專題11純電阻電路與非純電阻電路模型

模型講解

1.純電阻電路與非純電阻電路

(1)純電阻電路：電流通過(guò)純電阻電路做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能。

(2)非純電阻電路：含有電動(dòng)機(jī)或電解槽等的電路稱為非純電阻電路。在非純電阻電路中，電流做功將電能

除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其他形式的能。例如電動(dòng)機(jī)產(chǎn)總=P出+尸熱。

2.純電阻電路和非純電阻電路的比較

純電阻電路非純電阻電路

舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動(dòng)機(jī)、電解槽

能量轉(zhuǎn)化情況

少=0+￡其他

電功和電熱的關(guān)系W=Q即IUt=PRt

UIt=PRt+E其他

電功率和熱功率的關(guān)P=P熱P—P熱+P其他

系即/U=/2R即/。=/氏+尸其他

歐姆定律是否成立U=IR,1=—,成立U>IR,K-,不成立

RR

W=UIt、尸電適用于任何電路計(jì)算電功和電功率

Q=FRt、P熱=尸尺適用于任意電路計(jì)算電熱和熱功率

說(shuō)明

只有純電阻電路滿足少=。，尸電=P熱；非純電阻電路尸電

熱

案例剖析"

【例1】額定電壓都是110V,額定功率尸A=100W,PB=40W的電燈兩盞，若接在電壓是220V的電路

上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是()

AB

A

c

【思路點(diǎn)撥】

(1)兩電燈均正常發(fā)光時(shí)，其電壓必為額定電壓。

(2)滑動(dòng)變阻器消耗的功率最小時(shí)電路總功率就最小。

【答案】C

U2

【解析】對(duì)燈泡有一，可知底＜6，對(duì)于A電路，由于&＜扁，所以53＞以，則有無(wú)＞110

R

V,B燈被燒毀，A錯(cuò)誤；對(duì)于B電路，由于&＞RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于搗，所以?。?/p>

。并，B燈被燒毀，B錯(cuò)誤；對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA,所以可能心=UB=110V,

兩燈可以正常發(fā)光。對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則C7A=C/B=110V,兩燈

可以正常發(fā)光。比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為(〃-4)x110V,而D電路中變阻器功率

為(/A+/B)*H0V,所以C電路消耗電功率最小。

【例2】一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，其線圈的電阻值為0.5。。當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端所加電壓為8V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，

通過(guò)線圈的電流是2A。由此可知()

A.電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為72W

B.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為12W

C.電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率為2W

D.電動(dòng)機(jī)的工作效率為50%

【答案】C

【解析】電動(dòng)機(jī)消耗的電功率尸=。=16W,故A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率尸熱=尸尺=2W,故C

p出

正確；電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率產(chǎn)出=P—P塊=14W,故B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的工作效率〃=-^＜100%=87.5%,

故D錯(cuò)誤。

【例3】掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。若

機(jī)器人電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r,當(dāng)它正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端所加的電壓為U,通過(guò)的電流為/,下列說(shuō)法正

確的是()

u

A./<-

B.經(jīng)過(guò)時(shí)間f,電動(dòng)機(jī)消耗的電能少=；＞/

C.經(jīng)過(guò)時(shí)間t,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q=UIt

D.經(jīng)過(guò)時(shí)間f,電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功少=四

【答案】A

【解析】經(jīng)過(guò)時(shí)間/,電動(dòng)機(jī)消耗的電能少=〃，故B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量。=產(chǎn)〃，故C錯(cuò)誤；

電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功少出=5—尸”，故D錯(cuò)誤；根據(jù)。＜少，得/＜4,故A正確。

r

【例4】某電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖所示，電源的電壓為120V,不計(jì)內(nèi)阻。重物的質(zhì)量加=50kg。當(dāng)電

機(jī)以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度/=5A,重力加速度g=10m/s?,則下列判

斷不正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)消耗功率600W

B.電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率450W

C.電動(dòng)機(jī)線圈電阻為6。

D,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為24。

【答案】D

【解析】電動(dòng)機(jī)消耗功率尸=S=600W,選項(xiàng)A正確，不符合題意；電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率尸機(jī)=?7型=450

