物理一轮复习 知识清单+典题+真题 专题 15 电功和电功率 考向一:电能 【例题 1】亲爱的同学,请你根据自己掌握的实验操作技能和所学习的物理知识,回答下列问题: (1)如图 1 所示是一个测量______大小的仪表,它的分度值是______。 (2)如图 2 所示该表的示数为______kW·h,如果表盘转动 50 圈,表示用电器消耗电能______J。 【答案】 电流 0.4mA 1862.4 7.2×104 【详解】(1)[1] 图 1 中表盘上有“mA”字样,表明该仪器是测量电流的仪表。 [2]由图 1 可知,0~2mA 之间分成了 5 小格,每一小格代表 0.4mA,所以该仪表的分度值为 0.4mA。 (2)[3]图 2 是电能表,电能表的读数数字方框中最后一位是小数,单位是 kW·h,由图 2 可知,电能表的示数 为 1862.4kW·h。 [4] 2500r/ kW·h 表示电路中用电器每消耗 1 kW·h 电能,电能表的表盘转过 2500 圈,则表盘转动 50 圈用电器消 耗的电能 W 考向二:电功率 【例题 2】实验小组用参数是 2000imp/(kW•h)的电子式电能表来测量电水壶的功率。他们将其余所有用电器 关闭,只让电水壶工作,数出电能表指示灯在 3min 内闪烁了 120 次。则该水壶在 3min 内消耗的电能是 ________kW•h,该水壶的实际功率是_______W。细心的小明发现不同用电器工作时电能表的指示灯闪烁的快慢 是变化的,电能表指示灯闪烁的越快,说明电流通过用电器所做的电功________(选填“越多”、“越少”、“越快” 或“越慢”) 。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 1 页 共 16 页 物理一轮复习 【答案】 0.06 1200 知识清单+典题+真题 越快 【详解】[1]由题意可知,电能表指示灯在 3min 内闪烁了 120 次,故该水壶在 3min 内消耗的电能为 [2]由题意可知,工作时间为 故该水壶的实际功率为 [3]电能表指示灯闪烁得越快,则说明单位时间内用电器消耗的电能越多,即电流通过用电器做的功越快。 考向三:测小灯泡的电功率 【例题 3】小明利用图甲所示的电路测量额定电压为 2.5V 的小灯泡 L 的额定功率。 (1)图甲中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;( ) (2)改正电路后,闭合开关,移动滑片 P 至某位置时,电压表示数为 2V,为测额定功率,应将滑片 P 向______ (选填“A”或“B”)端移动,当小灯泡 L 正常发光时,电流表示数如图乙所示,为______A,则小灯泡 L 的额定功 率为______W。实际测量时,电压表有示数,电流表无示数,灯泡 L 不亮,则可能的故障是______; (3)小明从图甲中的器材、若干开关及导线中,选择合适器材,连成了图丙所示的电路,利用小灯泡 L 的 额定电压和额定电流,测出了定值电阻 Rx 的阻值(约为 10Ω) 。请在虚线框内补上三个元件的符号,使电路完整, 实验操作方便。( 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 ) 第 2 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 A 【答案】 0.3 0.75 灯泡 L 断路 【详解】(1)[1]图中滑动变阻器与定值电阻并联在了一起,且电压表串联在了电路中;实验时,应将定值 电阻与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,故修改如图所示: (2)[2]改正电路后,闭合开关,移动滑片 P 至某位置时,电压表示数为 2V,为测额定功率,电压需增大 到 2.5V,故应减小滑动变阻器处的电阻,应将滑片 P 向 A 端移动。 [3]电流表的量程为 0~0.6A,读数为 0.3A。 [4]小灯泡 L 的额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W [5]灯泡 L 不亮,电流表无示数,说明电路出现了断路,电压表有示数,说明电压表和电源形成通路,则可 能的故障是灯泡 L 断路。 (3)[6]由题知,要利用小灯泡 L 的额定电压和额定电流,测出定值电阻 Rx 的阻值,可将待测电阻与小灯泡 并联,小灯泡正常发光两端电压即为待测电阻两端电压,再设法测出通过它的电流,即可测出其阻值,结合题中 所给电路结构,设计电路如下: 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 3 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 闭合开关 S、S1,断开 S2,此时小灯泡和待测电阻并联,电流表测通过小灯泡的电流;移动滑动变阻器,使 电流表示数为小灯泡的额定电流 ,此时小灯泡正常发光,其两端电压即为其额定电压 压特点可知,待测电阻两端电压也为 ,根据并联电路电 ;保持滑动变阻器滑片位置不变,断开 S1、闭合 S2,此时电流表测通过 小灯泡和待测电阻的总电流,记下电流表示数 ,则通过待测电阻的电流为 则 Rx 的阻值为 考向四:焦耳定律及其应用 【例题 4】如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡 L 标有“2.5V 0.75W”的字样,R1、R2 为定值电阻,其中 R1=25Ω, R2=35Ω,当 S1、S2 都断开时,小灯泡正常发光。