专题29 纯电阻电路和非纯电阻电路-2019高考物理一轮复习专题详解

专题29 纯电阻电路和非纯电阻电路-2019高考物理一轮复习专题详解

知识回顾 ‎1.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特征 电路中只有电阻元件 除电阻外还有能把电能转为其他形式能量的用电器 欧姆定律 遵循欧姆定律 不遵循欧姆定律 能量转化 电流做功转化为电热 电流做功除转化为电热外还有其他形式的能量 元件举例 电阻、电炉丝 电动机、电解槽 电功和电热 ‎ ‎ ‎ ‎ 电功率和热功率 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎2.电动机的三个功率及关系 输入功率 电动机的总功率由电动机电路中的电流和电压决定，即 ‎ 输出功率 电动机做有用功的功率，也叫机械功率 热功率 电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率 三者关系 ‎ ‎ 效率 ‎ ‎ 说明 ‎（1）正常工作的电动机是非纯电阻 ‎（2）电动机 因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件 例题分析 例1.如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)‎ A． 电解槽消耗的电功率为120 W B． 电解槽的发热功率为60 W C． 电解槽消耗的电功率为60 W D． 电路消耗的总功率为60 W ‎【答案】C 例2.A、B为“220 V　100 W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220 V　40 W”的两盏相同的灯泡.现将四盏灯泡接成如图所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD.则实际功率的大小关系为(　　)‎ A． PA＝PB，PC＝PD B． PA＝PD＞PB＝PC C． PD＞PA＞PB＞PC D． PB＞PC＞PD＞PA ‎【答案】C ‎【解析】根据R＝得，RA＝RB＜RC＝RD.由电路图知，UB＝UC，根据P＝知PB＞PC；因为IA＝ID，根据P＝I2R知，PD＞PA.A、D电流大于B、C电流，由P＝I2R知，PA＞PB，PD＞PC，所以PD＞PA＞PB＞PC.‎ 专题练习 ‎1.某电炉的电阻是100 Ω，通电10 s产生的热量是4×103 J，那么，通过这个电炉的电流强度是（ ）‎ A． 4 A B． 40 A C． 2 A D． 20 A ‎【答案】C ‎【解析】R=100 Ω，t=10 s，Q=4×103 J；根据公式Q=I2Rt得，，电流为：I=2 A，故选C ‎2.把家用电炉的电热丝剪去一小段后继续使用，则在同样的时间内(　　)‎ A． 由Q＝I2Rt可知，电炉的发热量减少 B． 由Q＝UIt可知，电炉的发热量不变 C． 由Q＝t可知，电炉的发热量增大 D． 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】因家用电路U＝220 V不变，则由Q＝t可知R减小，Q将增大。‎ ‎3.下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min 产生的热量为(　　)‎ A． 1.80×103 J B． 1.10×104 J C． 1.32×104 J D． 1.08×105 J ‎【答案】D ‎4.把有一定长度的电炉丝的两端接到220 V的电路中，用它来煮沸一壶水，若把两个电阻值为上述电阻一半的电炉丝并联在电路中，再接到同样电路中，仍用它来煮沸一壶同样的水，前后比较哪次更快将水煮沸(　　)‎ A． 前者快 B． 后者快 C． 二者一样快 D． 无法确定 ‎【答案】B ‎【解析】开始时Q＝t，t＝‎ 若把两个电阻值为上述电阻一半的电炉丝并联在电路中，电路中电阻为R′＝‎ 故煮沸一壶水所需时间为t′＝，t′＜t，故后者水煮沸快 ‎5.在图所示电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0.则以下判断中正确的是（　　）‎ A． 电动机的输出功率为14 W B． 电动机两端的电压为7.0 V C． 电动机产生的热功率4.0 W D． 电源输出的电功率为24 W ‎【答案】B ‎6.额定电压都是110 V、额定功率PA=110 W和PB=40 W的电灯两盏，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（　　）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎【答案】C ‎7.在如图所示的电路中，R1＝R3P1>P4>P3‎ C． P2>P1>P3>P4 D． P1>P2>P3>P4‎ ‎【答案】C ‎【解析】R1、R2中电流相等，R2的电阻大，功率大，R3、R4的总电阻小于R1，其总功率也小于R1的功率，R3、R4并联，电阻小的功率大，因此R3的功率比R4的功率大．‎ ‎8.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是(　　)‎ A． P甲＝P乙 B． P甲＝3P乙 C． P乙＝3P甲 D． P乙>3P甲 ‎【答案】B ‎【解析】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲 ‎＝12×3I＝36I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12×I＝12 I，故有P甲＝3P乙，B正确 ‎11.(多选)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷风或热风．已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W．关于该电吹风，下列说法正确的是(　　)‎ A． 电热丝的电阻为55 Ω B． 当开关S2闭合、S1断开时，电吹风吹出冷风 C． 