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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第8章 第2課時 串并聯(lián)電路 焦耳定律課時作業(yè)（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1．一臺國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示．根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時，通過電熱水器的電流約為(　　) 額定容量 54 L 最高水溫 75 ℃ 額定功率 1 500 W 額定壓力 0.7 MPa 額定電壓 220 V 電器類別 Ⅰ類 C．4.4 A D．0.23 A 【答案】A 【解析】由P＝UI，可知該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時的電流為：I＝＝ A≈6.8 A，故選項(xiàng)A正確． 2.如圖1所示，甲、乙兩個電路都是由一個靈敏電流計(jì)G和一個變阻器R組成，它們中一個是測電壓的電壓表，另一個是測電流的電流表，那么以下結(jié)論中正確的是(　　) 圖1 A．甲表是電流表，R增大時量程增大 B．甲表是電流表，R增大時量程減小 C．乙表是電壓表，R增大時量程減小 D．上述說法都不對 【答案】B 【解析】電壓表電阻分壓，串聯(lián)；電流表電阻分流，并聯(lián)．所以甲表為電流表，乙表為電壓表，并聯(lián)電路電阻大時分流少，所以R增大時量程減??；串聯(lián)電路電阻大時分壓多，所以R增大時量程增大． 3．如圖2所示的為分壓器接法電路圖，電源電壓為U，內(nèi)阻不計(jì)，變阻器總電阻為r.閉合開關(guān)S后，負(fù)載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點(diǎn)間的阻值Rx變化的圖線應(yīng)最接近于右圖中的哪條實(shí)線(　　) 圖2 A．①　　　 B．②　　　 C．③　　　 D．④ 【答案】C 【解析】當(dāng)Rx增大時，左半部分總電阻增大，右半部分電阻減小，所以R兩端的電壓U應(yīng)增大，排除④；如果沒有并聯(lián)R，電壓均勻增大，圖線將是②；實(shí)際上并聯(lián)了R，對應(yīng)于同一個Rx值，左半部分分得的電壓將比原來小了，所以③正確． 4．某實(shí)物投影機(jī)有10個相同的強(qiáng)光燈L1～L10(24 V　220 W)和10個相同的指示燈X1～X10(220 V　2 W)，將其連接在220 V的交流電源上，電路如圖3所示．若工作一段時間后L2燈絲燒斷，則(　　) 圖3 A．X1的功率減小，L1的功率增大 B．X1的功率增大，L1的功率增大 C．X2的功率增大，其他指示燈的功率減小 D．X2的功率減小，其他指示燈的功率減小 【答案】C 【解析】L2燈絲燒斷后電路的總電阻增大，電路中總電流減小，流過其他指示燈、強(qiáng)光燈的電流都同比例的減小，消耗的功率都減小，兩端的電壓都減小，則X2兩端電壓增大，消耗的功率也增大，C正確． 5．(xx東莞調(diào)研)電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件，技術(shù)工人常將電烙鐵和一個燈泡串聯(lián)使用，燈泡還和一個開關(guān)并聯(lián)，然后再接到市電上(如圖4所示)，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．開關(guān)接通時比開關(guān)斷開時消耗的總電功率大 B．開關(guān)接通時，燈泡熄滅，只有電烙鐵通電，可使消耗的電功率減小 C．開關(guān)斷開時，燈泡發(fā)光，電烙鐵也通電，消耗的總功率增大，但電烙鐵發(fā)熱較少 D．開關(guān)斷開時，燈泡發(fā)光，可供在焊接時照明使用，消耗總功率不變 【答案】A 【解析】開關(guān)接通時，燈泡被短路，燈泡熄滅，電路的總電阻變小，電路的總功率P＝變大，電烙鐵的功率變大，A正確，B、C、D錯誤． 6.某型號手機(jī)電池的背面印有如圖5所示的一些符號，另外在手機(jī)使用說明書上還寫有“通話時間3 h，待機(jī)時間100 h”．則該手機(jī)通話和待機(jī)時消耗的功率分別約為(　　) 圖5 A．