高中物理稳恒电流常见题型及答题技巧及练习题

高中物理稳恒电流常见题型及答题技巧及练习题高中物理稳恒电流常见题型及答题技巧及练习题 一、稳恒电流专项训练一、稳恒电流专项训练 1．在如图所示的电路中，电源内电阻r=1Ω，当开关 S 闭合后电路正常工作，电压表的读 数 U=8.5V，电流表的读数 I=0.5A．求： ①电阻 R； ②电源电动势 E； ③电源的输出功率 P． 【答案】(1)R 17；(2)E  9V；(3)P  4.25w 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由部分电路的欧姆定律，可得电阻为：R  U  5 I (2)根据闭合电路欧姆定律得电源电动势为E＝U＋Ir＝12V (3)电源的输出功率为 P＝UI＝20W 【点睛】 部分电路欧姆定律 U=IR 和闭合电路欧姆定律 E=U+Ir 是电路的重点，也是考试的热点，要 熟练掌握． 2．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻 r=lΩ，当接入固定电阻 R=3Ω 时，电路中标有 “3V,6W”的灯泡 L 和内阻 RD=1Ω 的小型直流电动机 D 都恰能正常工作.试求： （1）流过灯泡的电流 （2）固定电阻的发热功率 （3）电动机输出的机械功率 【答案】（1）2A（2）7V（3）12W 【解析】 （1）接通电路后，小灯泡正常工作，由灯泡上的额定电压U 和额定功率 P 的数值 可得流过灯泡的电流为：=2A （2）根据热功率公式，可得固定电阻的发热功率： =12W =9V =18W =4W =14W （3）根据闭合电路欧姆定律，可知电动机两端的电压： 电动机消耗的功率： 一部分是线圈内阻的发热功率： 另一部分转换为机械功率输出，则 【点睛】（1）由灯泡正常发光，可以求出灯泡中的电流；（2）知道电阻中流过的电流， 就可利用热功率方程，求出热功率；（3）电动机消耗的电功率有两个去向：一部 分是线圈内阻的发热功率；另一部分转化为机械功率输出。 3．环保汽车将为 2008 年奥运会场馆服务．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量 m  3103kg．当它在水平路面上以 v=36km/h 的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流 I=50A，电压 U=300V．在此行驶状态下 （1）求驱动电机的输入功率P 电 ； （2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P 机 ，求汽车 所受阻力与车重的比值（g 取 10m/s2）； （3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面 积．结合计算结果，简述你对该设想的思考． 26 已知太阳辐射的总功率P 0  410 W，太阳到地球的距离 ，太阳光传播 到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为 15%． 3 【答案】（1）P 电 1.510 W （2） f / mg  0.045 （3）S 101m2 【解析】 3 试题分析：⑴P 电  IU 1.510 W ⑵P 机  0.9P 电  Fv  fvf  0.9P 电 /vf / mg  0.045 ⑶当太阳光垂直电磁板入射式，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为 r 的球面面积 S 0  4π r2 若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为 P ，则 P S  P 0 S 0 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P， 所以P  130% P 由于P 电 15%P，所以电池板的最小面积 PS  P 0 130% S 0 4π r2PPS 0电S 101?m2 0.7P 0 0.150.7P 0 考点：考查非纯电阻电路、电功率的计算 点评：本题难度中等，对于非纯电阻电路欧姆定律不再适用，但消耗电功率依然是UI 的乘 积，求解第 3 问时从能量守恒定律考虑问题是关键，注意太阳的发射功率以球面向外释放 4．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻 r=lΩ，当接入固定电阻 R=3Ω 时，电路中标有 “3V,6W”的灯泡 L 和内阻 RD=1Ω 的小型直流电动机 D 都恰能正常工作.试求： （1）流过灯泡的电流 （2）固定电阻的发热功率 （3）电动机输出的机械功率 【答案】（1）2A（2）7V（3）12W 【解析】 （1）接通电路后，小灯泡正常工作，由灯泡上的额定电压U 和额定功率 P 的数值 可得流过灯泡的电流为： （2）根据热功率公式 =2A ，可得固定电阻的发热功率： =12W =9V =18W =4W =14W （3）根据闭合电路欧姆定律，可知电动机两端的电压： 电动机消耗的功率： 一部分是线圈内阻的发热功率： 另一部分转换为机械功率输出，则 【点睛】（1）由灯泡正常发光，可以求出灯泡中的电流；（2）知道电阻中流过的电流， 就可利用热功率方程，求出热功率；（3）电动机消耗的电功率有两个去向：一部 分是线圈内阻的发热功率；另一部分转化为机械功率输出。 5．在如图所示的电路中,电源电动势 E=3V,内阻 r=0.5Ω,定值电阻 R1=9Ω,R2=5.5Ω,电键 S 断 开． ①求流过电阻 R1的电流; ②求电阻 R1消耗的电功率; ③将 S 闭合时,流过电阻 R1的电流大小如何变化? 【答案】(1)0.2A；(2)0.36W；(3)变大 【解析】 2 I R 1 试题分析：（1）电键 S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律求出电流；（2）根据P 1 求出 R 1消耗的电功率；（3）将 S 闭合时回路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律 分析电流的变化． （1）电键 S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律得：I  22 （2）根据P 1  I R 1 ，得P 1  0.2 9  0.36W E ，解得：I=0.2A R 1  R 2 r （3）将 S 闭合时，R2被短接，回路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律： I  E ，可知电流变大，即流过电阻R 1的电流变大 Rr 【点睛】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，解决本题的关键就是要知道闭合电路的欧 姆定律的表达式，并且知道回路中的电阻变化了，根据闭合电路的欧姆定律可以判断电流 的变化． 6．如图所示的电路中，电炉电阻R＝10Ω，电动机线圈的电阻 r＝1Ω，电路两端电压 U＝100V，电流表的示数为 30A，问： (1)通过电动机的电流为多少？ (2)通电一分钟，电动机做的有用功为多少？ 【答案】(1)I2＝20A (2)W＝9.6×104J 【解析】 【详解】 根据欧姆定律，通过电炉的电流强度为：I1 U100 A 10A R10 根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流强度为：I2＝I－I1＝20 A. 电动机的总功率为 P＝UI2＝100×20 W＝2×103W. 因发热而损耗的功率为 P′＝I22r＝400 W. 电动机的有用功率(机械功率)为 P″＝P－P′＝1.6×103W， 电动机通电 1 min 做的有用功为 W＝P″t＝1.6×103×60 J＝9.6×104J. 【点睛】 题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)．在纯电阻电路中可运 用欧姆定律 I＝U/R 直接求出电流强度，而非纯电阻电路中