专题14：恒定电流高中物理恒定电流专题

专题14：恒定电流高中物理恒定电流专题

专题14：恒定电流

题型1：有关电功率的计算问题电功与电热的关系

1．电功是电能转化为其他形式能量的量度．电热是电能转化为内能的量度．计算电功时用公式W＝IUt，计算电热时用公式Q

＝I2Rt.

2．从能量转化的角度看，电功与电热间的数量关系是：

W≥Q，即UIt≥I2Rt.具体地说：

(1)纯电阻电路计算电功、电热可选用下列公式中任一形式：W＝Q＝Pt＝UIt＝I2Rt＝t.

(2)非纯电阻电路在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等)

中消耗的电能除转化成内能外，还转化成机械能(如电动机)和化

学能(如电解槽)即：电动机：W＝E机＋Q

(UIt＝E机＋I2Rt) 电解槽：W＝E化＋Q (UIt＝E化＋I2Rt) 此时：W＞Q (UIt＞I2Rt) 在非纯电阻电路中，既不能表示电

功，也不能表示电热．

1.如图所示，用输出电压为1.4

V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法错错误的是(

)

A．电能转化为化学能的功率为0.1

2 W B．充电器输出的电功率为0.14

W C．充电时，电池消耗的热功率为0.0

2 W D．充电器把0.14

W的功率储蓄在电池内解析：充电器对电池的充电功率为P 总＝UI＝0.14 W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W，因此充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内，故A、B、C正确，D错误．答案：D

2.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U

＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当K1闭合，K2、K3断开时，A示数6A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数5 A，且电动机输出功率为35

W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4

A．求：

(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？解析：(1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律：

其发热功率为：PR＝UI1＝12×6 W＝72 W.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：UI2＝

所以：

(3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：P化＝UI3－所以P

化＝(12×4－42×2) W＝16 W.答案：(1)

2Ω

72 W (2)1 Ω(3)16 W 3.一只电炉的电阻和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过的电流相同,时间相同,电动机正常工作,则( ) A.电动机和电炉发热相同 B.电动机消耗的功率和电

炉一样大 C.电动机两端电压小于电炉两端电压 D.电动机和电

炉两端电压相同【解析】由焦耳定律知,电炉与电动机发热相同,A对;对电动机U>IR,消耗的功率而电炉是纯电阻所以电动机消耗的功率比电炉的大,B错;电动机两端电压大于电炉两端电压,C、D错.【答案】

A

4.如图,已知两只灯泡、分别标有”110

V

60 W”和”110 V

100 W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220

V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,则应使用下面哪个电路(

) 【解析】 A、C两图中灯泡不能正常发光.B、D中两灯

泡都能正常发光,它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同,

因此消耗的电功率一定相等.可以直接看出:B图总功率为200 W,D图总功率为320

W,所以选B.

【答案】 B 5.如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6V、1

2W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50

Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是(

) A．电动机的输入功率为7

2 W B．电动机的输出功率为1

2 W C．电动机的热功率为2.0

W D．整个电路消耗的电功率为2

2 W 解析：电动机为非纯电阻电路，欧姆定律对电动机不再适用．灯泡L正常发光，则IL＝

＝2 A，所以电路中的电流I＝2 A，故整个电路消耗的总功率P总＝UI＝24 W，D错；电动机的输入功率等于P总－P灯＝12 W，A、B错；电动机的热功率P总＝I2RM＝2.0

W，C对．

答案：C 6．教学上用的吸尘器的电动机内阻是一定的，当加上0.3

V的电压，电流为0.3 A时，吸尘器上的直流电动机不转动；当加上2.0 V的电压、电流为0.8

A时，它正常工作，则吸尘器正常工作时输出功率与输入功率之比为( ) A．3∶5

B．5∶3

C．1∶

2 D．1∶3

解析：电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律可知其内阻为r＝1 Ω；当正常工作时，Pλ＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W，P 热＝I2r＝0.82×1 W＝0.64 W，所以P出＝Pλ－P热＝1.6 W－0.64 W＝0.96 W，所以输出功率与输入功率之比为3∶5，A正确．

答案：A 7.如图所示电路,电流表和A为两个相同的毫安表,当电路两端接某一恒定电压的电源时,A的示数为 3 mA,A的示数为2 mA.现将A改接在所在支路上,如图中虚线所示,再接入原来的恒定电压电源,那么,关于与A的示数情况,以下说法正确的是( )

A.示数增大示数增大

B.示数增大示数减小

C.示数增大示数不一定减小

D.示数不一定增大,A示数也不一定增大【解析】由电流表示数知将A改接在所在支路上,两支路电阻差别更大,并联部分阻值一定减小,则A示数增大所在支路原来的电流为1 mA,现在这个支路电阻更大,所以这个支路电流就更小了,所以A示数减小,选B.【答案】 B 8.如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡多时，以下说法错误的是( ) A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗

B．各灯两端电压灯多时较低

C．通过电池的电流灯多时较大