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(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 第1節(jié) 電流 電阻 電功 電功率學(xué)案(含解析)

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1、(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 第1節(jié) 電流 電阻 電功 電功率學(xué)案(含解析) 新課程標(biāo)準(zhǔn) 核心知識(shí)提煉 1.觀察并能識(shí)別常見的電路元器件,了解它們在電路中的作用。會(huì)使用多用電表。 2.通過實(shí)驗(yàn),探究并了解金屬導(dǎo)體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關(guān)系。會(huì)測量金屬絲的電阻率。 3.了解串、并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)。 4.理解閉合電路的歐姆定律。會(huì)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。 5.理解電功、電功率及焦耳定律,能用焦耳定律解釋生產(chǎn)生活中的電、熱現(xiàn)象。 6.能分析和解決家庭電路中的簡單問題,能將安全用電和節(jié)約用電的知識(shí)應(yīng)用于日常生活實(shí)際。 常見的電路元器件 使用多

2、用電表 電阻率 電阻定律 串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 閉合電路的歐姆定律 電功、電功率及焦耳定律 家庭電路中的簡單問題 實(shí)驗(yàn):長度的測量及其測量工具的選用 實(shí)驗(yàn):測量金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn):測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn):用多用電表測量電學(xué)中的物理量 第1節(jié) 電流 電阻 電功 電功率 一、電流及歐姆定律 1.電流的理解 (1)定義:電荷的定向移動(dòng)形成電流。 (2)條件:①有可以自由移動(dòng)的電荷;②導(dǎo)體兩端存在電壓。 (3)方向:電流是標(biāo)量,為研究問題方便,規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉T谕怆娐分须娏饔呻娫凑龢O到負(fù)極,在內(nèi)電路中電流由電源極到極。[注1] (4

3、)三個(gè)表達(dá)式 ①定義式:I=,q為在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。 ②微觀表達(dá)式:I=nqSv,其中n為導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電荷的個(gè)數(shù),q為每個(gè)自由電荷的電荷量,S為導(dǎo)體的橫截面積,v為自由電荷定向移動(dòng)的速率。 ③決定式:I=,即歐姆定律。 2.歐姆定律 (1)內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比。[注2] (2)適用范圍:適用于金屬和電解液等純電阻電路。 二、電阻定律 1.電阻定律 (1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。 (2)表達(dá)式:R=ρ。[注3] 2.電阻率

4、(1)計(jì)算式:ρ=R。 (2)物理意義:反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,是導(dǎo)體材料本身的屬性。 (3)電阻率與溫度的關(guān)系 金屬的電阻率隨溫度升高而增大,半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。 三、電功率、焦耳定律 1.電功 (1)定義:導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動(dòng),電場力做的功稱為電功。 (2)公式:W=qU=IUt。 (3)電流做功的實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程。[注4] 2.電功率 (1)定義:單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功,表示電流做功的快慢。 (2)公式:P==IU。 3.焦耳定律 (1)內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比。

5、(2)公式:Q=I2Rt。[注5] 4.熱功率 (1)定義:單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。 (2)表達(dá)式:P==I2R。 【注解釋疑】 [注1] 電流既有大小也有方向,但它的運(yùn)算遵循代數(shù)運(yùn)算法則,是標(biāo)量。 [注2] 當(dāng)R一定時(shí),I∝U;當(dāng)U一定時(shí),I∝,但R由導(dǎo)體本身決定,與I、U無關(guān)。 [注3] 電阻定律表達(dá)式是電阻的決定式,而電阻的定義式為R=,提供了一種測量電阻的方法。 [注4] 純電阻電路遵守歐姆定律,非純電阻電路不遵守歐姆定律。 [注5]在任何電路中,計(jì)算電功都可以用W=UIt,計(jì)算電熱都可以用Q=I2Rt。 [深化理解] 1.在理解公式時(shí)一定要注意定義式與決定式的區(qū)別

6、,其中定義式或計(jì)算式有:I=、R=、ρ=等,決定式有:I=、I=nqSv等。 2.公式W=UIt可求解任何電路的電功,而W=I2Rt=t只適用于純電阻電路。 3.無論是線性元件還是非線性元件,只要是純電阻元件,電阻都可由R=計(jì)算。 [基礎(chǔ)自測] 一、判斷題 (1)由R=知, 導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比,與流過導(dǎo)體的電流成反比。(×) (2)根據(jù)I=,可知I與q成正比。(×) (3)由ρ=知,導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積成正比,與導(dǎo)體的長度成反比。(×) (4)公式W=t=I2Rt只適用于純電阻電路。(√) (5)19世紀(jì),焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體