W,選項(xiàng)B正確，不符合題意；對(duì)電動(dòng)機(jī)尸一P機(jī)=7V,解得電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r=6C,選項(xiàng)C正確，不符

合題意，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，符合題意。

綜合應(yīng)用

!■

一、單選題

1.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,小燈泡工標(biāo)有“2V、0.4W”，開(kāi)關(guān)S接1,當(dāng)變阻器調(diào)到尺=4。時(shí)，小燈

泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2,小燈泡上和電動(dòng)機(jī)M均正常工作。則（）

E

A.電路中的電流約為0.21A

B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4。

C.電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為IV

D.電源效率約為93.3%

【答案】D

【詳解】A.由于小燈泡與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，此時(shí)二者均正常工作，故電路中的電流與通過(guò)燈泡的電流相等，則

有

=%-=0.2A

T%

A錯(cuò)誤；

BC.設(shè)電源的內(nèi)阻為「，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1,則有

E=U燈+/燈R+4“

解得

r=1Q

現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2,電動(dòng)機(jī)分擔(dān)的電壓

4=E-U燈一勿=0.8V

電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故其內(nèi)阻

%＜學(xué)=4。

BC均錯(cuò)誤；

D.電源的效率

〃二號(hào)匕1。。％=3皿2一。"%00%=93.3%

3x0.2

D正確。

故選D。

2.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)，E=8V,內(nèi)電阻r=l。，小燈泡L1標(biāo)有“3V3W”字樣，小燈泡L?標(biāo)有“2V

4W”字樣，電動(dòng)機(jī)D的內(nèi)阻勺=0.5。,當(dāng)閉合電鍵S,將滑動(dòng)變阻器R的阻值調(diào)到1Q時(shí)，兩燈泡和電動(dòng)

機(jī)均能正常工作。則（）

A.流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為2AB.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為2V

C.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為3.5WD.電源的輸出功率為16W

【答案】C

【詳解】A.由題意可知，兩燈泡和電動(dòng)機(jī)均能正常工作時(shí)，則流過(guò)小燈泡L1的電流為

流過(guò)小燈泡L2的電流為

由串、并聯(lián)電路特點(diǎn)可得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為

/口=/,—/]=2A—1A=1A

故A錯(cuò)誤；

B.小燈泡L1的電阻

則有電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為

UD=A（R1+R）=1X（3+1）V=4V

故B錯(cuò)誤；

C.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為

用入=4/D=4X1W=4W

電動(dòng)機(jī)的熱功率為

4=/^=l2x0.5W=0.5W

則電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為

品出=6-舄=4W-0.5W=3.5W

故C正確；

D.電源兩端電壓為

0=6+4=2V+4V=6V

電源的輸出功率為

均=%=6x2W=12W

故D錯(cuò)誤。

故選Co

3.如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為￡,電源內(nèi)阻為廠，定值電阻R=2r,M為直流電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻也為2r,

電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，理想電壓表讀數(shù)為U則（）

5，

3E4E2

B.電阻R消耗的功率為

10r225r

2E2IE1

C.電源的輸出功率為為——D.電動(dòng)機(jī)M的輸出功率為——

15r45r

【答案】D

【詳解】A.由閉合電路的歐姆定律得電路中的電流為

E-U2E

R+r15r

故A錯(cuò)誤;

B.電阻&消耗的功率為

8E2

PR=FR=

2257

故B錯(cuò)誤；

C.電源的輸出功率為

故c錯(cuò)誤；

D.電動(dòng)機(jī)M的輸出功率為

2

PMib=IU-I-2r=^-

45r

故D正確。

故選D。

4.在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V,燈泡L標(biāo)有“3V6W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻若

燈泡恰能正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是（）

A.流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是5A

B.整個(gè)電路消耗的電功率是10W

C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率6W

D.電動(dòng)機(jī)的效率是80%

【答案】C

【詳解】A.燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為

/="=2A

%

由于電路串聯(lián)，因此流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是2A,故A錯(cuò)誤；

B.整個(gè)電路消耗的功率為

P息=UI=\6W

故B錯(cuò)誤；

C.燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于其額定電壓，故電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為

