【物理】2019届一轮复习人教版欧姆定律电阻定律电功与电功率焦耳定律学案 21页

‎2019届一轮复习人教版 欧姆定律 电阻定律 电功与电功率 焦耳定律 学案 考点精讲 一、电流、欧姆定律 ‎1．电流 ‎(1)定义：自由电荷的定向移动形成电流．‎ ‎(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向．‎ ‎(3)三个公式 公式 适用 范围 字母含义 公式含义 定义式 I＝ 一切电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ 微观式 I＝‎ nqSv n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：电荷定向移动的速率 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ 金属、‎ 电解液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U，I∝ ‎2．欧姆定律 ‎(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．‎ ‎(2)公式：I＝．‎ ‎(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路．‎ ‎3．欧姆定律的“二同”‎ ‎(1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体．‎ ‎(2)同时性：指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流．‎ ‎4．对伏安特性曲线的理解 ‎(1)图甲中线a、b表示线性元件．图乙中线c、d表示非线性元件．‎ ‎(2)I－U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra＜Rb(如图甲所示)．‎ ‎(3)图线c的电阻减小，图线d的电阻增大(如图乙所示)．‎ ‎(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻．如图乙所示，R0＝.‎ 二、电阻、电阻率、电阻定律 ‎1．电阻 ‎(1)定义式：R＝．‎ ‎(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大．‎ ‎2．电阻定律 ‎(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．‎ ‎(2)表达式：R＝ρ．‎ ‎3．电阻率 ‎(1)计算式：ρ＝R．‎ ‎(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．‎ ‎(3)电阻率与温度的关系 ‎①金属：电阻率随温度的升高而增大．‎ ‎②半导体：电阻率随温度的升高而减小．‎ ‎③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．‎ 电阻的决定式和定义式的区别 公式 R＝ρ R＝ 区别 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体 三、电功、电功率、焦耳定律 ‎1．电功 ‎(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功，电势能转化为其他形式的能的过程．‎ ‎(2)公式：W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式．‎ ‎2．电功率 ‎(1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．‎ ‎(2)公式：P＝＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式．‎ ‎3．焦耳定律：电流通过电阻时产生的热量Q＝I2Rt，这是计算电热普遍适用的公式．‎ ‎4．热功率 ‎(1)定义：单位时间内的发热量．‎ ‎(2)表达式：P＝＝I2R．‎ 考点精练 题组1描述电路的三个基本量 ‎1．关于电流的下列说法中，正确的是 (　　)‎ A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多 B．在相同时间内，通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C．通电时间越长，电流越大 D．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大 ‎【答案】BD ‎ ‎【解析】本题考查对公式I＝的理解。根据电流的定义可知BD正确。‎ ‎2．关于电流的方向，下列描述正确的是(　　)‎ A．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向 C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向 D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流 ‎【答案】AC ‎【解析】规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A对，B错；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C对；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，但有电流，电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值，D错。‎ ‎3．以下说法正确的是 (　　)‎ A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流 B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的 C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了 ‎【答案】B ‎ ‎【解析】要有持续电流必须有电压，A不对；导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B正确；电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对；在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对。学 ‎ ‎4．关于电流的说法中正确的是(　　)‎ A．根据I＝q/t，可知I与q成正比 B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流有方向，电流是矢量 D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 ‎【答案】D ‎ ‎5．在某次闪电中，持续时间为0.5 s，所形成的平均电流为6.0×‎104 A，若闪电过程中电荷以‎0.5 A的电流通过电灯，试求该次闪电产生的电流可供电灯照明时间为多少？‎ ‎【答案】6×104 s ‎ ‎【解析】该次闪电过程中产生的电荷量为q＝I1t1＝6.0×104×‎0.5 C＝3×‎104 C，若流过电灯，可供照明的时间t2＝＝ s＝6×104 s。‎ 题组2欧姆定律与电阻定律 电阻率 ‎1．下列说法中正确的是 (　　)‎ A．据R＝可知，当通过导体的电流不变时，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍 B．据R＝可知，通过导体的电流改变，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变 C．据可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比 D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关 ‎【答案】BD ‎ ‎2．