(忽略温度对电阻的影响)求: (1)电源电压? (2)当 S1 闭合,S2 断开时,求电流表示数的大小?(结果保留小数点后两位) (3)当 S1、S2 都闭合时,求整个电路通电 210s 产生的热量。 【答案】(1)13V;(2)0.37A;(3)2433.6J 【详解】解:(1)当 S1、S2 都断开时,R2 与灯泡串联,由欧姆定律得 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 4 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 电源的电压等于小灯泡两端电压与 R2 两端电压之和 U=UL+U2=13V (2)当 S1 闭合,S2 断开时,灯泡短路,由欧姆定律得 (3)当 S1、S2 都闭合时,灯泡短路,两电阻并联,整个电路通电 210s 产生的热量 答:(1)电源电压为 13V; (2)当 S1 闭合,S2 断开时,求电流表示数为 0.37A; (3)当 S1、S2 都闭合时,整个电路通电 210s 产生的热量为 2433.6J。 1.(2023·四川南充·统考中考真题)如图所示为电阻 R1 和 R2 的 I—U 图像,下列说法正确的是( ) A.R2 的阻值为 10Ω B.两电阻串联与并联的总阻值之比为 9∶4 C.将两电阻串联接入电路,通电后,R1 两端电压与 R2 两端电压之比为 1∶2 D.将两电阻并联接入电路,通电 1 分钟,电流通过 R1 产生的热量与电流通过 R2 产生的热量之比为 1∶2 【答案】D 【详解】A.由图像可知,R2 两端电压为 1V 时,电流为 0.2A,则 R2 的阻值 R2 U2 1V 5Ω I 2 0.2A R1 两端电压为 2V 时,电流为 0.2A,则 R1 的阻值 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 5 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 R1 U1 2V 10Ω I1 0.2A 故 A 错误; B.两电阻串联的总阻值 R串 R1 R2 10Ω 5Ω 15Ω 两电阻并联的总阻值 R并 R1 R2 10Ω 5Ω 10 Ω R1 R2 10Ω 5Ω 3 则两电阻串联与并联的总阻值之比为 9∶2,故 B 错误; C.将两电阻串联接入电路,通电后,由串联分压特点可得,R1 两端电压与 R2 两端电压之比 U1 R1 10Ω 2 U 2 R2 5Ω 1 故 C 错误; D.将两电阻并联接入电路,各支路电压等于电源电压,通电 1 分钟,电流通过 R1 产生的热量与电流通过 R2 产生的热量之比 U2 t Q1 R R 5Ω 1 12 2 Q2 U R1 10Ω 2 t R2 故 D 正确。 故选 D。 2.(2023·四川广安·统考中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移至 b 端的过程中, R1 消耗的电功率 P1 随 R1 阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误 ..的是( A.定值电阻 R2 为 10Ω B.电源电压为 12V C.滑片 P 置于 b 端时,闭合开关 S,电压表的示数为 10V D.滑片 P 置于 b 端时,闭合开关 S,通电 1 分钟 R2 产生的热量为 24J 【答案】C 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 6 页 共 16 页 ) 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 【详解】如图所示,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流。 如图乙可知,当 R1=10Ω时,P1=3.6W,根据 P I 2 R 可知,此时电路中通过的电流为 I1 P1 3.6W 0.6A R1 10Ω 则此时滑动变阻器两端电压为 U1 I1R1 0.6A 10Ω 6V 根据串联电路中电流处处相等和总电压等于各部分电压之和可得 U U 1 I 1R2 6V 0.6A R2 ① 滑片 P 置于 b 端时,R1=50Ω,P2=2W,根据 P I 2 R 可知,此时电路中通过的电流为 I2 P2 2W 0.2A ' R1 50Ω 则此时滑动变阻器两端电压为 U1' I 2 R1' 0.2A 50Ω 10V 根据串联电路中电流处处相等和总电压等于各部分电压之和可得 U U1' I 2 R2 10V 0.2A R2 ② 联立①②解得:R2=10Ω,电源电压 U=12V 则滑片 P 置于 b 端时,R2 两端电压即电压表示数为 U 2 U U1' 12V 10V 2V 滑片 P 置于 b 端时,通电 1 分钟 R2 产生的热量为 Q I 2 2 R2t 0.2A 10Ω 60s 24J 2 A.定值电阻 R2 为 10Ω,故 A 正确,A 不符合题意; B.电源电压为 12V,故 B 正确,B 不符合题意; C.滑片 P 置于 b 端时,闭合开关 S,电压表的示数为 2V,故 C 错误,C 符合题意; D.滑片 P 置于 b 端时,闭合开关 S,通电 1 分钟 R2 产生的热量为 24J,故 D 正确,D 不符合题意。 故选 C。 3. (2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题)小明家 3 月末和 4 月末电能表表盘示数如图所示,则小明家 4 月份 用电 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 kW·h,若以当地电价 0.5 元/度计算,小明家 4 月份应缴纳电费 第 7 页 共 16 页 元。 物理一轮复习 【答案】 240 知识清单+典题+真题 120 【详解】[1]4 月末的电能表示数为 6262.3 kW·h,3 月末的电能表示数为 6022.3 kW·h,小明家 4 月份用电 W 6262.3 kW h - 6022.3 kW h 240 kW h [2]小明家 4 月份应缴纳电费 240 kW h 0.5元/ kW h 120元 4. (2023·海南·统考中考真题)如图甲所示电路中,电源电压不变,灯泡 L 标有“6V0.3A”,滑动变阻器 R 标 有“20Ω 2A”,电路工作时不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。只闭合开关 S 时电路的最小总功率为 P1 ,开 关 S、 S1、 S2 均闭合时的最小总功率为 P2 ,两种情况下,移动滑片,得到电流表示数 I 随滑动变阻器阻值 R 变 化的关系如图乙。则电源电压 U= 【答案】 6 V, P1: P2= 。 1: 4 【详解】[1]只闭合开关 S 时,灯泡与滑动变阻器串联,由于灯泡的额定电流为 0.3A,所以电路中的电流最 大为 0.3A,因此图乙中下方曲线为此时电流表示数 I 随滑动变阻器阻值 R 变化关系图像;开关 S、S1、S2 均闭合 时,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,此时电路中的总电阻小于滑动变阻器的阻值,电路中的电流比只 闭合 S 时的电流大,因而所对应的图像是上方的图像,当滑片移到最左端时,电路中的电阻最大,此时电路中的 电流最小,由图乙可知,此时电路中的最小电流为 I'= 0.6A,只闭合开关 S 时,灯泡与滑动变阻器串联,根据滑 动变阻器电阻最小为 0,此时电流最大为 0.3A,恰好等于灯泡的额定电流,说明灯泡正常发光,电源电压等于灯 泡的额定电压,为 6V。 [2]由 I 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 U 可得,灯泡电阻为 R 第 8 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 RL UL 6V 20Ω I L 0.3A 电路中的最小电流 U 6V 0.15A RL R大 20Ω+20Ω I 电路的最小总功率为 P1= UI=6V× 0.15A= 0.9W 开关 S、S1、S2 均闭合时,电路的最小总功率为 P2= UI' =6V× 0.6 A = 3.6W 则 P1 : P2 =0.9W: 3.6W=1: 4 5.(2023·陕西·统考中考真题)请完成下列填空。 (1)如图-1,弹簧测力计的示数为 N; (2)如图-2,将一滴红墨水滴入清水中,一段时间后整杯水变红,这是 现象; (3)如图-3,在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向 调节; (4)如图-4,是“探究影响电流热效应的因素”的实验装置。该装置通电一段时间后,左侧圆底烧瓶中的温 度计示数高于右侧圆底烧瓶中的温度计示数。实验表明:在电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,电流通过 导体产生的热量越 【答案】 。 3.2 扩散 右 多(或大) 【详解】(1)[1]如图-1,弹簧测力计的分度值是 0.2N,弹簧测力计的示数为 3.2N。 (2)[2]如图-2,扩散现象是不同的物质在接触时候,彼此进入对方的现象,所以,将一滴红墨水滴入清水 中,一段时间后整杯水变红,这是扩散现象。 (3)[3]如图-3,杠杆向左边偏,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节。 (4)[4]如图-4,根据焦耳定律的内容可知,在电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,电流通过导体产 生的热量越多(或大)。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 9 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 6.(2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有: 电压恒为 6V 的电源、额定电压为 2.5V 的小灯泡(灯丝电阻约为 10 ),电流表、电压表、开关各一个,导线若 干,三种规格的滑动变阻器 R1 (10Ω 0.5A) 、 R2 (50Ω 0.5A) 、 R3 (200Ω 0.2A) 可供选择。 (选填“R1”“ R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示 (1)通过估算,滑动变阻器应选择 。要求:变阻器的滑片 P 向 B 端移动时,灯泡变暗; 导线将电路连接完整 (2)滑片 P 置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路故 障原因可能是 ; V ;若要测 (3)排除故障后,闭合开关 S,移动滑片 P 到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 量小灯泡的额定功率,应将滑片 P 向 W。 的额定功率是 【答案】 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡 R2 灯泡断路 2.2 A 0.5 【详解】 (1)[1]灯泡正常发光时的电压 UL=2.5V,正常发光时灯丝电阻约为 10Ω,由欧姆定律,灯的额定电 流约为 IL U L 2.5V =0.25A>0.2A R 10Ω 电源电压恒为 6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯正常发光时,滑动变阻器两端的电压 U 滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V 由欧姆定律知道,灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为 R滑 U滑 3.5V =14Ω>10Ω IL 0.25A 考虑到电流因素,则滑动变阻器选 R2。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 10 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 [2]滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路,滑片向右移动,灯泡变暗,表明电路中的电流减小,电路 的总电阻变大,滑动变阻器电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下图 (2)[3]闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路出现了断路现象,电压表有示数,说明电压表 与电源之间是接通的,出现故障的原因可能是灯泡断路。 (3)[4]P 到图甲中某一位置时,电压表示数(如图乙所示),电压表选用小量程,分度值为 0.1V,电压为 2.2V。 [5]因 2.2V 小于灯的额定电压 2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由 分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向 A 端移动,直到电压表示数为额定电压。 [6]根据图丙信息知道,灯在额定电压下的电流为 0.2A,可计算出小灯泡的额定功率是 P U L I L 2.5V 0.2A=0.5W (2023·陕西·统考中考真题)如图-1,是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为 4.5V 且保持不变, 7. 小灯泡 L 的额定电压为 2.5V。 (1)连接如图 1 所示电路时,开关 S 应处于断开状态,滑动变阻器的滑片 P 应置于最 (选填“左” 或“右”)端。 (2)闭合开关 S,观察到小灯泡 L 不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不偏转,移动滑 动变阻器的滑片 P,两表的示数均无变化,则故障原因可能是 。 (3)排除故障后,闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片 P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析 表中信息,回答下列问题。 实验次数 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 电压 U/V 电流 I/A 小灯泡亮度 第 11 页 共 16 页 电功率 P/W 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 1 0.5 0.20 不亮 0.10 2 1.0 0.24 暗 0.24 3 2.0 0.32 较暗 0.64 4 2.5 5 3.0 正常亮 0.38 1.14 很亮 ①小灯泡 L 在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图-2 所示,则电流表示数为 W。 额定功率为 ②第 1 次实验中,小灯泡 L 不亮的原因可能是 。 ③分析数据还发现,通过小灯泡 L 的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 (4)本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 A.10Ω 2A 【答案】 得分) A,小灯泡 L 的 B.20Ω 右 。 。 1A 小灯泡 L 断路 灯丝电阻随温度的升高而增大 0.36 0.90 小灯泡 L 实际功率太小(其他答案合理即可 B 【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处,由 图可知应置于最右端。 (2)[2]闭合开关,灯泡不亮,电流表示数几乎为零,可能电路有断路发生,电压表示数接近电源电压,说 明电压表到电源间是通路,所以电路故障可能是灯泡断路。 (3)[3]如图所示,电流表所选量程为 0~0.6A,分度值为 0.02A,所以电流表示数为 0.36A。 [4]灯泡的额定电压 2.5V,此时的电流为 0.36A,则灯泡的额定功率为 P UI 2.5V 0.36A 0.90W [5]由表中数据知,第一次实验滑动变阻器连入电路电阻较大,电路的总电阻较大,电路中电流很小,实际 功率太小,不能使灯泡发光。 [6]灯丝的阻值会受温度的影响,温度越高阻值越大,所以灯泡的电流与两端的电压不成正比。 (4)[7]由第一组实验数据可知,灯泡两端电压为 0.5V,所以滑动变阻器两端电压为 4V,灯泡和滑动变阻 器串联,所以滑动变阻器电流等于灯泡电流为 0.20A,故滑动变阻器此时电阻为 R滑 U滑 4V 20 I 0.20A 故选 B。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 12 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 8.(2023·海南·统考中考真题)如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电压 U 12V, R1 为光敏电阻, R2 20Ω 。当有光照射时 R1 20Ω ;当扶梯上有顾客经过,挡住射向 R1 的光线时, R1 的阻值增大,计数器就计数一次。图乙为某段时间内 R2 两端的电压 U ab 随时间 t 变化的图像。 (1)当有光照射时,电路中的电流为多大? (2)当扶梯上有顾客经过时, R1 的阻值为多大? (3)这段时间内电路消耗的电能是多少? 【答案】(l)0.3A;(2)100Ω;(3)7.68J。 【详解】解:(1)当有光照射时,电路中的电流为 I U U 12V 0.3A R R1 R2 20Ω 20Ω (2)当扶梯上有顾客经过,挡住射向 R1 的光线时,R1 的阻值增大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变 小,根据题图可知:此时加在定值电阻两端的电压为 U2=2V,此时电路中的电流为 I U2 2V 0.1A R2 20Ω 根据串联电路的电压、电流规律,此时光敏电阻两端的电压为 U1 U U 2 12V 2V 10V 光敏电阻的阻值为 R1' U1 10V 100Ω I 0.1A (3)这段时间内电路消耗的电能是 W=UIt=12V×0.3A×2s+12V×0.1A×0.4s=7.68J 答:(l)当有光照射时,电路中的电流为 0.3A; (2)当扶梯上有顾客经过时,R1 的阳值为 100Ω; (3)这段时间内电路消耗的电能是 7.68J。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 13 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 (2023·山东德州·统考中考真题)如图甲所示,电源电压 U 保持不变,当只闭合开关 S1,滑动变阻器的滑 9. 