高中物理 加强练习第十章　97.非纯电阻电路的计算

97.非纯电阻电路的计算(分值：30分)1~3题每题6分1.(多选)如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表(内阻不计)示数为I，额定功率为16W的电动机正常工作，带动质量为0.7kg的物体以2m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为I2，灯泡正常发光。已知电阻R=1.5Ω，灯泡额定电压为10V，额定功率10W，重力加速度g取10m/s2。则(A.电动机线圈的内阻为0.5ΩB.电动机的额定电压为10VC.电源电动势为12VD.电源内阻为1Ω答案AC解析当开关S置于b处时，有U2=P2I2=20WI=10V，解得I=2A，当开关S置于a处时，设电动机线圈的内阻为r'，则有P1-I2r'=mgv，代入数据解得r'=0.5Ω，U1=P1I=16WI=8当开关S置于a处时，根据闭合电路欧姆定律有E=U1+I(R+r)当开关S置于b处时，根据闭合电路欧姆定律有E=U2+I2(R+r)，联立解得E=12V，r=0.5Ω，故C正确，D2.(多选)(2025·安徽名校联盟模拟)如图甲为某手持双头风扇，图乙为其简化电路图。闭合开关S后，两电动机均能正常工作。某同学发现，若用外力迫使电动机M1停止转动，则M2的转速也减小。已知电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电动机M1、M2额定电压均为U=6V，电动机M1线圈的电阻R1=0.5Ω，保护电阻R0=1Ω，则()A.M1停止转动前，电源的输出功率为18WB.M1停止转动前，电源的输出功率为27WC.M1停止转动后，M2功率可能为3WD.M1停止转动后，M2功率可能为4W答案BC解析M1停止转动前，电源内阻r和保护电阻R0分得的总电压为U1=E-U=6V，根据欧姆定律可得，电路中的电流为I=U1R0+r=3A，则内阻分压为Ur=Ir=3V，则路端电压为U路=E-Ur=9V，电源的输出功率P出=U路I=27W，故A错误，B正确；M1停止转动后，设M2两端的电压为U2，通过其中的电流为I2，由闭合电路欧姆定律得E=U2+(U2R1+I2)(R0+r)，代入数据整理得5U2+2I2=12，M2的功率为P2=U2I2=-2.5U22+6U2，当U2=1.2V时，M2功率最大值3.(2025·浙江省二模)图示为某款乒乓球训练机，发球原理是乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转并摩擦乒乓球，使球获得一定的水平初速度并发出。某次设定机器发无旋球，乒乓球射出位置到台面的高度为0.2m，水平射程为1.6m，每分钟发射60个乒乓球。已知乒乓球质量为2.7g，发球机输入电压为8V，输入电流为50mA，电动机线圈内阻为100Ω。不考虑空气阻力和发球前乒乓球高度的变化，下列说法正确的是()A.发球机对单个乒乓球做的功为1.44JB.发球机对乒乓球做功的功率为0.024WC.电动机输出的机械功率为0.4WD.发球机将电能转换为乒乓球机械能的效率为21.6%答案D解析设发球机对于单个乒乓球做的功为W，乒乓球在空中做平抛运动，竖直方向有h=12gt2，水平方向有x=vxt，由动能定理可得W=Ek=12mvx2，联立解得W=8.64×10-2J，故A错误；发球机1分钟内对乒乓球做的总功W0=nW，功率P=W0t=8.64×10-2W，故B错误；电动机消耗的总功率P1=UI，电动机内阻消耗的电功率P2=I2r，则电动机输出的机械功率P出=P1-P2=0.15W，故C错误；发球机将电能转化为乒乓球机械能的效率η=4.(10分)(2025·江西省高三模拟)当汽车电动机启动时车灯总是会瞬间变暗，其原理简化图如图所示。某款混动型汽车在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数I=12A，电动机启动后电流表的示数I'=60A，若电源的电动势E=15V，内阻r=0.05Ω，电流表内阻不计，灯泡电阻恒定，电动机内阻rM=0.108Ω。求：(1)(2分)灯泡的电阻R；(2)(3分)电动机启动后的电源的输出功率P；(3)(5分)电动机的效率η。答案(1)1.2Ω(2)720W(3)55%解析(1)电动机未启动前，由闭合电路的欧姆定律有I=E解得R=1.2Ω(2)当电