关于材料的电阻率，下列说法正确的是(　　)‎ A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3‎ B．材料的电阻率随温度的升高而增大 C．通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小 D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大 ‎【答案】C　‎ ‎【解析】材料的电阻率与长度无关，A错误；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，B错误；通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小，C正确；电阻率大的导体，电阻不一定大，D错误．‎ ‎4．一个阻值为R的电阻两端加上电压后，通过导体截面的电荷量q与通电时间t的图象如图所示。此图线的斜率等于 (　　)‎ A．U B．R C． D． ‎【答案】C ‎ ‎【解析】在q—t图上斜率表示电流I＝，而由欧姆定律知I＝，故选项C正确。‎ ‎5.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．加5 V电压时，导体的电阻约是5 Ω B．加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 Ω C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 D．此导体为线性元件 ‎【答案】A．‎ ‎6. (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小 ‎【答案】　ABD ‎7．两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为(　　)‎ A．2∶3 　　　 B．1∶3 ‎ C．1∶2 　　　 D．3∶1‎ ‎【答案】B ‎ ‎【解析】由题图可知两导线电压降分别为UA＝6 V，UB＝4 V；由于它们串联，则3RB＝2RA；由电阻定律可知＝，解得＝，选项B正确。‎ ‎8．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　　)‎ ‎【答案】A　‎ ‎【解析】选项A中电阻横截面积最大，长度最小，根据R＝ρ可知，其电阻最小．选A.‎ ‎9．白炽灯接在220 V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压从0 V逐渐增大到220 V，则下列说法正确的是 (　　)‎ A．电流将逐渐变大 B．电流将逐渐变小 C．每增加1 V电压而引起的电流变化量是相同的 D．每增加1 V电压而引起的电流变化量是减小的 ‎【答案】AD ‎ ‎【解析】随着电压U的增大，由I＝知，电流将逐渐变大，A选项正确，随着电流、电压的增大，灯泡的亮度增大，灯丝温度升高．金属的电阻率随温度的升高而增大，所以灯丝的电阻值增大．根据欧姆定律I＝，在I－U图象中，由于R在增大，斜率k＝减小，其I－U图象如图所示。‎ 由图象可知，每增加1 V的电压引起的电流变化量是减小的。学 ‎ ‎10．电位器是变阻器的一种．如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是 (　　)‎ A．连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B．连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C．连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D．连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 ‎【答案】AD ‎ 题组3 电功、电功率和电热 ‎ ‎1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 (　　)‎ A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻的电路 C．在不是纯电阻的电路中，UI>I2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 ‎【答案】BCD ‎ ‎2．关于电功率，下列说法中正确的是 (　　)‎ A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率 C．白炽灯正常工作，实际功率等于额定功率 D．电功率越小，则电流做的功越少 ‎【答案】C ‎ ‎【解析】用电器的额定功率与用电器的额定电压和额定电流有关，A错。用电器的实际功率，由用电器两端的实际电压和通过它的电流决定，B错。白炽灯正常工作，即达到额定电压和额定电流，故实际功率等于额定功率，C对。因W＝P·t，功由功率和时间共同决定，故D错。‎ ‎3．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内 (　　)‎ A．电炉放热与电动机放热相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率大于电炉的功率 ‎【答案】ABD ‎ ‎【解析】电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R，选项ABD正确，选项C错误。‎ 方法突破 方法1 求解粒子束电流及环形电流的方法 诠释：电流的微观表达式I＝nqSv，S为导体的横截面积，v为导体中自由电荷沿导体定向移动的速率，n 为导体单位体积内的自由电荷数，从微观看，电流决定于导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速度，还与导体的横截面积有关。‎ 题组4 求解粒子束电流及环形电流的方法 ‎1．如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒运动而形成的等效电流大小为(　　)‎ A．vq B． C．qvS D． ‎【答案】A ‎ ‎【解析】设在t时间内通过截面的电荷量为Q，则Q＝vt·q，所以I＝＝vq，应选A。‎ ‎2．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)‎ A．nvS　　　　B．nvΔt C. D. ‎【答案】C　‎ ‎3．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为(　　)‎ A．0 B．2ne/t C．3ne/t D．4ne/t ‎【答案】D ‎ ‎【解析】I＝＝＝，故选D。学 ‎ ‎4．如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是 (　　)‎ A．当n1＝n2时电流强度为零 B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度I＝e C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝e D．电流方向从A→B，电流强度I＝e ‎【答案】D ‎ ‎5. 如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　)‎ A.　 B.　　 C．ρnev　 D. ‎【答案】C　‎ ‎【解析】由电流定义可知：I＝＝＝neSv，‎ 由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，‎ 又E＝，故E＝ρnev，选项C正确．‎ ‎6．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有 (　　)‎ A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 ‎【答案】AB ‎ ‎7．