7、時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律,即焦耳定律。(√) 二、選擇題 1.安培提出了著名的分子電流假說,根據(jù)這一假說,電子繞原子核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于該環(huán)形電流的說法正確的是(  ) A.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 C.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 D.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 解析:選C 由電流的定義式I=得電流大小為I==,電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的方向,由電子帶負(fù)電繞原子核順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)可知環(huán)形電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針。故C正確。 2.[滬科版選修3-1 P67T2改編]有一根長1.

8、22 m的導(dǎo)線,橫截面積為0.10 mm2。在它兩端加0.60 V電壓時(shí),通過它的電流正好是0.10 A。則這根導(dǎo)線是由________制成的(下表是常溫下幾種材料的電阻率,單位為Ω·m)(  ) 銅 錳銅合金 鎳銅合金 鋁 1.7×10-8 4.4×10-7 5.0×10-7 2.9×10-8 A.銅絲         B.錳銅合金 C.鎳銅合金 D.鋁絲 解析:選C 由R=及R=ρ得ρ==Ω·m=4.9×10-7 Ω·m。所以導(dǎo)線是由鎳銅合金制成的。 3.[人教版選修3-1 P48T2]某同學(xué)對四個(gè)電阻各進(jìn)行了一次測量,把每個(gè)電阻兩端的電壓和通過它的電流在U-I坐

9、標(biāo)系中描點(diǎn),得到了圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)。則這四個(gè)電阻值的大小關(guān)系是(  ) A.Ra>Rb=Rc>Rd B.Ra<Rb=Rc<Rd C.Ra>Rb=Rd>Rc D.Ra<Rb=Rd<Rc 解析:選A 由R=可知,U-I圖像中,所描點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻的大小,由題圖可知Ra>Rb=Rc>Rd。故A正確。 高考單獨(dú)對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行考查的頻率不大,但電流及其三個(gè)表達(dá)式、歐姆定律和電阻定律、伏安特性曲線、電功、電功率及焦耳定律這些知識(shí)是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),也是電磁感應(yīng)綜合問題必將涉及的內(nèi)容。 考點(diǎn)一 電流的理解及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用[基礎(chǔ)自修類] [題點(diǎn)全練] 1.[電解液導(dǎo)電

10、問題] 如圖所示,在1價(jià)離子的電解質(zhì)溶液內(nèi)插有兩根碳棒A和B作為電極,將它們接在直流電源上,于是溶液里就有電流通過。若在t秒內(nèi),通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)為n1,通過的負(fù)離子數(shù)為n2,設(shè)基本電荷為e,則以下說法中正確的是(  ) A.正離子定向移動(dòng)形成的電流方向從A→B,負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向從B→A B.溶液內(nèi)由于正、負(fù)離子移動(dòng)方向相反,溶液中的電流抵消,電流等于零 C.溶液內(nèi)的電流方向從A→B,電流I= D.溶液內(nèi)的電流方向從A→B,電流I= 解析:選D 電荷的定向移動(dòng)形成電流,規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?,由題圖所示可知,溶液中的正離子從A向B運(yùn)動(dòng),負(fù)離子由B向A

11、移動(dòng),負(fù)電荷由B向A移動(dòng)相當(dāng)于正電荷由A向B移動(dòng),因此電流方向是A→B,帶電離子在溶液中定向移動(dòng)形成電流,電流不為零,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;溶液中電流方向是A→B,電流I==,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 2.[電流微觀表達(dá)式] 如圖所示,一根長為L、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為ρ,棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí),棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小為(  ) A.           B. C.ρnev D. 解析:選C 由電流定義可知:I===neSv。由歐姆定律可得:U=IR=neSv·ρ=

12、ρneLv,又E=,故E=ρnev,選項(xiàng)C正確。 3.[“柱體微元”模型問題] 在長度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體兩端加上電壓,導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場。導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場力作用下先做加速運(yùn)動(dòng),然后與做熱運(yùn)動(dòng)的陽離子碰撞而減速,如此往復(fù)……,所以,我們通常將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡化成速率為v(不隨時(shí)間變化)的定向運(yùn)動(dòng)。已知阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率v成正比,即Ff=kv(k是常量),則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于(  ) A. B. C. D. 解析:選B 電子定向移動(dòng),由平衡條件得,kv=e,則U=,導(dǎo)體中的電流I=neSv,電阻R=