UM=U-UL=5V

電動(dòng)機(jī)的熱功率為

P=/2%=4W

所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

4=UM/-/2%=6W

故C正確；

D.電動(dòng)機(jī)的效率為

n=^LxlOO%=—xl00%=60%

P入5x2

故D錯(cuò)誤。

故選Co

5.如圖，一充電器對(duì)鋰電池充電電路圖，已知輸出電壓U=3.0V,輸出電流為/=100mA,鋰電池的內(nèi)阻

r=2Qo則在充電時(shí)間為f=lmin的時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法不正確的是（）

A.有18J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.充電過(guò)程中電流做的功為18J

C.該過(guò)程中鋰電池產(chǎn)生的熱量為1.2J

D.該過(guò)程中有16.8J的化學(xué)能儲(chǔ)存在鋰電池中

【答案】A

【詳解】B.充電過(guò)程中電流做的功為

吟m=3.0X0.1X60J=18J

故B正確，不滿足題意要求；

C.該過(guò)程中鋰電池產(chǎn)生的熱量為

Q=I2rt=\2i

故C正確，不滿足題意要求；

AD.根據(jù)能量守恒定律有

UIt=『rt+E化

解得

%=16.8J

可知，有16.8J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，即該過(guò)程中有16.8J的化學(xué)能儲(chǔ)存在鋰電池中，故A錯(cuò)誤，滿足題意

要求；D正確，不滿足題意要求。

故選Ao

6.如圖甲所示的U-/圖像為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線。將此電源與一個(gè)線圈電阻為0.4。的電動(dòng)

機(jī)和“4V,2W”的燈泡串聯(lián)接入電路，如圖乙所示。電動(dòng)機(jī)正常工作，燈泡也正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是

()

A.電源電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻為2.25Q

B.電路中的電流為1A

C.電動(dòng)機(jī)的輸入功率2.25W

D.電動(dòng)機(jī)的輸出功率1W

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)閉合電路歐姆定律

E^U+Ir

結(jié)合圖像的斜率與截距可知

9-5

E=9V,r=------Q=1Q

4

故A錯(cuò)誤；

B.燈泡正常發(fā)光，則有

P

/=—=0.5A

U

故B錯(cuò)誤；

C.電動(dòng)機(jī)的電壓為

UM=E-U-Ir=4.5V電動(dòng)機(jī)的輸入功率

4=tV=2.25W

故C正確;

D.電動(dòng)機(jī)的熱功率

4=/2^=0.1W電動(dòng)機(jī)的輸出功率

。出=為-0熱=2.15W

故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.直流電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，但是電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子還未轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流

很大。為了減小啟動(dòng)電流，保護(hù)用電器，如圖所示，將一線圈電阻為儂的電動(dòng)機(jī)與電阻箱串聯(lián)后接在電源

電動(dòng)勢(shì)E=8V,內(nèi)阻尸的電源兩端，電壓表可以視為理想表，現(xiàn)利用電動(dòng)機(jī)豎直向上牽引一質(zhì)量為機(jī)=O.lkg

的物體，已知重力加速度為g=10m/s2。調(diào)節(jié)電阻箱至7?=17。后，閉合開(kāi)關(guān)S,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物

體以速度v=0.6m/s勻速上升，電壓表示數(shù)為L(zhǎng)/=3.4V,下列說(shuō)法正確的是（）

□tv

A.電動(dòng)機(jī)的線圈電阻加=7。

B.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，其輸入電壓為4.6V

C.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，其輸出功率為6W

D.調(diào)節(jié)電阻箱至R=17。后，閉合開(kāi)關(guān)S,電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流為0.3A

【答案】A

【詳解】C.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定時(shí)，輸出功率為

4=mgv=0.6W

故C錯(cuò)誤；

B.電阻箱的電流為

Z=—=0.2A

R

則電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為

UM=E-U-Ir=^AN

故B錯(cuò)誤;

A.根據(jù)

紹=幾/-/%

可得電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為

木=7。

故A正確；

D.調(diào)節(jié)電阻箱至R=17C后，閉合開(kāi)關(guān)S,電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，可以作為純電阻電路，由歐姆定律可知電動(dòng)機(jī)

的啟動(dòng)電流為

p

1'=------------=0.32A

r+R+rM

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

8.一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在10V的電壓下正常工作，用此電動(dòng)機(jī)提升重力為18N的物體時(shí)，在10s內(nèi)使該物體

