课时跟踪检测(二十六)--电流--电阻--电功--电功率.doc

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课时跟踪检测（二十六） 电流 电阻 电功 电功率

1．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　)
A. 　　　　　　　　 B.
C. D.
解析：选B　在加速电场中有eU＝mv2，得v＝ 。在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝I ，则电子个数n＝＝ ，B正确。
2．(多选)氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10－16 s，则下列说法正确的是(　　)
A．电子绕核运动的等效电流为6.7×10－4 A
B．电子绕核运动的等效电流为1.5×103 A
C．等效电流的方向与电子的运动方向相反
D．等效电流的方向与电子的运动方向相同
解析：选AC　根据电流的定义式I＝可得等效电流为I＝＝≈6.7×10－4 A，故A正确，B错误；等效电流的方向与电子的运动方向相反，故C正确，D错误。
3.小雷同学家里购买了一款扫地机器人，如图所示，小雷同学仔细检查了这个新扫地机器人，发现铭牌上标有如下表所示的数据，则该扫地机器人(　　)
主机基本参数
产品尺寸
345 mm*345 mm*96 mm
电池
14.4 V/5 200 mA·h锂电池
产品质量
约3.8 kg
无线连接
WiFi智能快连
额定电压
14.4 V
额定功率
55 W
A．额定工作电流为0.25 A
B．充满电后正常工作的时间为2.5 h
C．电池充满电后储存的总电荷量为18 720 C
D．以额定电流工作时每小时消耗能量为55 J
解析：选C　由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为14.4 V，额定功率为55 W，则额定电流I＝ A≈3.82 A＝3 820 mA，每秒钟消耗能量W＝Pt＝55 J，A、D错误；根据电池容量5 200 mA·h知，电池充满电后储存的总电荷量 Q＝5.2 A×3 600 s＝18 720 C，充满电后正常工作的时间 t＝≈1.36 h，B错误，C正确。
4.两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么，x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为(　　)
A．3∶1　1∶6　　　　　　 B．2∶3　1∶6
C．3∶2　1∶5 D．3∶1　5∶1
解析：选A　由题图可知，两导线两端的电压之比为3∶1，电流相同，则电阻之比为3∶1，由电阻定律R＝ρ，得横截面积S＝，所以横截面积之比＝·＝×＝，A正确。
5．改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调、电视机等家用电器得到了普遍使用。根据图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是(　　)

A．电冰箱比电风扇多
B．电风扇比电冰箱多
C．电风扇与电冰箱一样多
D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少
解析：选B　依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h内消耗电能0.25 kW·h，而电风扇在12 h内消耗电能W＝Pt＝0.78 kW·h，B项正确。
6．(2020·山东省淄博市模拟)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是(　　)
A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω
B．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J
D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
解析：选C　由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J，洗衣机电动机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103 J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。故C正确，A、B、D错误。
7．(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)
自重
40 kg
额定电压
48 V
载重
75 kg
额定电流
12 A
最大行驶速度
20 km/h
额定输出功率
350 W
A．电动机的输入功率为576 W
B．电动机的内电阻为4 Ω
C．该车获得的牵引力为104 N
D．该车受到的阻力为63 N
解析：选AD　电动机的输入功率P入＝UI＝48×12 W＝576 W，A正确；由于P入＝P出＋I2r，则r＝ Ω＝ Ω，B错误；因为P出＝Fv＝Ffv，所以F＝Ff＝ N＝63 N，C错误，D正确。

8.(多选)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则(　　)
A．电源内阻r＝－R
B．电源内阻r＝－－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
解析：选BC　含有电动机的电路不是纯电阻电路，欧姆定律不再适用，A错误；由能量守恒定律可得EI＝I2r＋mgv＋I2R，解得r＝－－R，B正确；如果电动机转轴被卡住，则E＝I′(R＋r)，电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，较长时间的话，会出现烧坏电源和电动机的现象，C正确，D错误。
9.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V。则当这台电动机正常运转时(　　)
A．电动机的内阻为7.5 Ω
B．电动机的内阻为2.0 Ω

C．电动机的输出功率为30.0 W
D．电动机的输出功率为26.0 W
解析：选D　因为电动机停止转动时，电动机没有将电能转化为机械能，属于纯电阻元件，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V，故说明电动机的内阻r＝＝＝1.0 Ω，选项A、B错误；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V，则电动机的总功率为P总＝U2I2＝2.0 A×15.0 V＝30.0 W，此时电动机的发热功率为P热＝I22r＝(2.0 A)2×1.0 Ω＝4.0 W，故电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝30.0 W－4.0 W＝26.0 W，选项C错误，D正确。
10.(多选)如图所示的是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m＝50 kg，电源提供给电动机的电压为U＝110 V，不计各种摩擦，当电动机以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I＝5.0 A，重力加速度g取10 m/s2，则(　　)
A．电动机的输入功率为550 W
B．电动机提升重物的功率为550 W
C．电动机提升重物的功率为450 W
D．电动机的线圈电阻为22 Ω
解析：选AC　电动机的输入功率P入＝UI＝110×5.0 W＝550 W，A正确。提升重物的功率P出＝mgv＝50×10×0.9 W＝450 W，B错误，C正确。由P入＝P出＋P热和P热＝I2R线，得R线＝＝ Ω＝4 Ω，D错。
11．如图所示的是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于60 ℃时会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻不计。

(1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过程)。
(2)简要回答，如果不闭合开关S1 ，电饭煲能将饭煮熟吗？
(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。
解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源同时把手动开关S1关闭，这时黄灯被短路红灯亮，电饭煲处于加热状态。加热到80 ℃时，S2自动断开，S1仍闭合，待电饭煲中水烧干后，温度升高到103 ℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。由于电饭煲散热，待温度下降至60 ℃时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到80 ℃时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态。
(2)如果不闭合开关S1, 开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1, 当温度上升到80 ℃时，S2自动断开，功率降为P2, 温度降低到60 ℃ ，S2自动闭合。温度只能在60～80 ℃ 之间变化，不能把水烧开，不能把饭煮熟。
(3)加热时电饭煲消耗的电功率
P1＝
R并＝＝ Ω＝ Ω
保温时电饭煲消耗的电功率为P2＝
从而有＝＝＝。
答案：(1)见解析　(2)不能　(3)12∶1
12．(2020·泰安模拟)如图所示的是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 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v＝1 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UR＝U－UV＝160 V－110 V＝50 V，
流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A，
即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A。
(2)电动机的分压UM＝UV＝110 V，
输入电动机的电功率P电＝IMUM＝550 W。
(3)电动机的发热功率P热＝IM2r＝20 W，
电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W，
又因P出＝mgv，
所以m＝＝53 kg。
答案：(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg