2021届高三大题优练6 电功 电功率 教师版.docx

《2021届高三大题优练6 电功 电功率 教师版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高三大题优练6 电功 电功率 教师版.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、例1如图甲所示是一种家用电熨斗的原理图（额定电压为220 V），R0是定值电阻，R是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响；(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W，温度最高时的耗电功率为484 W，求R0的阻值及R的阻值变化范围；(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20 的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220 ，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？【解析】(1)温度最低档，即温度最高档，即解得：R0100 ，Rmax300 所以变阻器阻值范围是0到300 。(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差t220

2、20 200 由图像知电熨斗每秒钟散发的热量q440 J，要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P440 W由解得R10 所以应将R调至10 。例2电动轿车是未来小轿车发展的趋势，某轻型电动轿车，质量(含载重) m200 kg，蓄电池组电动势E200 V，内阻r0.05 ，直接对超导电动机(线圈为超导材料，电阻为零)供电，供电电流I100 A，电动机通过传动效率90的传动装置带动车轮转动。保持电动机功率不变，假设轿车在运动过程中所受摩擦及空气阻力大小之和恒为f653 N，g10 m/s2。(1)若轿车在6 s内由静止在水平路面上加速到v72 km/h，则这6 s内轿车的位移大小为多少？(

3、2)已知某斜坡路面的倾角为，轿车所受摩擦及空气阻力大小不变，则轿车在上坡过程中能达到的最大速度为多少？(sin 0.2585)【解析】(1)电源输出电压：电动机功率：由动能定理：解得：。(2)当轿车加速度a0时，速度达到最大，此时轿车牵引力： 又解得：。1如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r0.8 ，电路中另一电阻R10 ，直流电压U160 V，电压表示数UV110 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v1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URU

4、UV(160110)V50V流过电阻R的电流IRA5A即通过电动机的电流，IMIR5A。(2)电动机的分压UMUV110V输入电动机的功率P电IMUM550W。(3)电动机的发热功率P热Ir20W电动机输出的机械功率P出P电P热530W又因P出mgv，所以m53kg。2利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E6 V，电源内阻r1 ，电阻R3 ，重物质量m0.10 kg，当将重物固定时，理想电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求：(不计摩擦，g取10 m/s2) (1)串联入电路的电动机内阻；(2)重物匀速上升时的速

5、度大小；(3)匀速提升重物3 m需要消耗的电能。【解析】(1)当将重物固定时，电压表的示数为5V，则根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为IEUr6511A电动机的电阻RMUIRI51×312。(2)当重物匀速上升时，电压表的示数为U5.5V，电路中电流为I'EU'r0.5A电动机两端的电压为UMEI'(R+r)60.5×(3+1)V4V故电动机的输入功率PUMI'4×0.52W根据能量转化和守恒定律得UMI'mgv+I'2R代入解得，v1.5 m/s。(3)匀速提升重物3m所需要的时间tv31.52s则消耗的电能WEI

6、't6J。3如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12 V，电解槽内阻rA2 ，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5 A，且电动机的内阻rM1 ；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4 A。求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的机械效率；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。【解析】(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：RUI11262其发热功率：PI1U12×6W72W(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律：I2UI22rM+P输出所以：I2UI22rMI2U5

7、5;1252×15×1258.3%(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律：P化学I3UI32rA所以：P化学(12×442×2)W16W。4用一个标有“12 V 24 W”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示。(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300 K，求正常发光条件下灯丝的温度。(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？(4)当合上开关后，需要0.5 s灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？计算电流的最大值。【解析】(

8、1)由题图知，正常发光时R8，故电功率为：PU2R122818W(2)由题图知，室温时电阻R1，由TT'RR' 得：TRR'T'81×3002400K(3)电阻的电压为：U20128V电阻的电流为：I'UR1281.5A 串联电路电阻为：RxU'I'81.55.33；(4)闭合开关后，灯丝温度升高，电阻增大，电压不变，因此电流减小；由图示可知，最小电阻为1欧姆，最大电流：IUR最小121A12A。5有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电

9、压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A。则电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？ 【解析】当电动机转子不转时，电动机无机械能输出，故电能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立。当电动机转动时，一部分电能转化成机械能输出，但因线圈有电阻，故又在线圈上产生内能，输入的电功率P电P热P机。接U0.2 V电压时，电动机不转，电流I0.4 A，根据欧姆定律，线圈电阻R0.5 当接U2.0 V电压时，电流I1.0 A，故输入电功率P电UI2.0×1.0 W2.0 W消耗热功率P热I2R1.02×0.5 W0.5

10、 W故输出功率即机械功率P机P电P热(2.00.5) W1.5 W。如果正常工作时转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P热 W8 W6如图所示电路中，R13 ，R26 ，R31.5 ，C20 F，当开关S1闭合、S2断开电路稳定时，电源消耗的总功率P12 W；当开关S1、S2都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率P24 W。求：(1)电源电动势E和内阻r；(2)当S1闭合，S2断开，电路稳定后，电容器所带的电量；(3)当S1、S2都闭合电路稳定时，电源的输出功率及电容器所带的电量。【解析】(1)S1闭合、S2断开电路稳定时，电源消耗的总功率S1、S2都闭合电路稳定时，R1、R2并联，电源消耗的总功率联立解得：E4 V，r0.5 。(2)当S1闭合，S2断开，电路稳定后，外部总电阻干路上总电流电容器两端电压和电阻R2两端电压相同，电容器所带的电荷量。(3)当S1、S2闭合时，外部总电阻干路上总电流电源的输出功率。