2011高考物理 电路、电功讲义

用心 爱心 专心1 20112011 高考物理高考物理 电路 电功讲义电路 电功讲义 温故自查温故自查 1 电流 电荷的 电流 电荷的 移动形成电流 人为规定移动形成电流 人为规定 定向移动的方向为电流的方向 定向移动的方向为电流的方向 2 电流的形成条件 电流的形成条件 1 要有能要有能 的电荷 的电荷 2 导体两端必须有导体两端必须有 3 电流强度 通过导体横截面的 电流强度 通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用时间跟通过这些电荷量所用时间 t 的比的比 值叫电流强度 简称电流 即值叫电流强度 简称电流 即 I 定向定向 正电正电 荷荷 自由移动自由移动 电压电压 电荷量电荷量 Q 考点精析考点精析 1 两个电流强度公式的理解两个电流强度公式的理解 1 定义式 定义式 I 式中 式中 I 表示电流 表示电流 Q 为为 t s 内通过导体横截面的有效电荷量内通过导体横截面的有效电荷量 在产生电在产生电 流的效果上来说流的效果上来说 该式求出的是电流的平均值 该式求出的是电流的平均值 2 微观表达式 微观表达式 I neSv 式中 式中 I 为瞬时电流 为瞬时电流 n 为金属导线单位体积内的自由电子数 为金属导线单位体积内的自由电子数 e 为电子的电荷量 为电子的电荷量 S 为导线的横截面积 为导线的横截面积 v 为电子定向移动的速率为电子定向移动的速率 既不是热运动速率 也既不是热运动速率 也 不是传导速率不是传导速率 XK 电子热运动的平均速率为电子热运动的平均速率为 105 m s 电子定向移动速率为 电子定向移动速率为 10 4 m s 电场传播速率为 电场传播速率为 3 108 m s 2 电解液导 电解液导电时电流的计算电时电流的计算 电解液导电 正负离子向相反方向定向移动形成电流 在用公式电解液导电 正负离子向相反方向定向移动形成电流 在用公式 I q t 计算电流时应引起计算电流时应引起 用心 爱心 专心2 注意 例如 在注意 例如 在 10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为 2C 向 向 左迁移的负离子所带的电荷量为左迁移的负离子所带的电荷量为 3C 那么电解槽中电流的大小应为那么电解槽中电流的大小应为 I 0 5 A 而不是 而不是 I A 0 1 A 若若 t 时间内到达正极板的电量为 时间内到达正极板的电量为 q 到达负极板的电量为 到达负极板的电量为 q 则 则 t 时间内的平均电流时间内的平均电流 I 而而 不是不是 I 温温故自查故自查 1 电阻电阻 1 定义 导体两端的电压与通过导体中的电流的定义 导体两端的电压与通过导体中的电流的 2 定义式 定义式 R 单位 单位 国际符号 国际符号 3 物理意义 导体的电阻反映了物理意义 导体的电阻反映了 大小 大小 R 越大 阻碍作用越强 越大 阻碍作用越强 比比 欧姆欧姆 导体对电流的阻碍导体对电流的阻碍 作用作用 4 半导体和超导体半导体和超导体 半导体 导电性能介于半导体 导电性能介于 之间的材料 半导体有之间的材料 半导体有 和掺入杂质导电性能增强的特性 和掺入杂质导电性能增强的特性 超导现象 当温度降低于某温度时超导现象 当温度降低于某温度时 的现象 的现象 转变温度 导体由普通状态向转变温度 导体由普通状态向 转变时的温度 转变时的温度 导体和绝缘体导体和绝缘体 热敏特性热敏特性 光敏特性光敏特性 电阻减小为零电阻减小为零 超导态超导态 2 电阻定律 电阻定律 1 内容 公式 导体的电阻跟它的内容 公式 导体的电阻跟它的 成正比 跟它的成正比 跟它的 成反成反 比 还跟导体的比 还跟导体的 有关 有关 R 2 电阻率电阻率 计算公式 计算公式 与导体的长度与导体的长度 l 横截面积 横截面积 S 无关 是导体材料本身的电学无关 是导体材料本身的电学 性质 由导体的性质 由导体的 决定且与决定且与 有关 有关 