1.8 W,5.410－2 W B．0.6 W,1.810－2 W C．3.6 W,0.108 W D．6.48103 W,1.94102 W 【答案】B 【解析】由手機(jī)電池背面的符號可知，該電池的最大存儲電能為：W＝UIt＝UQ＝3.650010－33 600 J＝6 480 J，所以由P＝得：通話功率P1＝＝ W＝0.6 W；待機(jī)功率P2＝＝ W＝1.810－2 W，B正確． 二、雙項(xiàng)選擇題 7．(xx武漢模擬)某集裝箱吊車的交流電動機(jī)輸入電壓為380 V，當(dāng)?shù)踯囈?.1 m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為5.7103 kg的集裝箱時，測得電動機(jī)的電流為20 A，g取10 m/s2，則(　　) A．電動機(jī)的內(nèi)阻為4.75 Ω B．電動機(jī)的輸出電壓為285 V C．電動機(jī)的輸出功率為7.6103W D．電動機(jī)的工作效率為75% 【答案】AD 【解析】電動機(jī)輸出功率為P＝mgv＝5.7103100.1 W＝5.7103 W；由UI＝P＋I(xiàn)2R解得R＝4.75 Ω，選項(xiàng)A正確C錯誤；電動機(jī)沒有輸出電壓，選項(xiàng)B錯誤；電動機(jī)的工作效率為η＝P/UI＝75%，選項(xiàng)D正確． 8．(xx廣東六校聯(lián)考)如圖6所示，電阻R＝20 Ω，電動機(jī)的電阻R′＝10 Ω.當(dāng)開關(guān)斷開時，電流表的示數(shù)是I，電路消耗的電功率為P.當(dāng)開關(guān)合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來．若保持電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I′和電路消耗的電功率P′應(yīng)是(　　) 圖6 A．I′＝3I B．I′<3I C．P′＝3P D．P′<3P 【答案】BD 【解析】S斷開，由I＝得U＝IR＝20I，P＝IU.S合上后，若電動機(jī)不轉(zhuǎn)，電路為純電阻電路，這時R總＝＝ Ω， I′＝＝3I，P′＝3IU＝3P.而現(xiàn)在是電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電路不是純電阻電路．所以I′<3I，P′<3P.A、C錯，B、D正確． 9．下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機(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．電動機(jī)的輸入功率為576 W B．電動機(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 【答案】AD 【解析】電動機(jī)的輸入功率P入＝UI＝48 12 W＝576 W，故選項(xiàng)A正確．電動機(jī)正常工作時為非純電阻元件，不能用歐姆定律求內(nèi)電阻，故選項(xiàng)B錯誤．電動車速度最大時，牽引力F與阻力f大小相等，由P出＝fvmax得f＝＝ N＝63 N，故選項(xiàng)C錯誤，D正確． 10.如圖7所示，四個相同的表頭分別改裝成兩個電流表和兩個電壓表．電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路，則(　　) 圖7 A．電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù) B．電流表A1的偏轉(zhuǎn)角小于電流表A2的偏轉(zhuǎn)角 C．電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù) D．電壓表V1的偏轉(zhuǎn)角等于電壓表V2的偏轉(zhuǎn)角 【答案】AD 【解析】電流表的改裝，是把靈敏電流計(jì)的表頭與分流電阻并聯(lián)而成，電流表A1的量程大于A2的量程，說明電流表的內(nèi)阻RA1RV2，圖中改裝后的兩個電壓表串聯(lián)，說明通過它們的電流相等，V1的偏轉(zhuǎn)角等于V2的偏轉(zhuǎn)角，C錯，D對． 11．如圖8所示，A為一穩(wěn)壓管，它的作用是保證DE兩端的電壓UDE恒定不變，當(dāng)流過穩(wěn)壓管的電流在5 mA和40 mA之間時，UDE就穩(wěn)定在10 V，R2為一可變電阻，它的最小值為500 Ω，最大值為無窮大(即斷路)．