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　)‎ A．电流为，电流的方向为顺时针 B．电流为，电流的方向为顺时针 C．电流为，电流的方向为逆时针 D．电流为，电流的方向为逆时针 ‎【答案】C　‎ ‎【解析】电流I＝＝＝，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确。‎ 方法2 伏安特性曲线的应用 ‎1．运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题 ‎ (1)如图所示，非线性元件的I－U图线是曲线，导体电阻Rn＝，即电阻等于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数．‎ ‎(2)I－U图线中的斜率k＝，斜率k不能理解为k＝tan α(α为图线与U轴的夹角)，因坐标轴的单位可根据需要人为规定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角α是不同的．‎ ‎2．电阻的伏安特性曲线的应用技巧 ‎(1)用I－U图线来描述电阻的伏安特性时，图线上每一点对应一组U、I值，为该状态下的电阻值，UI为该状态下的电功率．‎ ‎(2)如果I－U图线为直线，图线斜率的绝对值为该电阻的倒数．如果I－U图线为曲线，则图线上某点切线斜率的绝对值不表示该点电阻的倒数，电阻的阻值只能用该点的电压和电流的比值来计算．‎ ‎1. 某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A．B点的电阻为12 Ω B．B点的电阻为40 Ω C．导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω ‎【答案】B.‎ ‎2. 如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是(　　)‎ A．R1∶R2＝1∶3‎ B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2‎ C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3‎ D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3‎ ‎【答案】AC.‎ ‎【解析】根据I－U图象可知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1∶R2＝1∶3，故A正确；把R1拉长到原来的3倍长后，横截面积变为原来的，根据R＝ρ可知，电阻变为原来的9倍，为R2的3倍，故B错误；串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比I1∶I2＝1∶1，根据P＝I2R可知，功率之比P1∶P2＝1∶3，故C正确；并联电路，电压相等，电流比等于电阻的反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1∶I2＝3∶1，故D错误．‎ ‎3. 假如某白炽灯的U－I图象如图所示，图象上A点与原点的连线和横轴所成的角为α，A点的切线与横轴所夹的角为β(横、纵坐标均为国际单位)，以下说法中正确的是(　　)‎ A．白炽灯的电功率随电压U的增大而增大 B．白炽灯的电阻随电压U的增大而增大 C．在A点，白炽灯的电阻为tan α D．在A点，白炽灯的电阻为tan β ‎【答案】AB.‎ ‎4．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．P1＝4P2 B．PD＝ C．PD＝P2 D．P1＜4P2‎ ‎【答案】D.‎ ‎【解析】由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相等．当三者按照题图乙所示的电路连接时，电阻器D两端的电压小于U，由题图甲可知，电阻器D的电阻增大，则有RD＞R1＝R2，而RD与R2并联，电压相等，根据P＝，则有PD＜P2，C错误；由欧姆定律可知，电流ID＜I2，又I1＝I2＋ID，故I1＜2I2，根据P＝I2R，则有P1＜4P2，A错误、D正确；由于电阻器D与电阻R2的并联电阻R＜R1，所以D两端的电压小于，且D阻值变大，则PD＜，B错误．‎ ‎5．(多选) 额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3‎ 与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中，则下列说法正确的是(　　)‎ A．L2的额定功率约为99 W B．L2的实际功率约为17 W C．L2的实际功率比L3的实际功率小17 W D．L2的实际功率比L3的实际功率小82 W ‎【答案】ABD.‎ ‎6．(多选) 在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　)‎ A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75 W C．L2的电阻为12 Ω D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4‎ ‎【答案】BD.‎ ‎【解析】电路中的总电流为0.25 A，L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端的电压为3.0 V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75 W，选项B正确；根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3 V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；由欧姆定律可知，L2的电阻为R2＝＝ Ω＝2.4 Ω，选项C错误；L2消耗的电功率为P2＝U2‎ I2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W，即L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确．学 ‎ 方法3计算导体折叠、截取或拉伸后电阻的方法 诠释：某导体形状改变后，因总体积不变，电阻率不变，当长度l和面积S变化时，应用V=Sl来确定S和l在形变前后的关系，分别应用电阻定律即可求出l和S变化前后的电阻关系。‎ 题组5计算导体折叠、截取或拉伸后电阻的方法 ‎1．一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为R(设温度不变)(　　)‎ A．当长度不变，横截面积增大一倍时 B．当横截面积不变，长度增加一倍时 C．长度和横截面半径都缩小一倍时 D．长度和横截面积都扩大一倍时 ‎【答案】D ‎ ‎2．一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为 (　　)‎ A． B．U C．2U D．4U ‎【答案】D ‎ ‎【解析】导线拉长后，体积不变，故V＝lS＝‎2l，则R＝ρ，R′＝ρ＝4ρ＝4R.由I＝，I＝＝，得U′＝4U，故D正确。‎ ‎3. 有两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，导线B对折后绞合起来，则其电阻之比为(　　)‎ A．1∶16　　 B．16∶1 C．1∶4 D．4∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】　设A、B原来电阻均为R，长度均为l，横截面积均为S.‎ 则R＝ρ 对A：RA＝ρ＝4R 对B：RB＝ρ＝R 故＝16∶1，B正确．‎ ‎4．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m，则电阻变为 (　　)‎ A．10 Ω B．50 Ω C．150 Ω D．