物理意义 反映了材料对物理意义 反映了材料对 的阻碍作用 在数值上等于用这种材料制成的的阻碍作用 在数值上等于用这种材料制成的 长 长 截面积截面积 1 的导线的电阻值 的导线的电阻值 用心 爱心 专心3 长度长度 l 横截面积横截面积 S 材料材料 材料材料 温度温度 电流电流 1m 考点精析考点精析 电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化 金属的电阻率随温度升高而增大各种材料的电阻率都随温度而变化 金属的电阻率随温度升高而增大 应用 可制成电阻温应用 可制成电阻温 度计度计 半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小 且半导体的电阻率随温度变化较大 半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小 且半导体的电阻率随温度变化较大 应用 可制成热敏电阻应用 可制成热敏电阻 有些合金 有些合金 如锰铜如锰铜 的电阻率几乎不受温度变化的影响的电阻率几乎不受温度变化的影响 应用 可应用 可 制成标准电阻制成标准电阻 当温度降低到绝对零度附近时 某些材料的电阻率会突然减小到零 成为 当温度降低到绝对零度附近时 某些材料的电阻率会突然减小到零 成为 超导体超导体 温故自查温故自查 1 部分电路欧姆定律 导体中的电流跟它两端的 部分电路欧姆定律 导体中的电流跟它两端的 成正比 跟它的成正比 跟它的 成成 反比 其表达式为反比 其表达式为 I 2 欧姆定律的适用范围 欧姆定律的适用范围 对气体导电不适用对气体导电不适用 和和 不含电动机及电解槽的电路不含电动机及电解槽的电路 电压电压 电阻电阻 金属导电金属导电 电解液导电电解液导电 纯电阻电路纯电阻电路 3 导体的伏安特性 导体中的电流 导体的伏安特性 导体中的电流 I 和电压和电压 U 的关系可以用图线表示 用纵坐标表示的关系可以用图线表示 用纵坐标表示 横坐标表示 横坐标表示 画出的 画出的 I U 图线叫做导体的伏安特性曲线 图线叫做导体的伏安特性曲线 伏安特性曲线为直线的元件叫做伏安特性曲线为直线的元件叫做 元件 伏安特性曲线不是直线的元件叫做元件 伏安特性曲线不是直线的元件叫做 元件元件 如气体 半导体二极管等如气体 半导体二极管等 电流电流 I 电压电压 U 线性线性 非线性非线性 考点精析考点精析 用心 爱心 专心4 伏安特性曲线伏安特性曲线 电阻恒定不变的导体 它的伏安特性曲线是直线 如图中电阻恒定不变的导体 它的伏安特性曲线是直线 如图中 a b 两直线 直线的斜率等于电两直线 直线的斜率等于电 阻的倒数 斜率大的电阻小 阻的倒数 斜率大的电阻小 电阻因外界条件变化而变化的导体 它的伏安特性曲线是曲线 如图中曲线电阻因外界条件变化而变化的导体 它的伏安特性曲线是曲线 如图中曲线 c 所示 曲线所示 曲线 c 随电压的增大 斜率逐渐增大 说明导体随电压的增大 斜率逐渐增大 说明导体 c 的电阻随电压的升高而减小的电阻随电压的升高而减小 温故自查温故自查 1 串联电路特点串联电路特点 1 等效电阻 等效电阻 2 各处的电流强度相等 各处的电流强度相等 3 分压原理 分压原理 4 电路两端电压 电路两端电压 5 功率分配 功率分配 R R1 R2 Rn I I1 I2 In U U1 U2 Un 用心 爱心 专心5 2 并联电路特点 并联电路特点 1 等效电阻 等效电阻 2 各支路电压相等 各支路电压相等 3 分流原理 分流原理 4 电路中的总电流 电路中的总电流 5 功率分配 功率分配 U U1 U2 I1R1 I2R2 InRn I I1 I2 In P1R1 P2R2 PnRn 考点精析考点精析 在连接形式较为复杂的电路中 导体间的串 并联关系不很明显 这时需要将电路等效变在连接形式较为复杂的电路中 导体间的串 并联关系不很明显 这时需要将电路等效变 换成较为规则的电路 以便认清其串并联关系 换成较为规则的电路 