人教版高中物理必修三 同步精讲精练专题12.1 电路中的能量转化（教师版）.docx

专题12.1电路中的能量转化

【人教版】

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【题型1纯电阻电路能量分析】

【题型2非纯电阻电路问题】

【题型3联系实际问题】

【题型4科学探究中的能量问题】

【题型1纯电阻电路能量分析】

【例1】小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱()

A.通过的电流增大

B.两端的电压增大

C.阻值增大为原来的1.2倍

D.电功率增大为原来的1.44倍

答案B

解析根据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，长度变为原来的1.2倍，横截面积变为原来的eq\f(1,1.2)倍，所以电阻变为原来的1.44倍；根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，可知总电阻增大，干路电流I减小，路端电压即盐水柱两端电压U增大，故A、C错误，B正确；电功率的表达式P＝I2R，电流变化倍数无法计算，所以电功率变化倍数无法计算，故D错误。

【变式1-1】为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一电热水壶接在220V的电源两端，经时间t0电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响。则()

A．如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断

B．如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断

C．如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断

D．如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断

解析：选D根据公式Q＝eq\f(U2,R)t可知，煮沸一壶水所需的热量为Q＝eq\f(U2,R)t0，当电压变为原来的eq\f(1,2)时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t0，A、B错误；当电压变为原来的eq\f(1,4)时，时间要变为原来的16倍，即16t0，C错误，D正确。

【变式1-2】如图甲，电路中电源电动势为3.0V，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1.875Ω

C．L3的电功率约为0.75W

D．L2和L3的总功率约为3W

解析：选B由图像可知，灯泡两端的电压变化时，灯泡的电阻发生变化，L2和L3的串联电阻并不是L1电阻的两倍，根据欧姆定律知L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；由于不计电源内阻，所以L2和L3两端的电压均为1.5V，由题图乙可知此时灯泡中的电流为I＝0.8A，电阻R＝eq\f(U,I)＝1.875Ω，B正确；L3的电功率P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，C错误；L2和L3的总功率P′＝2P＝2.4W，D错误。

【变式1-3】额定电压都是110V、额定功率PA＝110W和PB＝40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()

答案C

解析由P＝eq\f(U2,R)和已知条件可知RARB.对于A电路，由于RARB，所以UB110V，B灯烧毁两灯不能正常发光；对于B电路，由于RARB，A灯并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB110V，B灯烧毁；对于C电路，B灯与变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能有UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光；对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光；比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功率为(IA－IB)×110V，而D电路中滑动变阻器功率为(IA＋IB)×110V，所以C电路消耗电功率最小．

【题型2非纯电阻电路问题】

【例2】某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是()

电吹风额定电压

220V

电吹风额定功率

热风时：990W

冷风时：110W

A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风

B.该电吹风中电动机的内电阻为440Ω

C.吹热风时电热丝的功率为990W

D.吹热风时通过电热丝的电流为4A

答案D

解析由电路图可知，开关S1、S2都闭合时，电动机和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，故A错误；只闭合开关S2时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，则电阻为r＝eq\f(2202,110)Ω＝440Ω，由于电动机为非纯电阻，则内阻