250 Ω ‎【答案】D ‎5．如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路时，R12∶R34是(　　)‎ A．L1∶L2 B．L2∶L1 C．1∶1 D．L∶L ‎【答案】D ‎ ‎【解析】设薄片厚度为d，则由电阻定律，得R12＝ρ，R34＝ρ，故R12∶R34＝L∶L，选项D正确。‎ ‎6. 如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c＝5∶3∶2.在此长方体的上下左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4.在1、2两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I1；在3、4两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I2.求I1∶I2.‎ ‎【答案】25∶4‎ ‎【解析】1、2两端加上恒定的电压U时，导体的长度是c，横截面积是ab；3、4两端加上恒定的电压U时，导体的长度是a，横截面积是bc，所以两种情况下导体的电阻之比为＝＝4∶25，又由于两种情况下电压相等，由欧姆定律可得，I1∶I2＝25∶4.‎ 方法4计算电功、电热的方法 诠释：对任何电路，电流做功W=UIt，电流产生的热量Q=I2Rt。‎ ‎(1)判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法：一是根据电路中的元件判断；二是看消耗的电能是否全部转化为内能．‎ ‎(2)在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，不能用欧姆定律求电流，应用P＝UI求电流．‎ ‎(3)无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均可用W＝UIt，电热均可用Q＝I2Rt来计算．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即W＞Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用．‎ ‎(4)计算非纯电阻电路时，要善于从能量转化和守恒的角度，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．　 ‎ 题组6计算电功、电热的方法 ‎1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V　40 W”的灯泡，下列说法正确的是(　　)‎ A．接在110 V的电路中时的功率为20 W B．接在110 V的电路中时的功率为10 W C．接在440 V的电路中时的功率为160 W D．接在220 V的电路中时的功率为40 W ‎【答案】BD ‎ ‎2．如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是(　　)‎ A．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2‎ ‎【答案】C ‎ ‎【解析】　因P1＝P2＝P3，又R2与R3并联，U2＝U3且P＝，故R2＝R3，I2＝I3＝I1，即I1∶I2∶I3＝2∶‎ ‎1∶1，根据P＝I2R得R1∶R2∶R3＝∶∶＝1∶4∶4。‎ ‎3．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯泡都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是(　　)‎ A．P甲＜P乙　　　 B．P甲＞P乙 C．P1＞P2 D．P1＝P2‎ ‎【答案】D ‎4．额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个(　　)‎ ‎ ‎ ‎【答案】C ‎ ‎【解析】判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流。由P＝和已知条件可知RA110 V，B灯被烧毁，两灯不能正常发光。对于B电路，由于RB>RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB>U并，A灯若正常发光，则B灯烧毁。对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光。对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光。比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IA－IB)×110，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110，所以C电路消耗电功率最小。学 ‎ ‎5.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．下列说法正确的是(　　)　‎ ‎　　‎ A．电能转化为化学能的功率为0.12 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0.02 W D．充电器把0.14 W的功率储存在电池内 ‎【答案】ABC.‎ ‎6. 在研究微型电动机的性能时，应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0.5 A和2.0 V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为(　　)‎ A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W ‎【答案】A．‎ ‎【解析】电动机不转时相当于一个发热的纯电阻，根据通过电动机的电流为0.5 A、电压为2 V，可算出电动机内阻r＝4 Ω.电动机正常工作时，消耗的功率UI＝48 W，内阻发热消耗的功率为I2r＝16 W，则输出功率为UI－I2r＝32 W.‎ ‎7. 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求：‎ ‎(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？‎ ‎(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？‎ ‎(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？‎ ‎【答案】(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3 (3)11 A　2 420 W　2 420 W ‎ 【解析】(1)因为P入＝IU 所以I＝＝ A＝0.3 A．‎ ‎(3)电风扇的扇叶被卡住后通过电风扇的电流 I＝＝ A＝11 A 电动机消耗的电功率 P＝IU＝11×220 W＝2 420 W.‎ 电动机的发热功率 P内＝I2R＝112×20 W＝2 420 W.‎ ‎8．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V.‎ ‎(1)求通过电动机的电流；‎ ‎(2)求输入电动机的电功率；‎ ‎(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)‎ ‎【答案】(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg ‎【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝(160－110)V＝50 V，流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A，即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A．‎