13、=,選項(xiàng)B正確。 [名師微點(diǎn)] 利用“柱體微元”模型求解電流的微觀問題時(shí),注意以下基本思路: 設(shè)柱體微元的長度為L,橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,電荷定向移動(dòng)的速率為v,則 (1)柱體微元中的總電荷量為Q=nLSq。 (2)電荷通過橫截面的時(shí)間t=。 (3)電流的微觀表達(dá)式I==nqvS。 考點(diǎn)二 歐姆定律和電阻定律的理解與應(yīng)用[基礎(chǔ)自修類] [題點(diǎn)全練] 1.[電阻定律的應(yīng)用] 兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y,其中,x長為l,y長為2l,串聯(lián)在電路中時(shí)沿長度方向的電勢φ隨位置的變化規(guī)律如圖所示,那么,x和y兩導(dǎo)線的電阻和橫截面積

14、之比分別為(  ) A.3∶1 1∶6       B.2∶3 1∶6 C.3∶2 1∶5 D.3∶1 5∶1 解析:選A 由題圖可知,兩導(dǎo)線兩端的電壓之比為3∶1,電流相同,則電阻之比為3∶1,由電阻定律R=ρ得橫截面積S=,橫截面積之比=·=×=,A正確。 2.[歐姆定律的應(yīng)用] 利用如圖所示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻,R0是定值電阻,G是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過電流表G的電流為零時(shí),測得MP=l1,PN=l2,則Rx的阻值為(  ) A.R0 B.R0 C.R0 D.R0 解析:選C 通過電流

15、表G的電流為零時(shí),P點(diǎn)的電勢與R0和Rx連接點(diǎn)的電勢相等,即U0=UMP,根據(jù)歐姆定律有U0=R0,UMP=Rl1,則=,由此得=,根據(jù)電阻定律得,電阻絲的電阻R∝l,故=,所以Rx=R0,正確選項(xiàng)為C。 3.[電阻定律、歐姆定律的綜合應(yīng)用] 如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器,P、Q為電極,設(shè)a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m。當(dāng)里面注滿某電解液,且P、Q間加上電壓后,其U-I圖像如圖乙所示。當(dāng)U=10 V時(shí),求電解液的電阻率ρ是多少? 解析:由題圖乙可求得U=10 V時(shí),電解液的電阻 R== Ω=2 000 Ω 由題圖甲可知電解液容器長l=a=1 m 截面

16、積S=bc=0.02 m2 結(jié)合電阻定律R=ρ得 ρ== Ω·m=40 Ω·m。 答案:40 Ω·m [名師微點(diǎn)] 電阻的決定式和定義式的比較 公式 決定式 定義式 R=ρ R= 區(qū)別 指明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法,電阻與U和I無關(guān) 適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和分布均勻的導(dǎo)電介質(zhì) 適用于任何純電阻導(dǎo)體 相同點(diǎn) 都不能反映電阻的實(shí)質(zhì)(要用微觀理論解釋) 考點(diǎn)三 伏安特性曲線的理解及應(yīng)用[師生共研類] 1.圖線的意義 (1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同,所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線。 (2)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值

17、,對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。 2.兩類圖線 線性元件的伏安特性曲線是過原點(diǎn)的直線,表明它的電阻是不變的,圖中Ra

18、和L3兩端的電壓均為U=1.5 V,由題圖乙可知此時(shí)通過L1的電流為1.0 A,通過L2和L3的電流為I=0.8 A,所以L1中的電流不是L2中電流的2倍,A錯(cuò)誤;L3的電阻R==1.875 Ω,B正確;L3的電功率P=UI=1.5×0.8 W=1.2 W,C錯(cuò)誤;L2和L3的總功率P′=2P=2.4 W,D錯(cuò)誤。 [答案] B (1)I-U圖像叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線,U-I圖像是元件兩端的電壓與流過它的電流之間的關(guān)系圖像。 (2)U-I(或I-U)圖像為曲線時(shí),圖線上某點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻(的倒數(shù)),但圖線的斜率沒有實(shí)際意義。 [題點(diǎn)全練] 1.[利用圖像求電阻] 某一