以便认清其串并联关系 1 电路的等效原则电路的等效原则 无电流的支路除去 无电流的支路除去 电势相等的各点合并 电势相等的各点合并 理想电流表可认为短路 理想电压表可理想电流表可认为短路 理想电压表可 认为断路 认为断路 电压稳定时 电容器可认为断路 电压稳定时 电容器可认为断路 在电路中 若只有一处接地线 只影响在电路中 若只有一处接地线 只影响 电路中各点的电势值 不影响电路结构 若电路中有两点或两点以上的接地线 除了影响电路中各点的电势值 不影响电路结构 若电路中有两点或两点以上的接地线 除了影响 电路中各点电路中各点的电势外 还改变电路结构 接地点之间认为是接在同一点 的电势外 还改变电路结构 接地点之间认为是接在同一点 2 电路等效的常用方法电路等效的常用方法 电流分支法 先将各节点标上字母 判定各支路元件的电流方向 按电流流向 自左向电流分支法 先将各节点标上字母 判定各支路元件的电流方向 按电流流向 自左向 右将各元件 节点 分支逐一画出 加工整理即可 右将各元件 节点 分支逐一画出 加工整理即可 等势点排列法 标出节点字母 判断出各节点电势的高低 将各节点按电势高低自左向等势点排列法 标出节点字母 判断出各节点电势的高低 将各节点按电势高低自左向 右排列 再将各节点间的支路画出 然后加工整理即可 右排列 再将各节点间的支路画出 然后加工整理即可 注意 注意 串联电路电流相等 具有分压作用 并联电路电压相等 具有分流作用 串联电路电流相等 具有分压作用 并联电路电压相等 具有分流作用 无论是串联还是并联 其总功率都等于各个用电器的功率之和 即无论是串联还是并联 其总功率都等于各个用电器的功率之和 即 P P1 P2 Pn 温故自查温故自查 1 电功和电热电功和电热 1 电功 电功 W 2 电热 计算公式电热 计算公式 Q 此关系式又称为焦耳定律 此关系式又称为焦耳定律 用心 爱心 专心6 3 电功和电热的关系电功和电热的关系 在纯电阻电路中 在纯电阻电路中 W Q 在非纯电阻电路中 在非纯电阻电路中 W Q Uq UIt I2Rt 2 电功率和热功率 电功率和热功率 1 电功率 单位时间内电流所做的功 即电功率 单位时间内电流所做的功 即 P 此式适用于一切电路 此式适用于一切电路 2 热功率 热功率 单位时间内电阻产生的热量 即单位时间内电阻产生的热量 即 P 热热 UI I2R 考点精析考点精析 电功和电热的区别与联系电功和电热的区别与联系 1 纯电阻用电器 电流通过用电器是以发热为目的 例如电炉 电熨斗 电饭锅 电烙铁 纯电阻用电器 电流通过用电器是以发热为目的 例如电炉 电熨斗 电饭锅 电烙铁 白炽灯泡等 白炽灯泡等 2 非纯电阻用电器 电流通过用电器是以转化为内能以外的其他形式的能为目的 发热不 非纯电阻用电器 电流通过用电器是以转化为内能以外的其他形式的能为目的 发热不 是目的 而是难以避免的内能损失 例如电动机 电解槽 给蓄电池充电 日光灯等 是目的 而是难以避免的内能损失 例如电动机 电解槽 给蓄电池充电 日光灯等 在只有纯电阻用电器的电路中 电流通过电路时所消耗的电能全部转化为内能 此种电路在只有纯电阻用电器的电路中 电流通过电路时所消耗的电能全部转化为内能 此种电路 的特点是电功等于电热 即的特点是电功等于电热 即 W Q 含有非纯电阻用电器的电路中 电路消耗的电能并非 含有非纯电阻用电器的电路中 电路消耗的电能并非 全部转为内能 其能量转化为两部分 一是大部分转化为其他形式的能全部转为内能 其能量转化为两部分 一是大部分转化为其他形式的能 如电流通过电动机 如电流通过电动机 电动机运转 电能的一部分转化为机械能电动机运转 电能的一部分转化为机械能 二是其中一小部分不可避免地转化为内能 二是其中一小部分不可避免地转化为内能 如如 电枢的电阻生热电枢的电阻生热 非纯电阻电路的特点是电功大于电热 即 非纯电阻电路的特点是电功大于电热 即 W E 其他其他 Q 千万注意此 千万注意此 时时 U IR 值得注意的是灯泡属于纯电阻 