1、第4章探究闭合电路欧姆定律4.4电路中的能量转化与守恒一、选择题1、一根电阻丝,通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J。若在相同的时间内通过4 C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()。A.4 V16 JB.8 V16 JC.4 V32 JD.8 V32 J解析:设电阻丝电阻为R,开始所加电压为U1,则W1=q1U1,故U1=4 V;设后来所加电压为U2,产生的热量为W2,则I2=又I1=由得U2=U1=4 V=8 VW2=q2U2=48 J=32 J答案:D2、日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为
2、R1,它与电热丝的电阻R2相串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,通过的电流为I,消耗的电功率为P,则下列选项中正确的是()。A.IUPB.IU=PC.PI2(R1+R2)D.P=I2(R1+R2)解析:根据电功率的定义:P=UI,可知选项B正确;电功率分为三部分:线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为风能的功率。答案:BC3、(2011潍坊高二考试)一只手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时,待机100小时”,则该手机通话和待机消耗的功率分别约为()。A.1.8 W5.410-2 WB.0.6 W1.8 10-
3、2 WC.3.6 W0.108 WD.6.48103 W1.94102 W解析:由题图中所提供的“3.6 V500 mAh ”,根据功和电功率的有关知识,可求通话时消耗的功率为P1=0.6 W,待机时消耗的功率为P2=1.810-2 W。答案:B4、如图所示电路中,R1=R3R2=R4,在ab两端接上电源后,设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4,则它们的大小关系是()。A.P1=P3P1P3P4C.P2P1P4P3D.P1P2P3P4解析:设流过R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4,则:I1=I2=I3+I4故P1=R1P3=R3即:P2P1P3又因为R3P
4、4,即:P2P1P3P4综上所述,本题正确选项为B。答案:B5、已知两电阻R1、R2的IU图线如图所示,把R1、R2并联接到一电源上,R1消耗的功率为6 W,则电源输出的功率是()。A.8 WB.10 WC.15 WD.22 W解析:从题图上得出R1=8 ,R2=12 。并联时,U1=U2,故P1R1=P2R2,得6 W8 =12 P2,所以P2=4 W。答案:B6、如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接,只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2,则下列表述中正确的是()。A.电源输出功率减小B.L1上消耗的功率增大C.通过R1上的电流增大D.通过R3上的电流
5、增大解析:电源不计内阻,其输出电压等于电动势。当闭合S2时,电路的外电阻R变小,电路总电流变大,选项C正确;电源的输出功率P出=,所以电源输出功率应该变大,选项A错误;因并联部分两端的电压U并=E-U1,又闭合S2时U1变大,所以U并变小,L1上消耗的功率变小,通过R3的电流也是变小的,选项B、D错误。答案:C7、如图所示电路中,电源电动势E=10 V,内阻r=0.5 ,电动机的电阻R0=1.0 ,电阻R1=1.5 。电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0 V,求:(1)电源释放的电功率。(2)电动机消耗的电功率;将电能转化为机械能的功率。(3)电源的输出功率。解析:(1)电动机正常工作时
6、,总电流为:I= A=2 A,电源释放的电功率为P释=EI=102 W=20 W。(2)电动机两端的电压为:U=E-Ir-U1=(10-20.5-3)V=6 V电动机消耗的电功率为:P电=UI=62 W=12 W电动机的热功率为:P热=I2R0=221 W=4 W电动机将电能转化为机械能的功率,即为电动机的输出功率,有:P出=P电-P热=(12-4)W=8 W(3)电源的输出功率为:P出=P释-P内=P释-I2r=(20-220.5)W=18 W答案:(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W二、非选择题8、(2011武汉高二考试)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技术参数:规格后轮驱
7、动直流电机车型26电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载量120 kg额定电流3.5 A质量为M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力F阻恒为车和人总重的k=0.02倍。g取10 m/s2。求:(1)此车电机的内阻和正常工作时的效率。(2)在电机正常工作时,人骑车行驶的最大速度。解析:(1)由表可知,电机的输出功率为P出=120 W,额定电压为U0=40 V,额定电流为I0=3.5 A电机正常工作时输入功率为P入=U0I0=403.5 W=140 W所以电机的效率为=100%=100%=85.7%设电机的内阻为r,则由欧姆定律知:P入-P出=r解得r=1.63 (2)设车的质量为m,由题意知,行驶时所受阻力为:F阻=k(M+m)g当达到最大速度vm时,应用P出=F阻vm,解得vm=6 m/s答案:(1)1.63 85.7%(2)6 m/s