19、導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中AB(曲線)所示,關(guān)于導(dǎo)體的電阻,以下說法正確的是(  ) A.B點(diǎn)的電阻為12 Ω B.B點(diǎn)的電阻為40 Ω C.工作狀態(tài)從A變化到了B時(shí),導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1 Ω D.工作狀態(tài)從A變化到了B時(shí),導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9 Ω 解析:選B 根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RA= Ω=30 Ω,RB= Ω=40 Ω,所以ΔR=RB-RA=10 Ω,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 2.[兩類圖線的比較] 如圖所示為A、B兩電阻的伏安特性曲線,關(guān)于兩電阻的描述正確的是(  ) A.電阻A的阻值隨電流的增大而減小,電阻B的阻值不

20、變 B.在兩圖線交點(diǎn)處,電阻A的阻值等于電阻B的阻值 C.在兩圖線交點(diǎn)處,電阻A的阻值大于電阻B的阻值 D.在兩圖線交點(diǎn)處,電阻A的阻值小于電阻B的阻值 解析:選B 由題圖可知,電阻A的I-U圖像的斜率越來越小,故A的電阻隨電流的增大而增大,電阻B的阻值不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;兩圖像的交點(diǎn)處,電流和電壓均相同,則由歐姆定律可知,兩電阻的阻值相等,故選項(xiàng)B正確,C、D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)四 電功、電功率及焦耳定律[師生共研類] 電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系 意義 公式 聯(lián)系 電功 電流在一段電路中所做的功 W=UIt 對純電阻電路,電功等于電熱,W=Q=UIt=I2R

21、t 對非純電阻電路,電功大于電熱,W>Q 電熱 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt 電功率 單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功 P電=UI 對純電阻電路,電功率等于熱功率,P電=P熱=UI=I2R 對非純電阻電路,電功率大于熱功率,P電>P熱 熱功率 單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 P熱=I2R [典例] (多選)如圖所示是某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖,重物質(zhì)量m=50 kg,電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110 V,不計(jì)各種摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9 m/s的恒定速率向上提升重物時(shí),通過電動(dòng)機(jī)的電流為I=5.0 A,重力加速度g取10 m/s2,則(  ) A.電動(dòng)機(jī)的輸入功

22、率為550 W B.電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為550 W C.電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為450 W D.電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為22 Ω [思路點(diǎn)撥] (1)重物勻速上升,拉力F=mg,故提升重物的功率P=Fv=mgv。 (2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率=提升重物的功率+熱功率。 [解析] 電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入=UI=110×5.0 W=550 W,A對。提升重物的功率P出=mgv=50×10×0.9 W=450 W,B錯(cuò),C對。由P入=P出+P熱和P熱=I2R線得R線== Ω=4 Ω,D錯(cuò)。 [答案] AC 非純電阻電路中電功、電功率的分析方法 (1)抓住兩個(gè)關(guān)鍵量 確定電動(dòng)機(jī)的電壓U

23、M和電流IM是解決所有問題的關(guān)鍵。 (2)用好“定律”找準(zhǔn)“關(guān)系” 首先利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算,確定相應(yīng)的電壓或電流;然后根據(jù)閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓UM和電流IM。 [題點(diǎn)全練] 1.[功率的分析與計(jì)算] 如圖,一電動(dòng)自行車動(dòng)力電源上的銘牌標(biāo)有“36 V,12 A·h”字樣。它正常工作時(shí)電源輸出電壓為30 V,額定輸出功率為180 W。由于電動(dòng)機(jī)發(fā)熱造成損耗,電動(dòng)機(jī)的效率為80%,不考慮其他部件的摩擦損耗。已知運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)自行車受到阻力恒為288 N,下列說法正確的是(  ) A.電源內(nèi)阻為1 Ω,額定工作電流為5 A B.電動(dòng)自行車電動(dòng)機(jī)的內(nèi)

24、阻為5 Ω C.電動(dòng)自行車保持額定功率勻速行駛的最長時(shí)間是2.4 h D.電動(dòng)自行車保持額定功率勻速行駛的最遠(yuǎn)距離是3 600 m 解析:選D 由P=UI可知,額定電流I== A=6 A,電源內(nèi)阻r== Ω=1 Ω,故A錯(cuò)誤;電動(dòng)自行車的熱功率P熱=(1-80%)P=36 W,則由P熱=I2r′可得,r′= Ω=1 Ω,故B錯(cuò)誤;根據(jù)電池容量Q=12 A·h,電流為6 A,則可得t== h=2 h,故C錯(cuò)誤;電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)F=f,則由80%P=fv,解得v=0.5 m/s,則電動(dòng)自行車保持額定功率勻速行駛的最遠(yuǎn)距離是x=vt=0.5×7 200 m=3 600 m,選項(xiàng)D正確。