当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J D． 当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J ‎【答案】AB ‎12.如图所示，A、B、C为三个通电导体的I－U关系图象.由图可知(　　)‎ A．三个导体的电阻关系为RA＞RB＞RC B．三个导体的电阻关系为RA＜RB＜RC C．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是2.5 A D．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是40 A ‎【答案】BC ‎13.(多选)将阻值为R的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过R的电流I间的关系图象中正确的是(　　)‎ A．　　　　‎ B．‎ C．　　　　‎ D．‎ ‎【答案】CD ‎【解析】电阻的阻值不随U、I的变化而改变，但电流I与电压U成正比，C、D正确 ‎14.(多选)下图是电阻R的I－U图线，图中α＝45°，由此得出(　　)‎ A．通过电阻的电流与两端电压成正比 B．电阻R＝0.5 Ω C．因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0 Ω D．在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C ‎【答案】AD ‎【解析】由于I－U图线为一过原点的直线，所以A对．由R＝得R＝＝2 Ω，B不对．由于两坐标单位长度取值不同，不能用公式R＝＝1.0 Ω来计算，故C不对．当U＝6 V时，I＝＝3 A，由q＝It可知每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C，D对．‎ ‎15.(多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知(　　)‎ A．该导体的电阻随电压的升高而增大 B．该导体的电阻随电压的升高而减小 C．导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω ‎【答案】AD ‎16.(多选)某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I－U图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲的元件可以作为标准电阻使用 B．图乙的电阻随电压升高而增大 C．图丙的电阻随电压升高而增大 D．只有图乙才是可能的 ‎【答案】AB ‎【解析】由图象可知甲元件的电阻不变，乙元件的电阻随电压U的增大而增大，丙元件的电阻随电压U的增大而减小，故A、B正确。‎ ‎17.(多选)某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．加5 V的电压时，导体的电阻约是5 Ω B．加11 V的电压时，导体的电阻约是1.4 Ω C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小 D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小 ‎【答案】AD ‎18.一段电阻丝，通以大小、方向均不变的电流，若10 s内通过的电荷量为20 C，产生的热量为200 J，求：‎ ‎(1)通过电阻丝的电流；‎ ‎(2)该电阻丝的电阻R.‎ ‎【答案】(1) 2 A　(2)5 Ω ‎【解析】(1)由 I＝q/t 得I＝2 A ‎(2)由Q＝I2Rt 得R＝5 Ω ‎19.用一台电动机来提升重500 N的重物，当接入110 V电压时，电动机工作时的电流是5 A，已知电动机线圈电阻是2 Ω，不计一切阻力，取g=10 m/s2， 若物体从静止起动，且电流电压保持不变.求：‎ ‎（1）重物上升的最大速度；‎ ‎（2）若达到这个速度历时2 s，求此过程中物体上升的高度.‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（1）由功能关系可知： ‎ 由功率公式可得： ‎ 联立解得： .‎ ‎（2）根据功能关系可得： ，解得：‎ ‎20.如图所示,电阻R1=8 Ω，电动机绕组电阻R0=2 Ω，当开关S断开时，电阻R1消 耗的电功率是2.88 W；当开关S闭合时,电阻R1消耗的电功率是2 W。若电源的电动势为6 V，求开关S闭合时,电动机输出的机械功率。‎ ‎【答案】1.5W ‎21.如图所示，电源电动势E=14 V，内电阻r=1 Ω，小灯泡标有“2 V 4 W”字样，‎ 电动机M的内阻r=0.5 Ω，当滑动变阻器的阻值R调到1 Ω时，电灯和电动机均能正常工 作．求：‎ ‎（1）电动机两端的电压；‎ ‎（2）电动机输出的机械功率；‎ ‎（3）电路消耗的总功率．‎ ‎【答案】（1）8V （2）14W （3）28W ‎22.如图所示，A为电解槽，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为6 A；当S2闭合、S1断开时，电流表的示数为4 A，求：(电流表内阻不计)‎ ‎(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？‎ ‎(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？‎ ‎【答案】(1)2 Ω　72 W　(2)16 W ‎【解析】(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得I1＝，则R＝＝＝2 Ω，其发热功率为：PR＝UI1＝12×6 W＝72 W.‎ ‎(2)电解槽为非纯电阻元件，发热功率为：P热＝IrA＝42×2 W＝32 W，总功率为：P总＝UI2＝12×4 W＝48 W，故电能转化为化学能的功率为：P化＝P总－P热＝(48－32) W＝16 W.‎