片从最右端滑向中点过程中得到电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。闭合开关 S1、S3,断开 S2,滑动 变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为 15W。已知 R2=2R1,求: (1)定值电阻 R1 的阻值; (2)R0 的最大阻值和电源电压 U; (3)定值电阻 R3 的阻值及整个电路的最大功率。 【答案】(1)10Ω;(2)10V;(3)20W 【详解】解: (1)只闭合 S1 时,R0 与 R1 串联,电压表 V 测 R1 两端的电压,电流表 A 测串联电路中的电流, 由乙图可知,R1 的阻值 R1 U1 2.5V 10 I1 0.25A (2)只闭合开关 S1 ,滑片位于最右端时,电源电压 U U1 I1R0 2.5V 0.25A R0 ……① 滑片位于 R0 中点时,电源电压 1 1 U U2 I2 R0 4V 0.4A R0……② 2 2 联立①②两式解得 R0 30 U 10V 即 R0 的最大阻值为 30Ω,电源电压为 10V。 (3)由题意可知 R2 2 R1 2 10 20 闭合开关 S1 和 S3,断开开关 S2,滑动变阻器滑片滑到最左端时,R1 和 R3 并联,则 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 14 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 P总 U2 U2 R1 R3 所以 R3 的阻值 10V U2 2 20 U2 10V P总 15W R1 10 2 R3 当滑片位于最左端,开关 S1、S2、S3 都闭合时,R1、R2、R3 并联,此时电路总电阻最小,电路总功率最大, 整个电路的最大功率 U 2 U 2 U 2 10V 10V 10V 20W R1 R2 R3 10 20 20 2 P最大 2 2 答:(1)定值电阻 R1 的阻值为 10Ω; (2)R0 的最大阻值和电源电压为 10V; (3)定值电阻 R3 的阻值及整个电路的最大功率为 20W。 10.(2023·山东德州·统考中考真题)今年一季度,我国汽车出口量全球第一,电动汽车贡献非常大。如图 所示为某型号电动汽车运动的 v t 图像,它在第 10 秒时速度达到 30m/s ,然后以 30m/s 的速度做匀速直线运动。 已知该车质量为 1.2t ,以 30m/s 的速度运动时所受阻力为该车重力的 0.1 倍, g 10N/kg ,不计机械摩擦。 (1)已知物体运动的 v t 图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在 0 10s 内,该车通过的路程 与 150m 的关系为? (2)该汽车以 30m/s 的速度匀速直线行驶了 10s ,该过程中加在电动机上的电压为 500V ,通过的电流为 100A , 求电动机的效率为多少? (3)求该车电动机的线圈电阻是多少? 【答案】(1)大于; (2)72%;(3)1.4Ω 【详解】解: (1)因为物体运动的 v t 图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小,由图可知三角形 OAB 面积为 S△OAB 1 10 30 150 2 该车通过的图形面积大于三角形 OAB 的面积,所以该车通过的路程大于 150m 。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 15 页 共 16 页 物理一轮复习 知识清单+典题+真题 (2)根据二力平衡知识,汽车匀速直线运动时受到的牵引力 F牵 f 0.1G 0.1mg 0.1 1.2 10 3kg 10N/kg 1.2 10 3N s 根据 v ,汽车 10s 行驶的路程 t s vt 30m/s 10s 300m 汽车牵引力做功即为有用功 W有 W牵 F牵s 1.2 10 3 N 300m 3.6 10 5 J 消耗的电能即为总功 W总 W电 UIt 500V 100A 10s 5 10 5J 电动机的效率 W有 W总 3.6 105 J 72% 5 105 J (3)由题意可知,不计机械摩擦损失,电动机线圈产生的热量即为额外功 Q W额 W总 W 有 5 10 5 J 3.6 10 5 J 1.4 10 5 J 由焦耳定律 Q I 2 Rt 得,电动机线圈电阻 R Q 1.4 105 J 1.4 I 2t 100A 2 10s 答:(1)该车通过的路程大于 150m ; (2)电动机的效率为 72%; (3)该车电动机的线圈电阻是 1.4Ω。 学科 网(北 京)股 份有限 公司 学科 网(北 京)股 份有限 公司 第 16 页 共 16 页