《高考备考指南 物理 》课件-第2讲　闭合电路的欧姆定律　电功与电热

第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热(本栏目对应配套训练P70~71)知识巩固练习1.右图是电解硫酸铜溶液装置的示意图.图中电压表示数为U，电流表示数为I，通电时间为t.下列说法正确的是()A.CuSO4溶液中的阳离子向铜板定向移动B.IU是电能转化成化学能的功率C.IUt是这段时间内电路消耗的总电能D.IUt是这段时间内产生的总焦耳热【答案】C【解析】由于铜板接电源的正极，因此CuSO4溶液中的阴离子向铜板定向移动，A错误；该电路是非纯电阻电路，IU是消耗电能的总功率；总电能有一部分转化为化学能，还有一部分产生焦耳热，因此IUt是这段时间内电路消耗的总电能，而I2rt是这段时间内产生的总焦耳热，其余的才转化为化学能，B、D错误，C正确.2.科学家研发出一款超小型风力发电机，其也被称为“郁金香”风力发电机，可以供家庭使用，具有噪音极低、启动风速较小等特点.某个家庭装有“郁金香”风力发电机10台.某日该地区的风速是6m/s，风吹到每台发电机叶片的有效面积为1m2.已知空气的密度为1.2kg/m3，假设该风力发电机能将通过此有效面积内空气动能的40%转化为电能.下列表述符合事实的是()A.每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为1m3B.每秒冲击每台风力发电机叶片的空气动能为259.2JC.每台风力发电机发电的功率为129.6WD.该风力发电机组工作24h，发电量约12.44kW·h【答案】D【解析】每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为V＝SL＝Svt＝6m3，A错误；1s内气流的质量为m＝ρV＝7.2kg，气流的动能为E动＝12mv2＝12×7.2×62J＝129.6J，B错误；1s内风的动能转化的电能为E电＝ηE动＝40%×129.6J＝51.84J，则功率P＝E电t＝51.84W，C错误；该风力发电机组工作24h，发电量为W＝10Pt＝10×51.84W×24h＝12.44kW·h3.(多选)某国产新能源电动车是全球首款搭载“刀片电池”的车型.若该车装配了120块刀片电池，每块刀片电池的容量是200A·h，平均工作电压是3.2V.则下列说法正确的是()A.单块电池充满电后储存的电荷量是200CB.单块电池充满电后储存的电能是640W·hC.若该电动车在某次行驶中平均能耗是13kW·h/100km，则其续航里程是640kmD.若某块电池充电电流是200A，则经过30min可将该电池从其容量的30%充电到80%【答案】BD【解析】单块电池充满电后储存的电荷量是q＝200A·h＝200A·3600s＝7.2×105C，A错误；单块电池充满电后储存的电能为E1＝UIt＝3.2V×200A·h＝640W·h，B正确；该车充满电后储存的电能为E＝120E1＝120×0.64kW·h＝76.8kW·h，则其续航里程s＝76.813×100km≈591km，C错误；若某块电池充电电流为200A，则经过30min可充电量q1＝200A×3060h＝100A·h，即总容量的50%，故可将该电池从其容量的30%充到80%，D4.(多选)在图甲所示的电路中，电源的U－I图像如图乙中的图线a所示，定值电阻R0的U－I图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器Rx的总电阻为1Ω.下列说法正确的是()A.定值电阻R0的阻值为4ΩB.电源的内阻为0.5ΩC.当Rx＝0时，电源输出的功率最大D.当Rx＝0.25Ω时，电源输出的功率最大【答案】BD【解析】由定值电阻R0的U－I图像知其阻值R0＝ΔUΔI＝0.25Ω，A错误；由电源的U－I图像知电源的电动势E＝3V，内阻r＝ΔUΔI＝0.5Ω，B正确；当Rx＋R0＝r，即Rx＝0.25Ω5.(2023年湖北模拟)如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝4Ω，R0＝2Ω，直流电动机内阻RM＝1Ω.当闭合S和S1，断开S2，调节滑动变阻器R1为某值时，可使电源输出功率最大；闭合S，S2，断开S1，调节R2为某值时，可使电源的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(电动机额定输出功率P0＝4.5W).则下列判断正确的是()A.电动机额定电流I＝2AB.电动机两端电压UM＝3VC.满足题意的R1、R2值分别为R1＝2Ω，R2＝6ΩD.满足题意的R1、R2值分别为R1＝2Ω，R2＝1Ω【答案】D【解析】根据电路规律可知当I＝E2r时电源的输出功率P输最大，即此时有I＝128A＝1.5A，同时有PM输＝UMI－I2RM＝P0，解得UM＝4.5V，A、B错误；根据前面分析可得R1＝4Ω－2Ω＝2Ω，由闭合电路欧姆定律有R2I＋UM＋Ir＝E，解得R2＝1Ω，C错误，6.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R.将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作.下列说法正确的是()A.电动机消耗的总功率为I2RB.电动机消耗的热功率为UC.电源的输出功率为EID.电源的效率为1－Ir【答案】D【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A错误.电动机消耗的热功率为I2R，B错误.电源的输出功率为UI，C错误.电源的效率为IE－I2rIE＝1－综合提升练习7.(2023年江苏模拟)在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5，0.75)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0，0).用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知()A.电源电动势为2.0VB.电源内阻为0.5ΩC.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5ΩD.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125W【答案】D【解析】根据题意，由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，代入题中数据有0.75＝E－1.5r；0＝E－2.0r，解得E＝3.0V，r＝1.5Ω，A、B错误；根据题意可知，当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为0.75V，流过灯泡的电流为1.5A，由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为RL＝UI＝0.5Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为P＝UI＝1.125W，C错误，D正确8.(多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r.闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI；电流表的示数为I时，电容器的带电荷量为Q.在这个过程中，下列图像正确的是()ABCD【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E－I(R1＋r)得ΔU＝ΔI(R1＋r)，解得ΔUΔI＝R1＋r不变，A错误，B正确.在滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I增大，电阻R1两端电压增大.根据Q＝U'C＝CR1I可知，Q－I图像是过原点的倾斜直线，C错误，9.在图甲所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，定值电阻R＝4Ω.滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示.下列说法正确的是()A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2＝2WB.图乙中R1＝6Ω，R2＝12ΩC.滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗功率也最大D.调整滑动变阻器RP的阻值可以使电源的输出电流达到2A【答案】B【解析】由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为Pm＝E24r.把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当RP＝R1＝R＋r＝6Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2＝E24(R＋r)＝1.5W，A错误.滑动变阻器的阻值为3Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等，有ERP＋R＋r2RP＝ER2＋R＋r2R2，解得R2＝12Ω，B正确.当电路中电流最大即RP＝0时定值电阻R消耗的功率最大，C错误.当滑动变阻器RP的阻值为010.某地要把河水抽高20m进入蓄水池.用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作，工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).解：(1)设电