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

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)17R =Ω；(2)9E V =；(3) 4.25P w = 【解析】 【分析】 【详解】

(1)由部分电路的欧姆定律，可得电阻为：5U

R I

=

=Ω (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R D =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

（3）根据闭合电路欧姆定律，可知电动机两端的电压：=9V

电动机消耗的功率：

=18W

一部分是线圈内阻的发热功率：=4W

另一部分转换为机械功率输出，则

=14W

【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

3310kg m =⨯．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/s 2）；

（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．

已知太阳辐射的总功率26

0410W P =⨯，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%．

【答案】（1）3

1.510W P =⨯电

（2）/0.045f mg = （3）2101m S = 【解析】

试题分析：⑴31.510W P IU 电==⨯

⑵0.9P P Fv fv 电机===0.9/f P v =电/0.045f mg =

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

204πS r =

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

00

P S P S '= 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P ， 所以()130%P P =-'

由于15%P P =电，所以电池板的最小面积

()00

130%P S

P S =-

2

2 0

00

4π

101?m

0.70.150.7

r P

PS

S

P P

===

⨯

电

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R D=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

（3）根据闭合电路欧姆定律，可知电动机两端的电压：=9V

电动机消耗的功率：=18W

一部分是线圈内阻的发热功率：=4W

另一部分转换为机械功率输出，则=14W

【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R 1的电流; ②求电阻 R 1消耗的电功率;

③将S 闭合时,流过电阻R 1的电流大小如何变化? 【答案】(1)0.2A ；(2)0.36W ；(3)变大 【解析】

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21

1P I R =求出1R 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：12E

I

R R r

=

++，解得：I=0.2A

（2）根据211P I R =，得2

10.290.36P W =⨯=

（3）将S 闭合时，2R 被短接，回路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律：

E

I R r

=

+，可知电流变大，即流过电阻1R 的电流变大 【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)I 2＝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：11001010

U I A A R =

== 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：I 2＝I －I 1＝20 A.

电动机的总功率为P ＝UI 2＝100×20 W ＝2×103W. 因发热而损耗的功率为P ′＝I 22r ＝400 W.

电动机的有用功率(机械功率)为P ″＝P －P ′＝1.6×103W ，