2. 为节能环保,某地引进了新能源电动公交车。若新能源电动公交车充电电流为 100 A,充电电压为 380 V,则充电 2 h 消耗的电能为$kW\cdot h$。电动公交车行驶过程中,将能主要转化为机械能。

76 电

充电功率：$P = UI = 380\ V × 100\ A = 38000\ W = 38\ kW$
充电时间：$t = 2\ h$
消耗电能：$W = Pt = 38\ kW × 2\ h = 76\ kW·h$
电动公交车行驶过程中，将电能主要转化为机械能。
76 电

3. 小航利用如图 13 - 1 - 5 所示的电动机提升重物,质量为 800 g 的重物以 0.5 m/s 的速度匀速上升 10 s 的过程中,电压表的示数为 10 V,电流表的示数为 0.5 A。$g取10N/kg$,问：
(1)此过程中消耗的电能是多少？
(2)该电动机工作过程中提升重物的工作效率是多少？

（1）
解：根据电能公式$W = UIt$（其中$U$是电压，$I$是电流，$t$是时间）。
已知$U = 10V$，$I = 0.5A$，$t = 10s$。
则$W=UIt = 10V×0.5A×10s = 50J$。
（2）
解：
首先求重物上升的高度$h$：
根据$v=\frac{h}{t}$（$v$是速度，$h$是高度，$t$是时间），可得$h = vt$。
已知$v = 0.5m/s$，$t = 10s$，所以$h=0.5m/s×10s = 5m$。
然后求重物的重力$G$：
根据$G = mg$（$m$是质量，$g$是重力加速度），已知$m = 800g=0.8kg$，$g = 10N/kg$。
则$G=mg = 0.8kg×10N/kg = 8N$。
接着求电动机对重物做的有用功$W_{有}$：
根据$W_{有}=Gh$，$G = 8N$，$h = 5m$。
所以$W_{有}=Gh=8N×5m = 40J$。
最后求电动机的工作效率$\eta$：
根据$\eta=\frac{W_{有}}{W}×100\%$（$W_{有}$是有用功，$W$是总功）。
已知$W_{有}=40J$，$W = 50J$。
则$\eta=\frac{W_{有}}{W}×100\%=\frac{40J}{50J}×100\% = 80\%$。
综上，（1）此过程中消耗的电能是$50J$；（2）该电动机工作过程中提升重物的工作效率是$80\%$。

【解析】
(1) 已知$U=10V$，$I=0.5A$，$t=10s$，根据$W=UIt$，可得消耗的电能：
$W=UIt=10V×0.5A×10s=50J$。
(2) ① 由$v=\frac{h}{t}$得重物上升高度：
$h=vt=0.5m/s×10s=5m$；
② 重物质量$m=800g=0.8kg$，根据$G=mg$，可得重物重力：
$G=mg=0.8kg×10N/kg=8N$；
③ 电动机提升重物的有用功：
$W_{有}=Gh=8N×5m=40J$；
④ 根据效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W}×100\%$，可得：
$\eta=\frac{40J}{50J}×100\%=80\%$。
【答案】
(1) 此过程中消耗的电能是50J；
(2) 该电动机工作过程中提升重物的工作效率是80%。
【知识点】
电功计算，效率计算，重力计算
【点评】
本题结合电动机提升重物的实际情景，综合考查电功、重力、有用功及机械效率的计算，需明确总功与有用功的区别，熟练运用相关公式求解。
【难度系数】
0.6

4. 如图 13 - 1 - 6 所示的电路中,灯泡 L 和电阻串联后接在电压为 U 的电路中,已知电阻的阻值为 R,通过电路的电流为 I,则灯泡 L 在时间 t 内消耗的电能是()。

A.$UIt$
B.$\frac{U^{2}}{R}t$
C.$I^{2}Rt$
D.$UIt - I^{2}Rt$

D

电路总电能：$W_{总} = UIt$
电阻$R$消耗电能：$W_{R} = I^{2}Rt$
灯泡$L$消耗电能：$W_{L} = W_{总} - W_{R} = UIt - I^{2}Rt$
D