25、2.[功能轉(zhuǎn)化的分析] (多選)如圖所示,一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體,以速度v勻速上升。已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R,電源電動(dòng)勢為E,通過電源的電流為I,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻,則(  ) A.電源內(nèi)阻r=-R B.電源內(nèi)阻r=--R C.如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變大 D.如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變小 解析:選BC 含有電動(dòng)機(jī)的電路不是純電阻電路,歐姆定律不再適用,A錯(cuò)誤;由能量守恒定律可得EI=I2r+mgv+I(xiàn)2R,解得r=--R,B正確;如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住,則E=I′(R+r),電流增大,

26、較短時(shí)間內(nèi),電源消耗的功率變大,較長時(shí)間的話,會(huì)出現(xiàn)燒壞電源和電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象,C正確,D錯(cuò)誤。 “STS問題”巧遷移——生活中的“純電阻”和“非純電阻” 生活中,人們在家中會(huì)使用很多用電器,如電飯鍋、空調(diào)、冰箱、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)等,這些用電器有的可以視為純電阻,有的則不是純電阻,請結(jié)合以下各題自主領(lǐng)悟: 1.一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的交流電源上(電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)),均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0 A,通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50 A,則下列說法中正確的是(  ) A.電飯煲的電阻為44 Ω,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440 Ω B.

27、電飯煲消耗的電功率為1 555 W,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5 W C.1 min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104 J,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為 6.6×103 J D.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍 解析:選C 由于電飯煲是純電阻元件,所以R1==44 Ω,P1=UI1=1 100 W,其在1 min內(nèi)消耗的電能W1=UI1t=6.6×104 J;洗衣機(jī)為非純電阻元件,所以R2≠,P2=UI2=110 W,其在1 min內(nèi)消耗的電能 W2=UI2t=6.6×103 J,其熱功率P熱≠P2,所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍。綜上可知C正確。

28、2.為了生活方便,電熱水壺已進(jìn)入千家萬戶。如果將一電熱水壺接在220 V的電源兩端,經(jīng)時(shí)間t0電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷,假設(shè)熱量的損失不計(jì)、加熱絲的阻值不受溫度的影響。則(  ) A.如果將電熱水壺接在110 V的電源兩端,需經(jīng)2t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷 B.如果將電熱水壺接在110 V的電源兩端,需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷 C.如果將電熱水壺接在55 V的電源兩端,需經(jīng)4t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷 D.如果將電熱水壺接在55 V的電源兩端,需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷 解析:選D 電熱水壺是純電阻元件,根據(jù)公式Q=t可知,煮沸一壺水所需的熱量

29、為Q=t0,當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí),所需熱量沒變,因此時(shí)間要變?yōu)樵瓉淼?倍,即4t0,A、B錯(cuò)誤;當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí),時(shí)間要變?yōu)樵瓉淼?6倍,即16t0,C錯(cuò)誤,D正確。 3.(多選)下表列出了某品牌電動(dòng)自行車及所用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù),不計(jì)其自身機(jī)械損耗。若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛,則(  ) 自重 40 kg 額定電壓 48 V 載重 75 kg 額定電流 12 A 最大行駛速度 20 km/h 額定輸出功率 350 W A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為576 W B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為4 Ω C.該車獲得的牽引力為104 N D.該車受到的阻力為63 N 解析:選AD 電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入=UI=48×12 W=576 W,A正確;電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P=I2r=P入-P出,代入數(shù)據(jù)解得:r≈1.6 Ω,B錯(cuò)誤;vm=20 km/h= m/s,根據(jù)P出=Fvm,解得F=63 N,且當(dāng)該車速度最大時(shí),F(xiàn)=f=63 N,故C錯(cuò)誤,D正確。 分析生活中的用電器問題的兩條思路 (1)了解用電器的結(jié)構(gòu),含有電動(dòng)機(jī)且正常工作的為非純電阻;不含電動(dòng)機(jī)或含電動(dòng)機(jī)但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的則為純電阻。 (2)從能量轉(zhuǎn)化角度來區(qū)分,若消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱,則為純電阻;若消耗的電能有一部分轉(zhuǎn)化為其他能量,則為非純電阻。

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