2025年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律核心考点突破含解析新人教版必修

第十二章 电能 能量守恒定律一、纯电阻电路与非纯电阻电路【典例】规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为 40 Ω,求:(1)接上 220 V 的电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;(2)假如接上 220 V 的电压后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率。【解析】(1)排气扇在 220 V 的电压下正常工作时的电流为:I= = A≈0.16 A,发热功率为:P 热=I2R=0.162×40 W≈1 W。转化为机械能的功率为:P 机=P-P 热=36 W-1 W=35 W。(2)扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻电路,电流做功所有转化为热能,此时电动机中电流为 I′= = A=5.5 A,电动机消耗的功率即发热功率:P′=P 热′=UI′=220×5.5 W=1 210 W。答案:(1)35 W 1 W (2)都为 1 210 W【措施技巧】纯电阻电路与非纯电阻电路问题的求解思绪(1)当电动机不转动时,消耗的电能所有转化为内能,此时是一种纯电阻元件。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,注意辨别电功率和热功率,弄清电功率、热功率、其他功率的关系。【素养训练】某同学用如图所示的电路进行对电动机 M 的输出功率的研究,其试验环节:闭合开关后,调整滑动变阻器,电动机未转动时,电压表的读数为 U1,电流表的读数为 I1;再调整滑动变阻器,电动机转动后电压表的读数为 U2,电流表的读数为 I2。则此时电动机输出的机械功率为( )A.U2I2- B.C.U2I2-U1I1D.U2I2【解析】选 A。闭合开关后,电动机未转动时,电动机的内阻 R=;电动机转动后,电动机的电功率 P 电=U2I2,发热功率 P 热=R,则电动机的输出功率 P 出=P 电-P 热=U2I2-,故 A 对的。【赔偿训练】 (多选)如图所示,电阻 R1=20 Ω,电动机的内阻 R2=10 Ω。当开关断开时,电流表的示数是0.5 A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数 I 和电路消耗的电功率 P 应是( )A.I=1.5 A B.I<1.5 AC.P=15 WD.P<15 W【解析】选 B、D。当开关断开时,根据 U=IR 算出电源电压为 10 V,开关闭合后,电阻 R1中的电流没变,电动机两端电压也为 10 V。此电压不也许所有在电动机的内阻上,故电动机中的电流不也许达到 1 A,因此总电流不大于 1.5 A。据 P=UI 可知,电路消耗的电功率 P 也不大于 15 W。选项 B、D 对的。二、闭合电路的欧姆定律的应用【典例】如图所示的电路中,当 S 闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示...