不要以为它们消耗的电能有一部分转化为成光能 值得注意的是灯泡属于纯电阻 不要以为它们消耗的电能有一部分转化为成光能 其实是电能完全转化成了内能 内能又有一部分转化成了光能 其实是电能完全转化成了内能 内能又有一部分转化成了光能 注意 注意 额定功率和实际功率额定功率和实际功率 1 额定功率 用电器在额定电压下的功率称为额定功率 针对同一个用电器 额定功率 用电器在额定电压下的功率称为额定功率 针对同一个用电器 P 额额 I 额额 U 额额 额定电压是用电器长期正常工作的条件 当用电器的工作电压不等于额定电压时 额定电压是用电器长期正常工作的条件 当用电器的工作电压不等于额定电压时 其功率也就不是额定功率 其功率也就不是额定功率 2 实际功率 用电器在实际电压下的功率称为实际功率 用电器的实际功率随用电器电压 实际功率 用电器在实际电压下的功率称为实际功率 用电器的实际功率随用电器电压 的变化而变化 通常情况下认为用电器的电阻不变 则的变化而变化 通常情况下认为用电器的电阻不变 则 P 实实 与电压的平方成正 与电压的平方成正 比 比 比较用电器的实际功率大小时 不能只看其额定功率 还应该看工作条件 即是否都正常比较用电器的实际功率大小时 不能只看其额定功率 还应该看工作条件 即是否都正常 工作 比较灯泡的亮暗时 通常看灯泡的实际功率 实际功率越大 灯泡越亮 工作 比较灯泡的亮暗时 通常看灯泡的实际功率 实际功率越大 灯泡越亮 用心 爱心 专心7 命题规律命题规律 根据电流定义 确定金属导体 电解液中的电流大小和方向或单位时间内通过根据电流定义 确定金属导体 电解液中的电流大小和方向或单位时间内通过 的电荷数 的电荷数 考例考例 1 来自质子源的质子来自质子源的质子 初速度为零初速度为零 经一加速度电压为 经一加速度电压为 800kV 的直线加速器加速 的直线加速器加速 形成电流强度为形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流 已知质子电荷的细柱形质子流 已知质子电荷 e 1 60 10 19C 1 这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少 这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少 2 假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的 在质子束中与质子源相距假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的 在质子束中与质子源相距 L 和和 4L 的的 两处 各取一段极短的相等长度的质子流 其中的质子数分别为两处 各取一段极短的相等长度的质子流 其中的质子数分别为 n1和和 n2 求 求 n1 n2 解析解析 1 根据电流的定义式得 每秒打到靶上的质子的总电荷量为根据电流的定义式得 每秒打到靶上的质子的总电荷量为 Q It 1 10 3 1C 则每秒打到靶上的质子数为 则每秒打到靶上的质子数为 n 6 25 1015 2 如图所示 在距离质子源长度为如图所示 在距离质子源长度为 L 和和 4L 处 各取一段极短的相等长度的质子流 可认处 各取一段极短的相等长度的质子流 可认 为这两处质子的速度分别为为这两处质子的速度分别为 v1 v2 质子在质子源到靶之间做匀加速直线运动 质子在质子源到靶之间做匀加速直线运动 由运动学公式得由运动学公式得 v2 2aL 所以所以 v1 v2 1 2 由于质子束各处电流相同 根据电流的微观表达式由于质子束各处电流相同 根据电流的微观表达式 I nevS 可得两处质子数之比 可得两处质子数之比 n1 n2 v2 v1 2 1 用心 爱心 专心8 答案答案 1 6 25 1015 2 2 1 总结评述总结评述 本题把带电粒子在匀强电场中的运动和电流的两个表达式结合在一起 考查本题把带电粒子在匀强电场中的运动和电流的两个表达式结合在一起 考查 