《2025年步步高大一轮复习讲义物理教科版》

例 5
(2022·江苏卷·2)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为 $R_1 = 2\ \Omega$，$R_2 = 3\ \Omega$，$R_3 = 2\ \Omega$，$R_4 = 4\ \Omega$，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)

A.$R_1$
B.$R_2$
C.$R_3$
D.$R_4$

答案： 例5 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 电路部分的等效电阻为$R_{并} = \frac{R_2(R_3 + R_4)}{R_2 + R_3 + R_4} = 2\Omega$，干路电流即经过 $R_1$的电流为$I_1 = I = \frac{E}{R_1 + R_{并}} = 3A$，
并联部分各支路电流大小与电阻成反 比，则$I_2 = \frac{R_3 + R_4}{R_2 + R_3 + R_4}I = \frac{2}{3}I = 2A$，$I_3 = I_4 = \frac{R_2}{R_2 + R_3 + R_4}I = \frac{1}{3}I = 1A$，四个灯泡的实际功率分别为$P_1 = I_1^2R_1 = 18W$，$P_2 = I_2^2R_2 = 12W$， $P_3 = I_3^2R_3 = 2W$，$P_4 = I_4^2R_4 = 4W$，故四个灯泡中消耗功率最大的是$R_1$，故A正确，B、C、D错误。

例 6
(2025·江西南昌市期中)如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻 $r = 1\ \Omega$，电动机两端电压为 $5\ V$，电路中的电流为 $1\ A$，重物 $m$ 受到重力为 $20\ N$。不计摩擦力和空气阻力，求：
(1) 电动机的输入功率和线圈电阻上消耗的热功率各是多少？5W1W
(2) 电动机的输出功率和效率各是多少？
(3) 电动机可以把重物以多大的速度竖直向上提升？4W80％0.2m/s

答案： 例6
(1)5W 1W
(2)4W 80％
(3)0.2m/s
解析
(1)电动机的输入功率$P = IU = 5W$
线圈电阻上消耗的热功率$P_{热} = I^2r = 1^2×1W = 1W$
(2)电动机的输出功率$P_{出} = P - P_{热} = 4W$
效率$\eta = \frac{P_{出}}{P}×100％ = 80％$
(3)根据$P_{出} = Gv$可得$v = 0.2m/s$。