設(shè)電源電壓U＝20 V，則當(dāng)R2變化時，為使UDE穩(wěn)定在10 V，R1可取下列幾個電阻值中的(　　) 圖8 A．100 Ω B．200 Ω C．300 Ω D．400 Ω 【答案】CD 【解析】R1兩端的電壓為10 V，干路中最大的電流為40 mA，解得R1＝250 Ω，干路中最小的電流為5 mA＋20 mA＝25 mA，解得R1＝400 Ω，所以250 Ω≤R1≤400 Ω，C、D項(xiàng)符合． 三、非選擇題 12．國慶群眾游行隊(duì)伍中的彩車，不僅氣勢磅礴而且還是一輛電動車，充一次電可以走100公里左右．假設(shè)這輛電動彩車總質(zhì)量為6.75103 kg，當(dāng)它勻速通過天安門前500 m的檢閱區(qū)域時用時250 s，驅(qū)動電機(jī)的輸入電流I＝10 A，電壓為300 V，電動彩車行駛時所受阻力為車重的0.02倍．g取10 m/s2，不計(jì)摩擦，只考慮驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求： (1)驅(qū)動電機(jī)的輸入功率； (2)電動彩車通過天安門前500 m的檢閱區(qū)域時牽引電動彩車前進(jìn)的機(jī)械功率； (3)驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻和機(jī)械效率． 【答案】(1)3 000 W　(2)2 700 W　(3)3 Ω　90% 【解析】(1)驅(qū)動電機(jī)的輸入功率 P入＝UI＝300 V10 A＝3 000 W. (2)電動彩車通過天安門前的速度 v＝＝2 m/s 電動彩車行駛時所受阻力為f＝0.02mg＝0.026.7510310 N ＝1.35103 N 電動彩車勻速行駛時F＝f，故電動彩車通過天安門前時牽引電動彩車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)＝Fv＝2 700 W. (3)設(shè)驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻為R，由能量守恒定律得 P入t＝P機(jī)t＋I(xiàn)2Rt 解得驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻R＝3 Ω 驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械效率η＝100%＝90%. 13．一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表： 規(guī)格 后輪驅(qū)動直流電動機(jī) 車型 26″電動自行車 額定電壓下的輸出功率 110 W 整車質(zhì)量 30 kg 額定電壓 36 V 最大載重 120 kg 額定電流 3.5 A 質(zhì)量為M＝70 kg的人騎此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車和人總重的0.020倍．若取g＝10 m/s2，那么在此人行駛的過程中，則：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)此車的電動機(jī)在額定電壓下正常工作的效率有多高？ (2)在電動機(jī)以額定功率提供動力的情況下，此人騎車行駛的最大速度為多大？ (3)假設(shè)電動機(jī)正常工作時，損失的功率有80%是由于電動機(jī)繞線電阻生熱而產(chǎn)生的，則電動機(jī)的繞線電阻為多大？ 【答案】(1)87%　(2)5.5 m/s　(3)1.0 Ω 【解析】(1)電動機(jī)的額定功率為 P額＝UI＝363.5 W＝126 W 電動機(jī)的效率為 η＝100%＝100%≈87%. (2)電動車所受的阻力為 f＝0.020(M＋m)g＝0.020(70＋30)10 N＝20 N 以最大速度行駛時牽引力等于阻力，牽引力為 F＝f＝20 N 由功率計(jì)算式P出＝Fv＝fvm 解得電動車行駛的最大速度為 vm＝＝ m/s＝5.5 m/s. (3)電動機(jī)損失的功率為 P損＝P額－P出＝126 W－110 W＝16 W 電動機(jī)繞線電阻生熱的功率為 P熱＝80%P損＝12.8 W 由電功率公式得P熱＝I2R 解得電動機(jī)繞線電阻為 R＝≈1.0 Ω.