《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

例2 （2022·江苏卷，2）如图6所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为$R_{1}=2 Ω$，$R_{2}=3 Ω$，$R_{3}=2 Ω$，$R_{4}=4 Ω$，电源电动势$E = 12 V$，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ）

A. $R_{1}$
B. $R_{2}$
C. $R_{3}$
D. $R_{4}$

答案： A[由电路图可知$R_{3}$与$R_{4}$串联后与$R_{2}$并联，再与$R_{1}$串联。并联电路部分的电阻为$R_{并}=\frac{R_{2}(R_{3}+R_{4})}{R_{2}+R_{3}+R_{4}} = 2\ \Omega$，$R_{1}$与$R_{并}$串联，$R_{1}=R_{并}$，则$R_{1}$的功率与另外三个灯泡的功率之和相等，故四个灯泡中功率最大的是$R_{1}$，故选项A正确。]

5. （人教版必修第三册$P_{82}$习题$T_{2}$改编）小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图7所示，其中$R_{2}=88 Ω$，电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下的$\frac{3}{7}$，下列说法正确的是（ ）

A. 开关$S$闭合时电饭锅处于保温状态，$S$断开时处于加热状态
B. 加热挡的功率为$500 W$
C. 电阻$R_{1}$的阻值约为$117.3 Ω$
D. 电饭锅处于保温状态时电路中的电流为$1.5 A$

答案： C[根据欧姆定律得电路中的电流$I=\frac{U}{R_{总}}$，功率$P = UI$，则电饭锅的功率$P=\frac{U^{2}}{R_{总}}$，开关S闭合时，电路中仅接入$R_{2}$，电饭锅功率$P_{1}=\frac{U^{2}}{R_{2}}$，S断开时，$R_{1}$与$R_{2}$串联，电饭锅功率$P_{2}=\frac{U^{2}}{R_{1}+R_{2}}$，由于$P_{1}＞P_{2}$，则开关S闭合时电饭锅处于加热状态，S断开时电饭锅处于保温状态，A错误；电饭锅处于加热挡时的功率$P_{1}=\frac{U^{2}}{R_{2}} = 550\ W$，B错误；保温状态的功率$P_{2}=\frac{3}{7}P_{1}$，根据功率公式$P = UI$，可得保温状态下电路中的电流$I_{保}=\frac{P_{2}}{U}=\frac{15}{14}\ A$，D错误；电饭锅处于保温状态下电路的电阻为$R_{1}+R_{2}=\frac{U}{I_{保}}$，解得$R_{1}\approx117.3\ \Omega$，C正确。]

例3 （多选）（2024·山东青岛第一中学高三期中）如图8甲所示，用内阻为$r_{1}$的充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在充电开始后的一段时间$t$内，充电宝的输出电压$U$、输出电流$I$可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为$r_{2}$，则时间$t$内（ ）

A. 充电宝输出的电功率为$UI - I^{2}r_{1}$
B. 手机电池的热功率为$I^{2}r_{2}$
C. 手机电池产生的焦耳热为$\frac{U^{2}}{r_{2}}t$
D. 手机电池增加的化学能为$UIt - I^{2}r_{2}t$

答案： BD[充电宝输出的电功率为$P = UI$，故A错误；时间$t$内，手机电池的热功率为$P_{r2}=I^{2}r_{2}$，故B正确；因为手机电池不能看成纯电阻，所以$I\neq\frac{U}{r_{2}}$，所以时间$t$内手机电池产生的焦耳热为$Q_{r2}=I^{2}r_{2}t\neq\frac{U^{2}}{r_{2}}t$，故C错误；根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电功等于手机电池增加的化学能$\Delta E$与手机电池内阻产生的焦耳热之和，即$Pt=\Delta E+Q_{r2}$，解得$\Delta E = UIt - I^{2}r_{2}t$，故D正确。]

6. （多选）（2023·北师大二附中高三校考）在如图9所示的电路中，电源电动势为$6 V$，内阻为$2 Ω$，定值电阻$R$的阻值为$10 Ω$，电动机的线圈阻值为$2 Ω$。闭合开关$S$后，理想电压表的示数为$3 V$。下列说法正确的是（ ）

A. 电源的输出功率为$4.5 W$
B. 电动机消耗的功率为$0.75 W$
C. 电动机线圈在1分钟内产生的热量为$0.125 J$
D. 如果电动机被卡住，电压表的示数将变小

答案： BD[由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流$I=\frac{E - U_{M}}{R + r}=\frac{6 - 3}{10 + 2}\ A = 0.25\ A$，则有电源的总功率$P_{总}=EI = 6\times0.25\ W = 1.5\ W$，电源内阻消耗功率$P_{内}=I^{2}r = 0.25^{2}\times2\ W = 0.125\ W$，电源输出功率$P_{出}=P_{总}-P_{内}=1.5\ W - 0.125\ W = 1.375\ W$，A错误；电动机消耗的功率为$P_{M}=U_{M}I = 3\times0.25\ W = 0.75\ W$，B正确；由焦耳定律可得电动机线圈在1分钟内产生的热量为$Q = I^{2}r_{M}t = 0.25^{2}\times2\times60\ J = 7.5\ J$，C错误；如果电动机被卡住，电动机可看成是纯电阻用电器，则电路中的电流会增大，电源内阻和定值电阻的电压会增大，电动势不变，因此可知$U_{V}=E - I(R + r)$，即电压表的示数将变小，D正确。]