073纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题
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2025-01-03
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073 纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热
一.必备知识
1．电功
(1)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。
(2)公式：W＝Uq＝UIt(适用于任何电路)。
(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1 kW·h＝3.6×106 J。
(4)能量转化：电荷的电势能转化成其他形式的能。
2．电功率
(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比，表示电流做功的快慢。
(2)公式：P＝＝UI(适用于任何电路)。
(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，1 kW＝103 W。
3．焦耳定律
(1)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： Q＝I2Rt。
4．热功率
(1)定义：单位时间内的发热量通常称为热功率。
(2)公式：P＝I2R。
(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)。
5.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
意义 公式 联系
电功 电流在一段电路中所做的功 W＝UIt 对纯电阻电路，电功等于电热，W＝
Q＝UIt＝I2Rt；对非纯电阻电路，电
功大于电热，W>Q
电热 电流通过导体产生的热量 Q＝I2Rt
电功率 单位时间内电流所做的功 P＝UI 对纯电阻电路，电功率等于热功
率，P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻
电路，电功率大于热功率，P电>P热
热功率 单位时间内导体产生的热量 P＝I2R
5．常见的纯电阻用电器：电阻、电炉子、白炽灯等；常见的非纯电阻用电器：电风扇、
电动机、电解槽等。
特别说明：电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件。
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073 纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热
6.非纯电阻电路的分析方法
(1)抓住两个关键量：
确定电动机的电压 UM和电流 IM是解决所有问题的关键。若能求出 UM、IM，就能确定电
动机的电功率 P＝UMIM，根据电流 IM和电动机的电阻 r可求出热功率 Pr＝Ir，最后求出输出功
率P出＝P－Pr。
(2)坚持“躲着”求解 UM、IM：
首先，对其他纯电阻电路部分、电源的内电路部分等，利用欧姆定律进行分析计算，确
定相应的电压或电流。然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路部
分的工作电压和电流。
(3)应用能量守恒定律分析：
要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用 “电功＝电热＋其他能
量”寻找等量关系求解。
二.典型例题：
题型一：纯电阻电路的电功与电热
例1．如图甲，电路中电源电动势为 3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小
灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是( )
A．L1中的电流为 L2中电流的 2倍 B．L3的电阻约为 1.875 Ω
C．L3的电功率约为 0.75 W D．L2和L3的总功率约为 3 W
答案 B
解析 由于不计电源内阻，所以 L2和L3两端的电压均为 1.5 V，由题图乙可知此时灯泡
L2和L3中的电流为 I＝0.8 A，而灯泡 L1中的电流为 1.0 A，则 L1中的电流不是 L2中电流的 2
倍，A错误；L3的电阻 R3＝＝＝1.875 Ω，B正确；L3的电功率 P3＝UI＝1.5×0.8 W＝1.2
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073 纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热
W，C错误；L2和L3的总功率 P′＝2P＝2.4 W，D错误。
题型二：非电阻电路的电功与电热
例2：在如图所示的电路中，电源电动势为 12 V，电源内阻为 1.0 Ω，电路中的电阻 R0为
1.5 Ω，小型直流电动机 M的内阻为 0.5 Ω，闭合开关 S后，电动机转动，电流表的示数为 2.0
A。则以下判断中正确的是( )
A．电动机的输出功率为 14 W
B．电动机两端的电压为 7.0 V
C．电动机产生的热功率为 4.0 W
D．电源输出的功率为 24 W
思维引导：
(1)如何求电动机两端电压？
提示：电源电动势减去内阻及 R0的电压。
(2)电动机产生的热功率如何求解？
提示：P热＝I2R。
答案：B。
解析：电动机两端的电压为 UM＝E－I(r＋R0)＝7 V，电路中电流表的示数为 2.0 A，所以
电动机的总功率为 P总＝UMI＝7×2 W＝14 W，电动机的发热功率为 P热＝I2RM＝2 W，所以电
动机的输出功率为 14 W－2 W＝12 W，故 A、C错误，B正确；电源的输出功率为 P输出＝EI
－I2r＝20 W，故 D错误。
三.举一反三，巩固练习
1.(人教版必修第三册·P82·T3改编)四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为
“220 V 40 W”，b、d灯泡的规格为“220 V 100 W”，各个灯泡的实际功率分别为
Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过它的额定功率。则这四盏灯泡实际消耗功率大小关系是( )
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摘要：
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073纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热一.必备知识1．电功(1)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。(2)公式：W＝Uq＝UIt(适用于任何电路)。(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1kW·h＝3.6×106J。(4)能量转化：电荷的电势能转化成其他形式的能。2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比，表示电流做功的快慢。(2)公式：P＝＝UI(适用于任何电路)。(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，1kW＝103W。3．焦耳定律(1)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...
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