考生对知识的综合运用能力 充分体现了当今高考以能力立意的命题趋势 考生对知识的综合运用能力 充分体现了当今高考以能力立意的命题趋势 如图所示的电解池接入电路后 在如图所示的电解池接入电路后 在 t 秒有秒有 n1个个 1 价正离子通过溶液内截面价正离子通过溶液内截面 S 有 有 n2个个 1 价负离子通过溶液内截面价负离子通过溶液内截面 S 设 设 e 为基本电荷 以下说法正确的是为基本电荷 以下说法正确的是 用心 爱心 专心9 解析解析 本题考查电流方向和电流强度的定义式本题考查电流方向和电流强度的定义式 I 电荷的定向移动形成电流 金属导 电荷的定向移动形成电流 金属导 体中定向移动的是带负电的自由电子 这时电流的方向与自由电子定向移动方向相反 在体中定向移动的是带负电的自由电子 这时电流的方向与自由电子定向移动方向相反 在 电解液导电时 定向移动的电荷有正离子和负离子 它们同时向相反方向移动形成电流 电解液导电时 定向移动的电荷有正离子和负离子 它们同时向相反方向移动形成电流 所以 电流强度应该是所以 电流强度应该是 I 电流方向按规定应是从 电流方向按规定应是从 A B 答案答案 D 命题规律命题规律 根据电阻定律 确定导体的电阻值 或导体的长度 横截面积等 根据电阻定律 确定导体的电阻值 或导体的长度 横截面积等 考例考例 2 神经系统中 把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类 现代生物学认为 髓鞘是神经系统中 把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类 现代生物学认为 髓鞘是 由多层由多层 几十到几百层不等几十到几百层不等 类脂物质类脂物质 髓质累积而成的 髓质具有很大的电阻 髓质累积而成的 髓质具有很大的电阻 已知蛙有已知蛙有 髓鞘神经 髓鞘的厚度只有髓鞘神经 髓鞘的厚度只有 2 m 左右 而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达左右 而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1 6 105 1 若不计髓质层间的接触电阻 计算髓质的电阻率 若不计髓质层间的接触电阻 计算髓质的电阻率 2 若有一圆柱体是由髓质制成的 该圆柱体的体积为若有一圆柱体是由髓质制成的 该圆柱体的体积为 32 cm3 当在其两底间加上 当在其两底间加上 1000V 的电压时 通过该圆柱体的电流为的电压时 通过该圆柱体的电流为 10 A 求该圆柱体的圆面半径和高 求该圆柱体的圆面半径和高 答案答案 1 8 106 m 2 4cm 2cm 总结评述总结评述 在处理实际应用问题时 要先根据题意 抽象出最本质的东西 建立物理模在处理实际应用问题时 要先根据题意 抽象出最本质的东西 建立物理模 型再运用有关的规律进行解答 型再运用有关的规律进行解答 A B 两地间铺有通讯电缆 长为两地间铺有通讯电缆 长为 L 它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的 通 它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的 通 用心 爱心 专心10 常称为双线电缆 在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏 导致两导线常称为双线电缆 在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏 导致两导线 之间漏电 相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻 检查人员经过下面的测量可以确之间漏电 相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻 检查人员经过下面的测量可以确 