第十七讲 焦耳定律-【暑假辅导班】2023年新高二物理暑假精品课程（人教版）

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【暑假辅导班】2023年新高二物理暑假精品课程（人教版）
第十七讲 焦耳定律
【基础知识梳理】
一、电功和电功率
1．电功
(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。
(2)公式：W＝IUt。
(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。
(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少。
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)公式：P＝IU。
(3)单位：瓦特，符号是W。
(4)意义：描述电能转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢。
二、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．表达式：Q＝I2Rt。
3．热功率

【模型考点剖析】
一、串、并联电路中电功率的计算
1.串、并联电路的功率分配关系
(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即
＝＝…＝＝I2。
(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即
P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。
(3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和。
2．额定功率和实际功率
(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率，当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。
(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。
3．在纯电阻电路中，P＝UI＝＝I2R，此类题目主要考查串、并联电路的特点以及公式P＝UI、P＝和P＝I2R的灵活选择及应用。
二、纯电阻电路和非纯电阻电路
1.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较

纯电阻电路
非纯电阻电路
元件特点
电路中只有电阻元件
除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律
不服从欧姆定律
能量转化
电流做功全部转化为电热
电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能
元件举例
电阻、电炉、白炽灯等
电动机、电解槽等
2.电功与电热的区别与联系
(1)纯电阻电路
W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；
P电＝P热＝UI＝I2R＝。
(2)非纯电阻电路
电功W＝UIt，电热 Q＝I2Rt，W＞Q；
电功率P电＝UI，热功率P热＝I2R，P电＞P热。
3．电动机的功率和效率
(1)电动机的总功率(输入功率)：P总＝UI。
(2)电动机发热的功率：P热＝I2r。
(3)电动机的输出功率(机械功率)：
P机＝P总－P热＝UI－I2r。
(4)电动机的效率：η＝×100%。
【真题分项演练】
1．（2020·海南高考真题）一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为、、，则（ ）

A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】
接ab，则电路的总电阻为

接ac，则电路的总电阻为

接bc，则电路的总电阻为

由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据

可知

故选D。
2．（2019·浙江高考真题）电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为12．则
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】
由题意可知I1=I2，选项A错误；因U2>I2R2，U1=I1R1，则，选项BC错误，D正确；故选D.
3．（2007·重庆高考真题）汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了

A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W
【答案】B
【解析】
电动机未启动时，U灯＝E－I1r＝（12.5－10×0.05）V＝12 V，车灯功率P灯＝U灯I1＝120 W；电动机启动时，U灯′＝E－I2r＝（12.5－58×0.05）V＝9.6 V，设车灯阻值不变，由P＝ ，可得P′＝（）2×P灯＝（）2×120 W＝76.8 W，电功率的减少量ΔP＝P－P′＝（120－76.8）W＝43.2 W，选项B正确．
4．（2017·浙江高考真题）如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h，则机器人（　　）

A．额定工作电流为20A B．充满电后最长工作时间为2h
C．电池充满电后总电量为 D．以额定电流工作时每秒消耗能量为20J
【答案】C
【解析】
A.得，额定工作电流：
,
A错误；
B.充满电后最长工作时间：
，
B错误；
C.电池充满电后总电量为

C正确；
D.额定电流工作时每秒消耗能量
.
D错误．
5．（2018·浙江高考真题）杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若更换4000盏，则一个月可节约的电能约为
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】
一个月可节省的电能最接近，故B正确，ACD错误；
故选B．
6．（2018·浙江高考真题）小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示，则这些电器一天消耗的电能约为（ ）

A．6.1×103W B．6.1×103J C．2.2×104W D．2.2×107J
【答案】D
【解析】
根据公式可知一天消耗的电能为，又知道，故，D正确．
7．（2015·浙江高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比
B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C．电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比
D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
【答案】C
【解析】
A.根据公式可得在电阻一定时，电流通过导体的发热功率与电流的平方成正比，A错误；
B.根据公式可得，力对物体所做的功与力的作用时间无关，B错误；
C.根据公式可得电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比，C正确；
D.弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，和弹簧的自身因素有关，D错误；
故选C。
【点睛】
掌握这些物理量的定义式或计算式，了解公式中各量的含义，能更好的理解并能灵活应用．


