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2022三维设计一轮课时跟踪检测(二十六) 电流 电阻 电功 电功率

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课时跟踪检测(二十六) 电流 电阻 电功 电功率

1.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(  )
A.         B.
C. D.
解析:选B 在加速电场中有eU=mv2,得v= 。在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内电荷量为q=IΔt=I ,则电子个数n== ,B正确。
2.(多选)氢原子核外只有一个电子,它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10-16 s,则下列说法正确的是(  )
A.电子绕核运动的等效电流为6.7×10-4 A
B.电子绕核运动的等效电流为1.5×103 A
C.等效电流的方向与电子的运动方向相反
D.等效电流的方向与电子的运动方向相同
解析:选AC 根据电流的定义式I=可得等效电流为I==≈6.7×10-4 A,故A正确,B错误;等效电流的方向与电子的运动方向相反,故C正确,D错误。
3.小雷同学家里购买了一款扫地机器人,如图所示,小雷同学仔细检查了这个新扫地机器人,发现铭牌上标有如下表所示的数据,则该扫地机器人(  )

主机基本参数
产品尺寸 345 mm*345 mm*96 mm
电池 14.4 V/5 200 mA·h锂电池
产品质量 约3.8 kg
无线连接 WiFi智能快连
额定电压 14.4 V
额定功率 55 W

A.额定工作电流为0.25 A
B.充满电后正常工作的时间为2.5 h
C.电池充满电后储存的总电荷量为18 720 C
D.以额定电流工作时每小时消耗能量为55 J
解析:选C 由铭牌知,扫地机器人工作的额定电压为14.4 V,额定功率为55 W,则额定电流I= A≈3.82 A=3 820 mA,每秒钟消耗能量W=Pt=55 J,A、D错误;根据电池容量5 200 mA·h知,电池充满电后储存的总电荷量 Q=5.2 A×3 600 s=18 720 C,充满电后正常工作的时间 t=≈1.36 h,B错误,C正确。
4.两根材料相同的均匀导线x和y,其中,x长为l,y长为2l,串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示,那么,x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为(  )
A.3∶1 1∶6       B.2∶3 1∶6
C.3∶2 1∶5 D.3∶1 5∶1
解析:选A 由题图可知,两导线两端的电压之比为3∶1,电流相同,则电阻之比为3∶1,由电阻定律R=ρ,得横截面积S=,所以横截面积之比=·=×=,A正确。
5.改革开放以来,人们的生活水平和生活质量有了较大的改善,电冰箱、空调、电视机等家用电器得到了普遍使用。根据图中铭牌上提供的信息,判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是(  )

A.电冰箱比电风扇多
B.电风扇比电冰箱多
C.电风扇与电冰箱一样多
D.电冰箱比电风扇可能多,也可能少
解析:选B 依据电冰箱铭牌可知,电冰箱在12 h内消耗电能0.25 kW·h,而电风扇在12 h内消耗电能W=Pt=0.78 kW·h,B项正确。
6.(2020·山东省淄博市模拟)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,则下列说法正确的是(  )
A.电饭煲的电阻为44 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω
B.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
C.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J
D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
解析:选C 由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1==44 Ω,P1=UI1=1 100 W,其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J,洗衣机电动机为非纯电阻元件,所以R2≠,P2=UI2=110 W,其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J,其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。故C正确,A、B、D错误。
7.(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则(  )
自重 40 kg 额定电压 48 V
载重 75 kg 额定电流 12 A
最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 W

A.电动机的输入功率为576 W
B.电动机的内电阻为4 Ω
C.该车获得的牵引力为104 N
D.该车受到的阻力为63 N
解析:选AD 电动机的输入功率P入=UI=48×12 W=576 W,A正确;由于P入=P出+I2r,则r= Ω= Ω,B错误;因为P出=Fv=Ffv,所以F=Ff= N=63 N,C错误,D正确。

8.(多选)如图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽略一切阻力及导线电阻,则(  )
A.电源内阻r=-R
B.电源内阻r=--R
C.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大
D.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小
解析:选BC 含有电动机的电路不是纯电阻电路,欧姆定律不再适用,A错误;由能量守恒定律可得EI=I2r+mgv+I2R,解得r=--R,B正确;如果电动机转轴被卡住,则E=I′(R+r),电流增大,较短时间内,电源消耗的功率变大,较长时间的话,会出现烧坏电源和电动机的现象,C正确,D错误。
9.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V。则当这台电动机正常运转时(  )
A.电动机的内阻为7.5 Ω
B.电动机的内阻为2.0 Ω
C.电动机的输出功率为30.0 W
D.电动机的输出功率为26.0 W
解析:选D 因为电动机停止转动时,电动机没有将电能转化为机械能属于纯电阻元件,此时电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V,说明电动机的内阻r===1.0 Ω,选项A、B错误;当电动机正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V,则电动机的总功率为P总=U2I2=2.0 A×15.0 V=30.0 W,此时电动机的发热功率为P热=I22r=(2.0 A)2×1.0 Ω=4.0 W,故电动机的输出功率为P出=P总-P热=30.0 W-4.0 W=26.0 W,选项C错误,D正确。
10.(多选)如图所示的是某一直流电动机提升重物的示意图,重物质量m=50 kg,电源提供给电动机的电压为U=110 V,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时,通过电动机的电流为I=5.0 A,重力加速度g取10 m/s2,则(  )

A.电动机的输入功率为550 W
B.电动机提升重物的功率为550 W
C.电动机提升重物的功率为450 W
D.电动机的线圈电阻为22 Ω
解析:选AC 电动机的输入功率P入=UI=110×5.0 W=550 W,A正确。提升重物的功率P出=mgv=50×10×0.9 W=450 W,B错误,C正确。由P入=P出+P热和P热=I2R线,得R线== Ω=4 Ω,D错。
11.如图所示的是电饭煲的电路图,S1是一个控温开关,手动闭合后,当此开关温度达到居里点(103 ℃)时,会自动断开。S2是一个自动控温开关,当温度低于60 ℃时会自动闭合;温度高于80 ℃时,会自动断开。红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1=R2=500 Ω,加热电阻丝R3=50 Ω,两灯电阻不计。

(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过程)。
(2)简要回答,如果不闭合开关S1 ,电饭煲能将饭煮熟吗?
(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。
解析:(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,同时把手动开关S1关闭,这时黄灯被短路红灯亮,电饭煲处于加热状态。加热到80 ℃时,S2自动断开,S1仍闭合,待电饭煲中水烧干后,温度升高到103 ℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态。由于电饭煲散热,待温度下降至60 ℃时,S2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待温度上升到80 ℃时,又自动断开,电饭煲再次处于保温状态。
(2)如果不闭合开关S1, 开始S2总是闭合的,R1被短路,功率为P1, 当温度上升到80 ℃时,S2自动断开,功率降为P2, 温度降低到60 ℃ ,S2自动闭合。温度只能在60~80 ℃ 之间变化,不能把水烧开,不能把饭煮熟。
(3)加热时电饭煲消耗的电功率

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