在豎直方向上勻速上升了1m,上述過(guò)程中，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.2A。不計(jì)除電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱外的其他

能量損失，則電動(dòng)機(jī)的熱功率為（）

A.0.1WB.0.2WC.0.3WD.0.4W

【答案】B

【詳解】由能量關(guān)系可知，電動(dòng)機(jī)的熱功率

%=W-G-=10x0.2W-^^-W=0.2W

熱t(yī)10

故選B。

9.一船模玩具如圖所示，電池組直接給電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳使船模在水中前進(jìn)。已知電池組的

電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為0.5。，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為0.5。。接通電源船模正常前進(jìn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為

2.5Vo下列說(shuō)法正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為3WB.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2W

C.電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱功率為13.5WD.電池組消耗的總功率為9W

【答案】B

【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律

E=U+Ir

代入題給數(shù)據(jù)解得

/=1A

所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率

p人=UI=25W

輸出功率

電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱的功率為

繪3=0.5W

電池組消耗的總功率為

p=EI=3W

故選B。

10.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)Si、S2后,

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額

定電壓為220V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是

B.電動(dòng)機(jī)的電阻為於一。

C.當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J

D.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1000J

【答案】A

【詳解】A.電機(jī)和電阻并聯(lián)，當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電阻消耗的功率為

P=P熱-P^=1000-120W=880W

由尸=匕可知電熱絲的電阻為

/?

U22202

R=——=-----Q=55Q

P880

故A正確;

B.電機(jī)為非純電阻電路故不能用尸=匕求出阻值；故B錯(cuò)誤；

/?

C.當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲處于斷路狀態(tài)，沒(méi)有電流通過(guò)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為0；故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)M和電熱絲火并聯(lián)，電動(dòng)機(jī)的功率為120W,所以每秒鐘消耗的電能

2=P^Z=120xlJ=120J

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

11.如圖所示，直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U,線圈電阻為R,將它接在電動(dòng)勢(shì)為￡,內(nèi)阻為r的直流電源兩

端時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，其內(nèi)部電路如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是（）

---------@----------

R

Er

----------------'I---------------

TJ〃2

A.電動(dòng)機(jī)的額定電流為入B.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為J

RR

C.電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為（￡一⑺一D.電源的總功率為石二m

rr

【答案】D

【詳解】A.電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器，所以歐姆定律不適用，所以其額定電流不等于二，故A錯(cuò)誤；

B.電路中的電流

rE-U

1=-------

r

則電動(dòng)機(jī)的輸入功率

(E-U)U

埼=。7=

故B錯(cuò)誤;

C.電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為

(E-UYR

P熱=/R

r2

故c錯(cuò)誤；

D.電源的總功率為

r

故D正確。

故選D。

二、多選題

12.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲夫構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)Si、S2后,

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額

定電壓為220V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是

C.當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J

D.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J

【答案】AD

【詳解】AB.根據(jù)題述電吹風(fēng)的額定電壓為220V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W,

可知電熱絲功率為880W,由

7

可得電熱絲的電阻為

_U22202

KD=---Q=55Q

4880

選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

CD.當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為零，當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率為120W,則每

秒鐘消耗的電能為120J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。

故選AD。

13.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為2Q,白熾燈的燈絲電阻&為160,電動(dòng)機(jī)M線圈的

電阻為2Q。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，白熾燈的電功率為4W。若燈絲電阻保持不變，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗可忽略不

B.流過(guò)電動(dòng)機(jī)M的電流為1.5A

C.電動(dòng)機(jī)M輸出的機(jī)械功率為12W

D.電源的總功率為24W

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)

R工

解得燈泡兩端電壓

U=8V

則通過(guò)電源的電流

故A錯(cuò)誤；

B.流過(guò)電動(dòng)機(jī)M的電流為

幾=/-5=L5A

故B正確；

C.電動(dòng)機(jī)M輸出的機(jī)械功率為

4=%-■=7.5W

故C錯(cuò)誤;

D.電源的總功率為

P=E/=12*2W=24W

故D正確。

故選BDo

14.如圖所示簡(jiǎn)易電吹風(fēng)，主要器材有定值電阻出、R?、電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R。已知電動(dòng)機(jī)M額定電壓為

