純電阻電路與非純電阻電路模型（解析版）-2024-2025學(xué)年人教版高二物理必修第三冊同步題型

專題11純電阻電路與非純電阻電路模型

模型講解

1.純電阻電路與非純電阻電路

(1)純電阻電路：電流通過純電阻電路做功時，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能。

(2)非純電阻電路：含有電動機或電解槽等的電路稱為非純電阻電路。在非純電阻電路中，電流做功將電能

除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能等其他形式的能。例如電動機產(chǎn)總=P出+尸熱。

2.純電阻電路和非純電阻電路的比較

純電阻電路非純電阻電路

舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動機、電解槽

能量轉(zhuǎn)化情況

少=0+￡其他

電功和電熱的關(guān)系W=Q即IUt=PRt

UIt=PRt+E其他

電功率和熱功率的關(guān)P=P熱P—P熱+P其他

系即/U=/2R即/。=/氏+尸其他

歐姆定律是否成立U=IR,1=—,成立U>IR,K-,不成立

RR

W=UIt、尸電適用于任何電路計算電功和電功率

Q=FRt、P熱=尸尺適用于任意電路計算電熱和熱功率

說明

只有純電阻電路滿足少=。，尸電=P熱；非純電阻電路尸電

熱

案例剖析"

【例1】額定電壓都是110V,額定功率尸A=100W,PB=40W的電燈兩盞，若接在電壓是220V的電路

上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是()

AB

A

c

【思路點撥】

(1)兩電燈均正常發(fā)光時，其電壓必為額定電壓。

(2)滑動變阻器消耗的功率最小時電路總功率就最小。

【答案】C

U2

【解析】對燈泡有一，可知底＜6，對于A電路，由于&＜扁，所以53＞以，則有無＞110

R

V,B燈被燒毀，A錯誤；對于B電路，由于&＞RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于搗，所以?。?/p>

。并，B燈被燒毀，B錯誤；對于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA,所以可能心=UB=110V,

兩燈可以正常發(fā)光。對于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則C7A=C/B=110V,兩燈

可以正常發(fā)光。比較C、D兩個電路，由于C電路中變阻器功率為(〃-4)x110V,而D電路中變阻器功率

為(/A+/B)*H0V,所以C電路消耗電功率最小。

【例2】一臺直流電動機，其線圈的電阻值為0.5。。當電動機兩端所加電壓為8V時，電動機正常工作，

通過線圈的電流是2A。由此可知()

A.電動機消耗的電功率為72W

B.電動機輸出的機械功率為12W

C.電動機線圈的發(fā)熱功率為2W

D.電動機的工作效率為50%

【答案】C

【解析】電動機消耗的電功率尸=。=16W,故A錯誤；電動機線圈的發(fā)熱功率尸熱=尸尺=2W,故C

p出

正確；電動機輸出的機械功率產(chǎn)出=P—P塊=14W,故B錯誤；電動機的工作效率〃=-^＜100%=87.5%,

故D錯誤。

【例3】掃地機器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內(nèi)完成地板清理工作。若

機器人電動機線圈電阻為r,當它正常工作時，電動機兩端所加的電壓為U,通過的電流為/,下列說法正

確的是()