定损坏处的位置 定损坏处的位置 1 令令 B 端双线断开 在端双线断开 在 A 处测出双线两端间的电阻处测出双线两端间的电阻 RA 2 A 端的双线断开 在端的双线断开 在 B 处测出双线两端的电阻处测出双线两端的电阻 RB 3 在在 A 端的双线间加一已知电压端的双线间加一已知电压 UA 在 在 B 端双线间用内阻很大的电压表测量出两线间电端双线间用内阻很大的电压表测量出两线间电 压压 UB 试由以上测量结果确定损坏处的位置 试由以上测量结果确定损坏处的位置 命题规律命题规律 1 根据欧姆定律 判断电流 电压或电阻的大小 根据欧姆定律 判断电流 电压或电阻的大小 2 根据伏安特性曲线 判断根据伏安特性曲线 判断 电阻的大小或变化情况 电阻的大小或变化情况 考例考例 3 若加在某导若加在某导体两端的电压变为原来的体两端的电压变为原来的 3 5 时 导体中的电流减小了时 导体中的电流减小了 0 4A 如果所如果所 加电压变为原来的加电压变为原来的 2 倍 则导体中的电流多大 倍 则导体中的电流多大 用心 爱心 专心11 用心 爱心 专心12 答案答案 2A 总结评述总结评述 1 用用 I U 图象结合比例式解题 显得更直观 简捷 物理意义更鲜明 图象结合比例式解题 显得更直观 简捷 物理意义更鲜明 2 导体的电阻是导体自身的一种属性 与导体的电阻是导体自身的一种属性 与 U I 无关 因而无关 因而 R 用此式讨 用此式讨 论问题更简单明了 论问题更简单明了 如图所示是电阻如图所示是电阻 R1和和 R2的伏安特性曲线 并且把第一象限分为的伏安特性曲线 并且把第一象限分为 三个区域 现三个区域 现 在把在把 R1和和 R2并联在电路中 并联在电路中 消耗的电功率分别为消耗的电功率分别为 P1和和 P2 并联的总电阻设为 并联的总电阻设为 R 下列下列 关于关于 P1和和 P2的大小关系及的大小关系及 R 的伏安特性曲线应该在的区域正确的是的伏安特性曲线应该在的区域正确的是 用心 爱心 专心13 A 特性曲线在 特性曲线在 区 区 P1 P2 B 特性曲线在 特性曲线在 区 区 P1 P2 C 特性曲线在 特性曲线在 区 区 P1 P2 D 特性曲线在 特性曲线在 区 区 P1 P2 解析解析 特性曲线 图线的斜率特性曲线 图线的斜率 k k 越大 越大 R 就越小 所以就越小 所以 R1 R2 R1 R2 并联后电阻并联后电阻 R 更小 所以更小 所以 R 的伏安特性在的伏安特性在 区 由于是并联 电压区 由于是并联 电压 U 相同 据相同 据 P 知 知 R 越小 越小 P 越大 所以越大 所以 P1 P2 答案答案 C 命题规律命题规律 主要考查计算电功和电热所用公式和方法 特别是对非纯电阻电路中电功和电主要考查计算电功和电热所用公式和方法 特别是对非纯电阻电路中电功和电 热的考查 热的考查 考例考例 4 一直流电动机线圈内阻一定 用手握住转轴使其不能转动 在线圈两端加电压为一直流电动机线圈内阻一定 用手握住转轴使其不能转动 在线圈两端加电压为 0 3V 时 电流为时 电流为 0 3A 松开转轴 在线圈两端加电压为松开转轴 在线圈两端加电压为 2V 时 电流为时 电流为 0 8A 且电动机正 且电动机正 常工作 求该电动机正常工作时 输入的电功率是多少 电动机的机械功率是多少 常工作 求该电动机正常工作时 输入的电功率是多少 电动机的机械功率是多少 用心 爱心 专心14 解析解析 电动机不转动时 在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻 可视为纯电阻电路 电动机不转动时 在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻 可视为纯电阻电路 由欧姆定律得电动机线圈内阻由欧姆定律得电动机线圈内阻 r 1 电动机转动时 消耗的电能大部分要电动机转动时 消耗的电能大部分要 转化为机械能 还有一小部分要在线圈的电阻上转化为内能 其输入的电功率为转化为机械能 