120V,其線圈內(nèi)阻為5Q,電熱絲R=22Q,R/=&=200Q,當(dāng)該電吹風(fēng)接入220V家庭電路中，電動(dòng)機(jī)M恰

好可以正常工作，下列說(shuō)法正確的（）

A.電動(dòng)機(jī)額定功率為100W

B.電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)的機(jī)械效率約為95.8%

C.電熱絲的熱功率1100W

D.開(kāi)關(guān)Si、S2都閉合,30s消耗的電能約為7.26義10勺

【答案】BD

【詳解】A.電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)電流

U220-UM220-120

M-&R]-200x200

Rt+R2200+200

電動(dòng)機(jī)額定功率為

4=UM/M=120W

故A錯(cuò)誤；

B.電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)的機(jī)械效率

殳二4一3:95.8%

PMPM

故B正確；

C.電熱絲的熱功率

u2

PR=-^20.=2200W

RR

故c錯(cuò)誤；

D.開(kāi)關(guān)Si、S2都閉合，總電流

/”/M+/R=/M+3=11A

30s消耗的電能

E="J=220xllx30J=7.26xl04j

故D正確。

故選BD?

15.如圖所示，一手持迷你小風(fēng)扇內(nèi)安裝有小直流電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻為火”，額定電壓為U,額定電流為

/。將它與電動(dòng)勢(shì)為￡、內(nèi)阻為r的直流電源連接，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，則（）

A.U=IRMB.路端電壓為￡一萬(wàn)

C.電動(dòng)機(jī)的熱功率為尸&,D.電源的輸出功率為

【答案】BC

【詳解】A.電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，則不滿足U=選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.由閉合電路的歐姆定律，路端電壓為

U端=E—Ir

選項(xiàng)B正確；

C.電動(dòng)機(jī)的熱功率為

P熱=F

選項(xiàng)C正確；

D,電源的輸出功率為

2

Ptb=EI-Ir=UI

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選BC。

16.如圖所示是某型號(hào)電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲7?構(gòu)成。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V,

吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W,關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是（）

-----------o220Vo---------1

A.電熱絲的電阻為55。

B.若斯、S2閉合，則電吹風(fēng)吹冷風(fēng)

C.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J

D.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的機(jī)械功率為120W

【答案】AC

【詳解】A.電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲消耗的功率

P=4-4=88OW

由夕=一可知

R

U2

R=—=55。

P

故A正確；

B.若跖、S2閉合，電熱絲接入電路，則此時(shí)電熱絲發(fā)熱，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率仍為120W,故每秒鐘消耗的電能為120J,故C正確；

D.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的輸入功率為吹冷風(fēng)時(shí)的功率，即為120W,由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈有電阻，會(huì)產(chǎn)生一定的

熱功率，可知電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的機(jī)械功率小于120W,故D錯(cuò)誤。

故選AC。

17.如圖所示為某品牌的電動(dòng)車，質(zhì)量為加=50kg,人的質(zhì)量也為50kg,電動(dòng)機(jī)正常工作的額定輸入電流

/=10A,額定輸入電壓為48V,電動(dòng)車電池的容量為18000mA山。電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力大小為人和車

總重力的0.05倍：該電動(dòng)車在水平地面上由靜止開(kāi)始以額定功率運(yùn)行f=5s通過(guò)x=15m的距離，速度達(dá)到

v=4m/s,忽略電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦，重力加速度g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）

A.電池能使電動(dòng)機(jī)以額定電流運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間為180分鐘

B.該過(guò)程中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為310W

C.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為1.70

D.電動(dòng)車能達(dá)到的最大速度為9.6m/s

【答案】BC

【詳解】A.電池能使電動(dòng)機(jī)以額定電流運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間為

a18000mA-h.

max=7=—m

故A錯(cuò)誤；

B.由動(dòng)能定理可得

尸/-0.05（加+加人）g.x=；（加+加人）v?

