配套K122019高考物理一轮复习第七章恒定电流学案(2)

小初高试卷教案类

B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2

U1

I2－I1

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小

[解析] I-U图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A正确；对应P点，小灯泡的电阻为R＝≠

U1U1

，B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝I2U1，此值恰为图中矩

I2I2－I1

形PQOM所围面积的大小，D正确。

[答案] ABD [易错提醒]

(1)伏安特性曲线中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数。

(2)无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R＝计算。

[集训冲关]

1.(2018·镇江模拟)如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( )

A．a代表的电阻丝较粗 B．b代表的电阻丝较粗

C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比

解析：选B 图线的斜率表示电阻的倒数，故Ra>Rb，C错误；由R＝ρ知a的横截面积较小，A错误，B正确；由图像知导体的电阻与电压无关，D错误。

2.[多选]某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点。则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中正确的是( )

A．图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线 B．图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线 C．图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值 D．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等

UIlSK12小学初中高中

小初高试卷教案类

解析：选BD 小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流增大，阻值也随着增大，所以图中b是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知，热敏电阻的温度随着通电电流增大，其阻值会逐渐减小，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线，故A错误，B正确；两图线的交点M，表示此状态两元件的电压和电流相同，由欧姆定律可知此时两者阻值相同，功率也相同，故C错误，D正确。

3.[多选]我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则( )

A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tan β C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0 D．在A点，白炽灯的电阻可表示为

解析：选CD 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为tan β或tan α，故B错误，D正确；在A点，白炽灯的功率可表示为

U0

I0

U0I0

U0I0，C正确。

突破点(四) 电功、电功率及焦耳定律

纯电阻电路与非纯电阻电路的比较

实例 纯电阻电路 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等 非纯电阻电路 电动机、电解槽、日光灯等 电功与电热 电功率与热功率 U2W＝UIt，Q＝IRt＝t R2W＝UIt，Q＝I2Rt W>Q W＝Q U2P电＝UI，P热＝IR＝， R2P电＝UI，P热＝I2R，P电>P热 P电＝P热 [典例] 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： K12小学初中高中

小初高试卷教案类

(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？ [思路点拨]

(1)当电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律求其内电阻。

(2)当电动机正常工作时，转子突然被卡住，其电流不等于I2＝1.0 A，此时发热功率由

U2

P＝计算。

r[解析] (1)当U1＝0.3 V，I1＝0.6 A时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为r＝＝0.5 Ω。当U2＝3.0 V，I2＝1.0 A时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为P出＝U2I2－I2r＝2.5 W。

2

U1I1

U22

(2)当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为P热＝＝18 W。

r[答案] (1)2.5 W (2)18 W [方法规律]

(1)在任何电路中，P电＝UI、P热＝IR、W＝UIt、Q＝IRt都适用。

(2)处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”找等量关系求解。

2

2

U2

(3)在非纯电阻电路中，t既不表示电功也不表示电热，是没有意义的。

R[集训冲关]

1.如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的

示数分别是I＝5.0 A和U＝110 V，重物P上升的速度v＝0.70 m/s。已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m＝45 kg。下列说法正确的是( )

A．电动机消耗的电功率为550 W B．细绳对重物做功的机械功率为325 W C．电动机输出的功率为400 W D．电动机线圈的电阻为5 Ω

解析：选A 根据电功率关系式有：P电＝UI＝5×110 W＝550 W，故电动机消耗的功率为550 W，故A正确；以物体为研究对象，由于物体匀速上升，有：

F－mg＝0 P＝Fv ① ②

联解①②，代入数据得：P＝315 W；故细绳对重物做功的机械功率为315 W，故B错误；K12小学初中高中

小初高试卷教案类 电动机输出的功率P机＝

315

＝＝450 W，故C错误；根据功能关系有： 70%0.7

③ ④

P机

P电＝P机＋P热 P热＝I2R 联解③④，代入数据得：R＝4 Ω，故D错误。

2.(2018·启东期末)如图所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R＝4 Ω，电动机的内阻r＝1 Ω，恒定电压U＝12 V。当S1闭合、S2断开时，电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，电流表A示数为I2＝5 A；求：

(1)I1示数及电炉子发热功率各多大？ (2)电动机的输出功率是多少？

UU12 V

解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I＝得：I1＝＝＝3 A，其发热功率

RR4 Ω

为：PR＝UI1＝12×3 W＝36 W。

(2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为：I3＝I2－I1＝2 A，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI3＝P＋I3r，代入数据解得：P＝20 W。

答案：(1)3 A 36 W (2)20 W

生活中的用电器

生活中，人们在家中会使用很多用电器，如电饭锅、空调、冰箱、电风扇、电吹风等，这些用电器有的可以视为纯电阻，有的则不是纯电阻，请结合以下各题自主领悟：

1．一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 Ω

B．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 W

C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×10 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×10 J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍

解析：选C 由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能 W1＝UI1t＝6.6×10 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min 内消耗的电能 W2＝UI2t＝6.6×10 J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功

3

4

4

3

2

UI1

UI2

K12小学初中高中

小初高试卷教案类

率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。

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

U2U2

解析：选D 根据公式Q＝t可知，煮沸一壶水所需的热量为Q＝t0，当电压变为原来

RR1

的时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t0，A、B错误；当电压变为原来的21

时，时间要变为原来的16倍，即16t0，C错误，D正确。 4

3．[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 载重 最大行驶速度 A．电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N

解析：选AD 电动机的输入功率为P入＝UI＝48×12 W＝576 W，A正确；电动机的发热502

功率为Q＝Ir＝P入－P出，代入数据解得：r＝1.6 Ω，B错误；由v大＝20 km/h＝ m/s，

9根据P出＝Fv大解得F＝63 N，且当该车速度最大时，F＝f＝63 N，故C错误，D正确。

[反思领悟]

分析生活中的用电器问题的两条思路

1．了解用电器的结构，含有电动机且正常工作的为非纯电阻；不含电动机或含电动机但电动机不转的则为纯电阻。

2．从能量转化角度来区分，如消耗的电能全部转化为电热则为纯电阻；如消耗的电能有一部分转化为其他能量，则为非纯电阻。

40 kg 75 kg 20 km/h 额定电压 额定电流 额定输出功率 48 V 12 A 350 W K12小学初中高中

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