二、多选题
8．（2020·浙江高考真题）如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为、额定功率为的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过到达高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（　　）

A．空气对无人机的作用力始终大于或等于
B．直流电源对无人机供电的额定电流为
C．无人机上升过程中消耗的平均功率为
D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
【答案】BD
【解析】
A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，选项A错误；
B．直流电源对无人机供电的额定电流

选项B正确；
C．若空气对无人机的作用力为
F=mg=200N
则无人机上升过程中消耗的平均功率

但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N，则选项C错误；
D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正确。
故选BD。
9．（2010·北京高考真题）环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下。
(1)求驱动电机的输入功率；
(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；
(3)设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。
已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)驱动电机的输入功率

(3)牵引汽车前进的机械功率

则汽车所受阻力

则汽车所受阻力与车重的比值

（3）当太阳光垂直电磁板入射时，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积

若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为，则

设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，所以

由于，所以电池板的最小面积


【点睛】
本题难度中等，对于非纯电阻电路欧姆定律不再适用，但消耗电功率依然是UI的乘积，求解第3问时从能量守恒定律考虑问题是关键，注意太阳的发射功率以球面向外释放。
10．（2012·四川高考真题）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4．已知水的密度为，重力加速度取102．求
（1）电动机内阻消耗的热功率；
（2）将蓄水池蓄入864的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）．
【答案】（1）（2）
【解析】
试题分析：(1) 设电动机的电功率为，则
设电动机内阻上消耗的热功率为，则
代入数据解得
(2) 设蓄水总质量为，所用抽水时间为.已知抽水高度为，容积为，水的密度为，则

设质量为的河水增加的重力势能为，
则
设电动机的输出功率为，则
根据能量守恒定律得
代入数据解得．
考点：能量守恒定律、电功、电功率
【名师点睛】根据电动机的功率和电压求解出电流，再根据焦耳定律求解发热功率；水增加的重力势能等于消耗的电能（要考虑效率），根据能量守恒定律列式求解；本题关键是根据能量守恒定律列方程求解，要熟悉电功率和热功率的区别．
【分类过关检测】

一、单选题
1．（2023·大连市第一中学高一月考）一电动自行车中电源铭牌标有“”字样，假设工作时输出电压恒为，额定功率为，电动机内阻为，某次平路上匀速行驶的人和车的总质量为，阻力为总重力的0.03，。则（　　）
A．额定工作电流为
B．电动机产生的热功率为
C．以额定功率行驶时，电动机的效率约为
D．以额定功率行驶时，在平路上行驶的最大速度约为
【答案】D
【解析】
A．额定工作电流

故A错误；
B．电动机产生的热功率为

故B错误；
C．电动机的输出功率为

以额定功率行驶时，电动机的效率约为

故C错误；
D．最大速度行驶时，由

电动自行车的阻力

联立解得

故D正确。
故选D。
2．（2023·浙江温州市·高二期末）2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义。新自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，根据所学知识判断，正确的选项是（　　）
A．“伏特”是国际单位制中的基本单位 B．“电子伏特”表示的是能量的单位
C．“毫安时”表示的是电流的单位 D．“瓦特”是国际单位制中的基本单位
【答案】B
【解析】
A．伏特是电压的单位，是导出单位，A错误；
B．结合

“电子伏特”表示的是能量的单位，B正确；
C．根据

“毫安时”表示的是电量的单位，C错误；
D．瓦特是功率的单位，是导出单位，D错误。
故选B。
3．（2023·江苏南通市·高一期末）扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。某型号扫地机器人的说明书中标明：电池容量2000mA•h，额定电压15V，额定功率30W。则（　　）