解得

尸=310W

故B正確；

C.根據(jù)

IU=P+I2r

解得驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為

r=1.7Q

故C正確；

D.電動(dòng)車能達(dá)到的最大速度為

%=八*/口~=6.2m/s

0.05（加+機(jī)人）g

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

18.如圖所示的電路中，利用電動(dòng)機(jī)提升重物，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,電源內(nèi)阻r=電阻火=3。，重物

質(zhì)量加=O.lkg。當(dāng)將重物固定時(shí)，電壓表的示數(shù)為5V,當(dāng)重物不固定，電動(dòng)機(jī)最后穩(wěn)定運(yùn)行，重物勻速上

升時(shí)，電壓表的示數(shù)為5.5V,不計(jì)摩擦，g取lOm/s"下列說(shuō)法正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為20

B.重物勻速上升時(shí)，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為2A

C.重物勻速上升時(shí)的速度為1.5m/s

D.重物勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是2W

【答案】AC

【詳解】A.當(dāng)將重物固定時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有機(jī)械能輸出，整個(gè)電路是純電阻電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律可

知，電源內(nèi)電壓為

%=￡-5V=lV

電路中電流為

%1=1A

r

故電動(dòng)機(jī)兩端電壓為

UMI=5VTR=2V

電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為

%_=2Q

故A正確；

B.重物勻速上升時(shí)，電源內(nèi)電壓為

U內(nèi)2=E-5.5V=0.5V

電路中電流為

I2=%=0.5A

r

故B錯(cuò)誤；

CD.重物勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為

UM2=5.5V-/2A=4V

電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為

Li#M=L5W

電動(dòng)機(jī)的牽引力等于重物的重力

F=mg=IN

由

4=^

可得重物勻速上升時(shí)的速度為

v=—=1.5m/s

F

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選ACo

三、解答題

19.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻尸1。，定值電阻凡=1。。閉合開(kāi)關(guān)S后，理想電壓表示數(shù)為2V,

額定功率為9W的燈泡恰能正常發(fā)光。已知電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻兄,=4。，燈泡的電阻保持不變，求：

勺

(1)電源的工作效率；

(2)燈泡的電阻；

(3)電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的機(jī)械功率。

【答案】(1)80%(2)4Q(3)2W

【詳解】(1)電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，設(shè)干路電流為/,則內(nèi)阻分到的電壓

U=/r=^2--r=—xlQ=2V

&1Q

電源的工作效率

F-TT

〃=-------100%=80%

E

(2)燈泡上的電壓

UL=E-Ur-UQ=6V

小燈泡上的電流為

「導(dǎo)冷，5A

小燈泡上的電阻為

人得=黑=4。

(3)電動(dòng)機(jī)上的電流

—磊-3.5A

電動(dòng)機(jī)與燈泡并聯(lián)，則電動(dòng)機(jī)上電壓與燈泡上電壓相等，電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的機(jī)械功率

藩=2W

20.如圖所示，己知電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=4Q,定值電阻用=1.50。電動(dòng)機(jī)的額定電壓U=4.5V,

線圈內(nèi)阻RM=1。?；瑒?dòng)變阻器鳥(niǎo)的阻值范圍為0~7。，求:

(I)閉合開(kāi)關(guān)S、s1；斷開(kāi)s?,當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭置于正中間位置時(shí)，4消耗的功率為多大(結(jié)果可用分式

表示)；

(2)閉合開(kāi)關(guān)S、片，斷開(kāi)S2,當(dāng)此的阻值為多大時(shí)，凡消耗的功率最大;

(3)閉合開(kāi)關(guān)S、S2,斷開(kāi)斯，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電源的輸出功率達(dá)到理論最大值時(shí)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電

動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為多大。

O

【答案】⑴⑵5.50⑶4.5W

【詳解】(1)閉合開(kāi)關(guān)S、s1；斷開(kāi)右，通過(guò)A的電流

i=——-——

R、+7?2+/

定值電阻4消耗的電功率為

2

ED

（凡+&+/）

當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭置于正中間位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器

4=3.5。4消耗的功率

=-w

13

(2)將定值電阻A看做電源內(nèi)阻的一部分，則電源的等效內(nèi)阻

r'=Rx+r=5.5Q

由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值

6=，=5.5。

滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大

(3)電源的輸出功率

2

Ptb=EI-Ir

根據(jù)一元二次函數(shù)知識(shí)解得

F

/=T=1.5A%有最大值電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出功率

2r

2

PM=UI-IRM

解得

&=4.5W

21.如圖所示的電路圖，電源的