高二物理上学期期中期末必考点12部分电路能量分析（原卷Word版）.docx

高二物理上学期期中期末必考点必考点12 部分电路能量分析题型一 纯电阻元件例题1 额定电压都是110 V、额定功率PA＝110 W和PB＝40 W的两盏电灯，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(　　)例题2 (多选)如图所示的甲、乙、丙、丁四种电路中，合上开关S后，滑片P由a向b滑动，则(　　)A．在甲中灯泡L的功率一直变大B．在乙中灯泡L的功率先变小后变大C．在丙中灯泡L的功率先变小后变大D．在乙中灯泡L的功率先变小后变大例题3．如图甲，电路中电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关闭合后，下列说法中正确的是(　　)A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875 ΩC．L3的电功率约为0.75 WD．L2和L3的总功率约为3 W【解题技巧提炼】1．不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R.2．对于纯电阻电路：P电＝P热，IU＝I2R＝，I＝(欧姆定律适用)．题型二 非纯电阻元件例题4 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率各是多少？例题5 (多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械能损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA.电动机的输入功率为576 WB．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N例题6 (多选)如图所示，闭合开关S后，电动机两端的电压为60 V，电动机恰好正常工作，此时质量m＝10 kg的物体以v＝1 m/s的速度被匀速提升，理想电流表的示数为2 A．重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力．下列说法正确的是(　　)A．电动机的内阻为30 ΩB．电动机的内阻为5 ΩC．电动机的发热功率为100 WD．电动机正常工作的效率为83.3%【解题技巧提炼】1．不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R.2．对于非纯电阻电路：P电＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他，I≠(欧姆定律不适用)．题型一 纯电阻元件1.[多选]在如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为10 Ω。

当开关S闭合后(　　)A．L1的电阻为1.2 ΩB．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为5 ΩD．L2消耗的电功率为0.1 W题型二 非纯电阻元件2.电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2.则(　　)A．I1＜I2 B.＞ C.＝ D.＜3．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，理想电压表示数UV＝110 V．试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)4．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是(　　)A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍1．[多选]锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在等电子产品中。

现用充电器为一锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，电池的内阻为r，下列说法正确的是(　　)A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为×100%2．为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一电热水壶接在220 V的电源两端，经时间t0电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响则(　　)A．如果将电热水壶接在110 V的电源两端，需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断 B．如果将电热水壶接在110 V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断C．如果将电热水壶接在55 V的电源两端，需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断D．如果将电热水壶接在55 V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断3．有一小型直流电动机，把它接入U1＝0.3 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1＝0.6 A；若把电动机接入U2＝3.0 V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A，求：(1)电动机正常工作时的输出功率是多少？(2)如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？4.[多选]如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升，已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则(　　)A．电源内阻r＝－RB．电源内阻r＝－－RC．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小5、[多选]下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。

若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA．电动机的输入功率为576 WB．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N参考答案题型一 纯电阻元件例题1 答案　C解析　由P＝和已知条件可知RA110 V，B灯烧毁两灯不能正常发光；对于B电路，由于RA110 V，B灯烧毁；对于C电路，B灯与变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能有UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光；对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光；比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功率为(IA－IB)×110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(IA＋IB)×110 V，所以C电路消耗电功率最小．例题2 答案　AB解析　题图甲中电路闭合开关S后，滑片P由a向b滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则总阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，通过灯泡L的电流增大，消耗的功率变大，故A正确；题图乙中电路闭含开关S后，其变阻器Pa和Pb部分并联，当滑片P由a向b滑动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值先增大后减小，所以电路中的电流先减小后增大，灯泡在干路上，通过灯泡的电流也是先减小后增大，所以灯泡消耗的功率先减小后增大，故B正确；题图丙中电路闭合开关S后，滑片P由a向b滑动过程中，电路中的总电阻减小，所以电路中的电流一直增大，则灯泡消耗的电功率一直增大，故C错误；题图丁中电路闭合开关S后，当滑片P由a向b滑动过程中，灯泡两端电压一直增大，所以灯泡消耗的功率一直增大，故D错误．例题3．解析：选B　由图像可知，灯泡两端的电压变化时，灯泡的电阻发生变化，L2和L3的串联电阻并不是L1电阻的两倍，根据欧姆定律知L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；由于不计电源内阻，所以L2和L3两端的电压均为1.5 V，由题图乙可知此时灯泡中的电流为I＝0.8 A，电阻R＝＝1.875 Ω，B正确；L3的电功率P＝UI＝1.5×0.8 W＝1.2 W，C错误；L2和L3的总功率P′＝2P＝2.4 W，D错误。

题型二 非纯电阻元件例题4 答案　(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3%　(3)11 A　2 420 W　2 420 W解析　(1)因为P入＝IU所以I＝＝ A＝0.3 A.(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为P内＝I2R＝0.32×20 W＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率为P机＝P入－P内＝66 W－1.8 W＝64.2 W电动机的效率为η＝×100%＝×100%＝×100%≈97.3%.(3)电风扇的扇叶被卡住后通过电动机的电流I′＝＝ A＝11 A电动机消耗的电功率P＝I′U＝11×220 W＝2 420 W.电动机的发热功率P内＝I′2R＝112×20 W＝2 420 W.例题5 答案　AD解析　由于U＝48 V，I＝12 A，则P＝IU＝576 W，故选项A正确；因P入＝P出＋I2r，r＝＝ Ω≈1.57 Ω，故选项B错误；由P出＝Fv＝Ffv，得F＝Ff＝63 N，故选项C错误，D正确．例题6 答案　BD解析　由公式P＝UI＝mgv＋I2r，解得r＝5 Ω，选项A错误，B正确；电动机的发热功率P1＝I2r＝20 W，选项C错误；电动机正常工作的效率η＝×100%≈83.3%，选项D正确．题型一 纯电阻元件1.解析：选BC　L1两端的电压为U＝3 V，由题图乙得此时的电流为I＝0.25 A，灯泡电阻R1＝＝12 Ω，A错误；L1消耗的功率P＝UI＝3×0.25 W＝0.75 W，B正确；若L2的电阻为5 Ω，则根据串联电路中电压与电阻成正比，可知此时L2两端的电压为1 V，由题图乙可求得此时L2中的电流为0.2 A，则L2的阻值为R2＝＝ Ω＝5 Ω，与假设一致，C正确；此时L2消耗的电功率P′＝U′I′＝1×0.2 W＝0.2 W，D错误。

题型二 非纯电阻元件2.答案　D解析　电动机和小电珠串联接入电路，故I1＝I2，A错误；电动机是非纯电阻用电器，满足I2＜，小电珠是纯电阻用电器，满足I1＝，又I1＝I2，故＜，可得＜，D正确．3．答案　(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg解析　(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝(160－110)V＝50 V，流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A，即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A.(2)电动机的电压UM＝UV＝110 V，输入电动机的电功率P电＝IMUM＝550 W.(3)电动机的发热功率P热＝IM2r＝20 W，电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W，又因P出＝。