A．“mA•h”是能量的单位
B．该扫地机器人的额定电流为0.5A
C．该扫地机器人电动机线圈的电阻小于7.5Ω
D．该扫地机器人充电完毕后能连续工作4h
【答案】C
【解析】
A．mA是电流单位，h是时间单位，由可知，“”是电荷量的单位，故A错误；
B．由可知，扫地机器人正常工作时的电流为

故B错误；
C．某纯电阻用电器，额定电压15V，额定功率30W，则由可知其电阻为

但是该扫地机器人电动机工作时为非纯电阻电路，对电流的阻碍作用包括阻抗和感抗，线圈阻值小于7.5Ω，故C正确；
D．扫地机器人充满电后一次工作时间为

故D错误。
故选C。
4．（2023·江苏宿迁市·高一期末）如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压V、输出电流A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则1min内（　　）

A．充电宝输出的电功率为3.18W
B．充电宝产生的热功率为0.18W
C．手机电池储存的化学能为169.2J
D．手机电池产生的焦耳热为18J
【答案】C
【解析】
A．充电宝输出的电功率为

A错误；
B．充电宝的内阻未知，所以产生的热功率无法确定。B错误；
C．手机电池储存的化学能为

C正确；
D．手机电池产生的焦耳热为

D错误。
故选C。
5．（2023·浙江嘉兴市·高一期末）下列属于能量单位的是（　　）
A．V•A B．N•m C．A•s D．mA•h
【答案】B
【解析】
A．V是电压的单位，A是电流的单位，根据

V•A是电功率的单位，A错误；
B．N是力的单位，m是位移的单位，根据

N•m是能量单位，B正确；
C．A是电流的单位，s是时间单位，根据

A•s是电量单位，C错误；
D．mA是电流单位，h是时间单位，根据

mA•h是电量单位，D错误。
故选B。
6．（2023·江苏徐州市·高一期末）如图所示，为某一电吹风的电路结构图和铭牌，通过改变选择开关金属档片的位置可以实现电吹风功能的转换。下列说法中正确的是（　　）

A．档片连接B、C时，电吹风处于吹热风状态
B．电动机的电阻为2420Ω
C．吹热风时，电热丝的电阻为
D．吹热风时，通过电热丝的电流为2A
【答案】D
【解析】
A．档片连接B、C时，只把电动机接通了，则电吹风处于吹冷风状态，选项A错误；
B．根据题中条件不能求解电动机的电阻，选项B错误；
CD．吹热风时，电热丝的功率为440W，则电热丝的电阻为

此时电热丝的电流为

选项C错误，D正确；
故选D。
7．（2023·简阳市阳安中学高二月考）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（　　）

A．电动机的内阻为20W
B．电动机的内阻为7.5W
C．电动机的输出功率为30W
D．电动机的输出功率为22W
【答案】D
【解析】
AB．电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V，则电动机的电阻

AB错误；
CD．电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为I2=2.0A和U2=15.0V；电动机的总功率为

电动机内电阻消耗的热功率为

电动机正常运转时的输出功率是

C错误D正确。
故选D。
8．（2023·浙江绍兴市·高一期末）如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓慢下落，拉动绳子，从而带动发电机转动，使小灯泡发光。某“重力灯”中的重物的质量为18kg，它在30min内缓慢下落了2m使规格为“1.5V，0.12W”的小灯泡正常发光不计绳子重力，下列说法正确的是（　　）

A．绳子拉力对重物做正功
B．重物重力做功为216J
C．30min内产生的电能为360J
D．重物重力势能转化为灯泡电能的效率为60%
【答案】D
【解析】
A．由于绳子拉力向上，而重物下落，因此绳子拉力对重物做负功，A错误；
B．重物重力做功为

B错误；
C．30min内产生的电能

C错误；
D．重物重力势能转化为灯泡电能的效率

D正确。
故选D。
9．（2023·江苏南京市·高二期末）如图所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个标有“6 V，12 W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机串联，开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则下列说法正确的是（　　）