还有一小部分要在线圈的电阻上转化为内能 其输入的电功率为 P 入入 I1U1 0 8 2W 1 6W 电动机的机械功率 电动机的机械功率 P 机机 P 入入 I r 1 6 0 82 1 W 0 96W 答案答案 1 6W 0 96W 总结评述总结评述 在非纯电阻电路里 要注意区别电功和电热 搞清楚电路中能的转化关系 在非纯电阻电路里 要注意区别电功和电热 搞清楚电路中能的转化关系 电热电热 Q I2Rt 电动机消耗的电能 电动机消耗的电能 W IUt 对电动机来说 输入的功率 对电动机来说 输入的功率 P 入入 IU 发热 发热 的功率的功率 P 热热 I2R 输出的功率 即机械功率 输出的功率 即机械功率 P 机机 P 入入 P 热热 UI I2R 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表 规格规格后轮驱动直流永磁毂电机后轮驱动直流永磁毂电机 车型车型 26 电动自行车电动自行车 额定输出功率额定输出功率120W 整车质量整车质量30kg额定电压额定电压40V 最大载重最大载重120kg额定电流额定电流3 5A 质量为质量为 M 70kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶 所受摩擦阻力的人骑此电动自行车沿平直公路行驶 所受摩擦阻力 Ff恒为车和人总重恒为车和人总重 的的 k 倍 倍 k 0 02 g 取取 10m s2 求 求 1 此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率 此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率 2 仅在永磁毂电机以额定功仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下 人骑车行驶的最大速度是多少 率提供动力的情况下 人骑车行驶的最大速度是多少 解析解析 1 由表可知 电机的额定电压为由表可知 电机的额定电压为 U0 40V 额定电流为 额定电流为 I0 3 5A 所以电机正常 所以电机正常 工作时输入功率工作时输入功率 P 入入 U0I0 140W 又因为电机的输出功率为又因为电机的输出功率为 P 出出 120W 所以电机的效率为所以电机的效率为 100 85 7 2 行驶时所受阻力为行驶时所受阻力为 Ff k M m g 式中 式中 m 为车的质量 为车的质量 当达到最大速度当达到最大速度 vm时 应有时 应有 P 出出 Ffvm 用心 爱心 专心15 所以最大速率所以最大速率 vm P 出出 Ff 6 0m s 答案答案 1 85 7 2 6 0m s 命题规律命题规律 根据串并联特点画出等效电路 确定各用电器电压 电流及功率情况 根据串并联特点画出等效电路 确定各用电器电压 电流及功率情况 考例考例 5 2009 重庆重庆 某实物投影机有某实物投影机有 10 个相同的强光灯个相同的强光灯 L1 L10 24V 200W 和和 10 个相个相 同的指示灯同的指示灯 X1 X10 220V 2W 将其连接在 将其连接在 220V 交流电源上 电路见下图 若工作一段交流电源上 电路见下图 若工作一段 时间后 时间后 L2灯丝烧断 则灯丝烧断 则 A X1的功率减小 的功率减小 L1的功率增大的功率增大 B X1的功率增大 的功率增大 L1的功率增大的功率增大 C X2功率增大 其它指示灯的功率减小功率增大 其它指示灯的功率减小 D X2功率减小 其它指示灯的功率增大功率减小 其它指示灯的功率增大 解析解析 强光灯强光灯 L2烧断后 电路中电阻增大电流减小 其他强光灯和指示灯两端电压减小 烧断后 电路中电阻增大电流减小 其他强光灯和指示灯两端电压减小 X2两端电压增加 故两端电压增加 故 X2功率增大 其他指示灯及强光灯功率减小 功率增大 其他指示灯及强光灯功率减小 答案答案 C 已知如图所示 已知如图所示 R1