，故由P=UI可得，吹冷风时电动机的功率为：P=UI=220V0.5A=110W（2）当S、S1闭合、S2断开时，电动机M与R1并联，此时吹温风，由欧姆定律可得，此时流过电阻R1的电流为：故由并联电路中的电流规律可知，吹温风时电路中的总电流为：I温=I+I1=0.5A+2A=2.5A（3）S、S1、S2均闭合时，电动机M、R1、R2均并联，此时吹热风，则此时电阻R2的电功率为：P2=P总PP1=1100W110W220V2A=550W故由得，电阻R2的阻值为：