A．电路中的电流为2 A B．电动机两端的电压为4 V
C．电源消耗的功率为1 W D．电动机的输出功率为44W
【答案】A
【解析】
A．电路中的电流为

故A正确；
B．电动机两端电压为

故B错误；
C．电源消耗的功率为

故C错误；
D．电动机输出的机械功率为

故D错误。
故选A。
10．（2020·江苏苏州市·吴江中学高二月考）家用电炉的电热丝烧断，剪去一小段后，继续使用，则下列关于电炉的发热功率下列正确的是（　　）
A．由P=I2R可知，电炉的发热功率减小 B．由P=UI可知，电炉的发热功率不变
C．由可知，电炉的发热功率增大 D．由可知，电炉的发热功率无法判断
【答案】C
【解析】
减去一小段电阻丝后，电阻丝的电阻R变小，电阻丝两端的电压U不变，根据

可知电炉的发热功率增大。
故选C。

二、多选题
11．（2020·平顶山市实验高中高二期末）如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡L上标有“3V 6W” 字样，电动机的线圈内阻。若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时（　　）

A．电动机的输入功率为18W B．小灯泡的热功率是4W
C．电动机的输出功率为14W D．整个电路消耗的电功率为14W
【答案】AC
【解析】
灯泡正常发光，则电路中的电流为

灯泡正常发光时，电动机的电压为

电动机的输入功率为

故A正确；
B．由题可知，小灯泡的热功率为6W；
C．电动机的热功率为

则电动机的输出功率为

故C正确；
D． 因电源的内阻不能忽略，因此电源的热功率无法计算，电路的电功率无法计算，只知道整个电路的输出功率为24W，故D错误。
故选AC。
12．（2023·浙江杭州市·学军中学高一期中）机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”，城市“雾霾”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因紫，正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法不正确的是（　　）
规格
后轮驱动直流电动机
车型：60”电动汽车
电动机额定输出功率：1675W
整车质量：400kg
额定转速：600r/min
蓄电池(容量It=800Ah，输出电压：U≥36V）
额定工作电压/电流：36V/50A

A电动汽车正常工作时消耗的电功率1800W
B．电动机的内阻为0.5
C．蓄电池充满电后储存的电能.不小于1.04×105J
D．充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16h
【答案】BCD
【解析】
A.由可知，电动汽车正常行驶的功率为1800W，故A正确；
B.由

可得

故B错误；
C.由可得

故储存的电能应不大于，故C错误；
D.汽车在额定功率下行驶的时间不大于

故D错误；
故选BCD。

三、填空题
13．（2023·上海上外附中高二期末）如图所示电路中，电阻，，是总电阻为的滑动变阻器，滑动片位于中点，稳压电源的电压。断开电键时，电阻的功率为___________；闭合电键，要使的功率变为，滑动变阻器接入电路的阻值为___________。

【答案】3.2 14
【解析】
[1]断开电键时，回路中的电流

电阻R1的功率为

[2]闭合电键，要使R1的功率变为5W，则电流

回路中的电流

带入数据解得滑动变阻器接入电路的阻值

14．（2023·上海格致中学高三月考）一电动机接在电压恒定的电源上，在竖直平面内以的速率分别匀速提升、两重物，的重力为，所受空气阻力可忽略不计，重力为，但在提升时会受到的空气阻力。则该电动机提升两物体时的输出功率________（填“相同”或“不相同”）；若提升物体时电动机不幸突然卡住，则其输入功率将________（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）。
【答案】不相同 增大
【解析】
[1]电动机提供的输出功率就是A、B匀速上升的过程中拉力的功率，对A，拉力产生的功率大小，由公式

根据平衡条件有
FA=mg+f=11N
联立可得，A上升的过程中，拉力产生的功率为
W
同理可得，B上升的过程中，根据平衡条件可得拉力为FB=10N，拉力产生的功率为

故电动机提升两物体时输出功率不同；
[2]提升重物的过程中，当电动机被卡住后，电动机会变为纯电阻，输入电流将变大，根据P=IU可知电动机的输入功率会增加。

四、实验题
15．（2023·山西晋城市·高二期中）在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，实验所用的小灯泡额定电压为。

（1）把图甲所示的实验器材用笔画线补充完整。（______）
（2）已经将实验数据描到图乙中，请描绘出小灯泡的伏安特性曲线_____。
（3）根据得到的小灯泡的伏安特性曲线，得出小灯泡的正常工作电阻为________，额定功率为_________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】
【解析】
(1)[1]描绘伏安特性曲线要求电压从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡电阻较小，采用电流表外接法，由乙图可知电流表选择0.6A的量程，实物连接如图所示

(2)[2]用平滑曲线连接各点，个别偏差太大的舍弃，描绘出的小灯泡伏安特性曲线如图所示

(3)[3][4]小灯泡正常工作电压U=2.5V，由伏安特性曲线可知，电流为I=0.3A，故小灯泡的正常工作电阻为

额定功率为

16．（2010·湖南长沙市·高三月考）有一个标有“12V，24W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：
A．直流电源15V（内阻可不计）
B．直流电流表0～0.6A（内阻约0.5Ω）
C．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω）
D．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）
E．直流电压表0～15V（内阻约15kΩ）
F．滑动变阻器10Ω、5A
G．滑动变阻器1kΩ、3A
（1）实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要从上述器材中再选用 （用序号字母表示）．
（2）在如图1的虚线框内画出最合理的实验原理图．

（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图2所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是 W．
【答案】（1）ABDF （3分）
（2）如下图所示．（4分）

实物连图（略）(3 分)
【解析】
①小灯泡的实际功率和额定功率，需要电压从零开始，所以要用分压式接法，选择便于调节的滑动变阻器F；
“12V，24W”的灯泡额定电压为12V，所以要用A电源，D电压表量程选0-15量程；
由,所以电流表选0-3安的量程，选B．
②需要电压从零开始，所以要用分压式接法，灯泡的电阻比较小，所以电流表用外接法：电路如右图：


五、解答题
17．（2023·江苏泰州市·泰州中学高一期末）如图所示的电路中，电源电压为60V（内阻不计），电阻，电动机的内阻，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求：
（1）流过电动机的电流大小；
（2）电动机的输出功率。


【答案】（1）5A；（2）210W
【解析】
（1）根据部分电路欧姆定律，有

（2）电动机的输入功率为

电动机的发热功率为

电动机的输出功率

18．（2020·莆田华侨中学高二期中）微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机不转；当加上2 V电压时，通过的电流为0.8 A，电动机正常工作。求正常工作时：
（1）在10 s内电流做的功；
（2）产生的热功率；
（3）转化为机械能的功率各是多少。
【答案】（1） 16 J；（2）0.64W；（3） 0.96W
【解析】
（1）在10 s内电流做的功

（2）电动机不转，直流电动机内阻

产生的热功率

（3）机械能的功率

19．（2023·江苏苏州市·高一期末）2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上向国际社会作出庄严承诺：中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和！大力发展风能发电是实现这一目标的重要途经之一，某地风力发电机的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。求：
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积和动能；
（2）此风力发电机发电的功率。


【答案】（1）6.28×103m3/s，9.42×104J/s；（2）9.42×103W
【解析】
（1）在∆t时间内叶片圆面的气流的体积为
∆V=Sv∆t
代入数据解得

在∆t时间内叶片圆面的气流的动能为

在单位时间内叶片圆面的气流的动能为

（2此风力发电机发电的功率

20．（2023·江苏南京市·南京一中高一月考）如图所示的电路中，输入电压恒为12V，灯泡L上标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光
（1）电动机的输入功率为多少？
（2）电动机的输出功率为多少？
（3）整个电路消耗的电功率为多少？

【答案】（1）12W；（2）10W；（3）24W
【解析】
（1）电动机两端的电压

整个电路中的电流

所以电动机的输入功率

（2）电动机的热功率

则电动机的输出功率

（3）整个电路消耗的功率