u

A./<-

B.經(jīng)過時間f,電動機消耗的電能少=；＞/

C.經(jīng)過時間t,電動機產(chǎn)生的熱量Q=UIt

D.經(jīng)過時間f,電動機輸出的機械功少=四

【答案】A

【解析】經(jīng)過時間/,電動機消耗的電能少=〃，故B錯誤；電動機產(chǎn)生的熱量。=產(chǎn)〃，故C錯誤；

電動機輸出的機械功少出=5—尸”，故D錯誤；根據(jù)。＜少，得/＜4,故A正確。

r

【例4】某電動機提升重物的裝置如圖所示，電源的電壓為120V,不計內(nèi)阻。重物的質(zhì)量加=50kg。當電

機以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強度/=5A,重力加速度g=10m/s?,則下列判

斷不正確的是（）

A.電動機消耗功率600W

B.電動機的機械功率450W

C.電動機線圈電阻為6。

D,電動機線圈電阻為24。

【答案】D

【解析】電動機消耗功率尸=S=600W,選項A正確，不符合題意；電動機的機械功率尸機=?7型=450

W,選項B正確，不符合題意；對電動機尸一P機=7V,解得電動機線圈電阻為r=6C,選項C正確，不符

合題意，選項D錯誤，符合題意。

綜合應(yīng)用

!■

一、單選題

1.如圖所示，電源電動勢E=3V,小燈泡工標有“2V、0.4W”，開關(guān)S接1,當變阻器調(diào)到尺=4。時，小燈

泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2,小燈泡上和電動機M均正常工作。則（）

E

A.電路中的電流約為0.21A

B.電動機的內(nèi)阻為4。

C.電動機正常工作電壓為IV

D.電源效率約為93.3%

【答案】D

【詳解】A.由于小燈泡與電動機串聯(lián)，此時二者均正常工作，故電路中的電流與通過燈泡的電流相等，則

有

=%-=0.2A

T%

A錯誤；

BC.設(shè)電源的內(nèi)阻為「，當開關(guān)S接1,則有

E=U燈+/燈R+4“

解得

r=1Q

現(xiàn)將開關(guān)S接2,電動機分擔的電壓

4=E-U燈一勿=0.8V

電動機工作時，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故其內(nèi)阻

%＜學(xué)=4。

BC均錯誤；

D.電源的效率

〃二號匕1。。％=3皿2一。"%00%=93.3%

3x0.2

D正確。

故選D。

2.如圖所示，電源電動勢，E=8V,內(nèi)電阻r=l。，小燈泡L1標有“3V3W”字樣，小燈泡L?標有“2V

4W”字樣，電動機D的內(nèi)阻勺=0.5。,當閉合電鍵S,將滑動變阻器R的阻值調(diào)到1Q時，兩燈泡和電動

機均能正常工作。則（）

A.流過電動機的電流為2AB.電動機兩端電壓為2V

C.電動機輸出的機械功率為3.5WD.電源的輸出功率為16W

【答案】C

【詳解】A.由題意可知，兩燈泡和電動機均能正常工作時，則流過小燈泡L1的電流為

流過小燈泡L2的電流為

由串、并聯(lián)電路特點可得流過電動機的電流為

/口=/,—/]=2A—1A=1A

故A錯誤；

B.小燈泡L1的電阻

則有電動機兩端的電壓為

UD=A（R1+R）=1X（3+1）V=4V

故B錯誤；

C.電動機的輸入功率為

用入=4/D=4X1W=4W

電動機的熱功率為

4=/^=l2x0.5W=0.5W

則電動機輸出的機械功率為

品出=6-舄=4W-0.5W=3.5W

故C正確；

D.電源兩端電壓為

0=6+4=2V+4V=6V

電源的輸出功率為

均=%=6x2W=12W

故D錯誤。

故選Co

3.如圖所示，電源的電動勢為￡,電源內(nèi)阻為廠，定值電阻R=2r,M為直流電動機，其線圈電阻也為2r,

電動機正常運轉(zhuǎn)時，理想電壓表讀數(shù)為U則（）

5，

3E4E2

B.電阻R消耗的功率為

10r225r

2E2IE1

C.電源的輸出功率為為——D.電動機M的輸出功率為——

15r45r

【答案】D

【詳解】A.由閉合電路的歐姆定律得電路中的電流為

E-U2E

R+r15r

故A錯誤;

B.電阻&消耗的功率為

8E2

PR=FR=

2257

故B錯誤；

C.電源的輸出功率為

故c錯誤；

D.電動機M的輸出功率為

2

PMib=IU-I-2r=^-

45r

故D正確。

故選D。

4.在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V,燈泡L標有“3V6W”字樣，電動機線圈的電阻若

燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是（）

A.流過電動機的電流是5A

B.整個電路消耗的電功率是10W

C.電動機的輸出功率6W

D.電動機的效率是80%

【答案】C

【詳解】A.燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為

/="=2A

%

由于電路串聯(lián)，因此流過電動機的電流是2A,故A錯誤；

B.整個電路消耗的功率為

P息=UI=\6W

故B錯誤；

C.燈泡正常發(fā)光時的電壓等于其額定電壓，故電動機的輸入電壓為

UM=U-UL=5V

電動機的熱功率為

P=/2%=4W

所以電動機的輸出功率為

4=UM/-/2%=6W

故C正確；

D.電動機的效率為

n=^LxlOO%=—xl00%=60%

P入5x2

故D錯誤。

故選Co

5.如圖，一充電器對鋰電池充電電路圖，已知輸出電壓U=3.0V,輸出電流為/=100mA,鋰電池的內(nèi)阻

r=2Qo則在充電時間為f=lmin的時間內(nèi)，下列說法不正確的是（）

A.有18J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.充電過程中電流做的功為18J

C.該過程中鋰電池產(chǎn)生的熱量為1.2J

D.該過程中有16.8J的化學(xué)能儲存在鋰電池中

【答案】A

【詳解】B.充電過程中電流做的功為

吟m=3.0X0.1X60J=18J

故B正確，不滿足題意要求；

C.該過程中鋰電池產(chǎn)生的熱量為

Q=I2rt=\2i

故C正確，不滿足題意要求；

AD.根據(jù)能量守恒定律有

UIt=『rt+E化

解得

%=16.8J

可知，有16.8J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，即該過程中有16.8J的化學(xué)能儲存在鋰電池中，故A錯誤，滿足題意

要求；D正確，不滿足題意要求。

故選Ao

6.如圖甲所示的U-/圖像為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線。將此電源與一個線圈電阻為0.4。的電動

機和“4V,2W”的燈泡串聯(lián)接入電路，如圖乙所示。電動機正常工作，燈泡也正常發(fā)光。下列說法正確的是

()

A.電源電動勢為9V,內(nèi)阻為2.25Q

B.電路中的電流為1A

C.電動機的輸入功率2.25W

D.電動機的輸出功率1W

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)閉合電路歐姆定律

E^U+Ir

結(jié)合圖像的斜率與截距可知

9-5

E=9V,r=------Q=1Q

4

故A錯誤；

B.燈泡正常發(fā)光，則有

P

/=—=0.5A

U

故B錯誤；

C.電動機的電壓為

UM=E-U-Ir=4.5V電動機的輸入功率

4=tV=2.25W

故C正確;

D.電動機的熱功率

4=/2^=0.1W電動機的輸出功率

。出=為-0熱=2.15W

故D錯誤。

故選C。

7.直流電動機在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，但是電動機啟動瞬間，轉(zhuǎn)子還未轉(zhuǎn)動，電動機的啟動電流

很大。為了減小啟動電流，保護用電器，如圖所示，將一線圈電阻為儂的電動機與電阻箱串聯(lián)后接在電源

電動勢E=8V,內(nèi)阻尸的電源兩端，電壓表可以視為理想表，現(xiàn)利用電動機豎直向上牽引一質(zhì)量為機=O.lkg

的物體，已知重力加速度為g=10m/s2。調(diào)節(jié)電阻箱至7?=17。后，閉合開關(guān)S,電動機轉(zhuǎn)子穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時，物

體以速度v=0.6m/s勻速上升，電壓表示數(shù)為L/=3.4V,下列說法正確的是（）

□tv

A.電動機的線圈電阻加=7。

B.電動機轉(zhuǎn)動穩(wěn)定時，其輸入電壓為4.6V

C.電動機轉(zhuǎn)動穩(wěn)定時，其輸出功率為6W

D.調(diào)節(jié)電阻箱至R=17。后，閉合開關(guān)S,電動機的啟動電流為0.3A

【答案】A

【詳解】C.電動機轉(zhuǎn)子穩(wěn)定時，輸出功率為

4=mgv=0.6W

故C錯誤；

B.電阻箱的電流為

Z=—=0.2A

R

則電動機的輸入電壓為

UM=E-U-Ir=^AN

故B錯誤;

A.根據(jù)

紹=幾/-/%

可得電動機的內(nèi)阻為

木=7。

故A正確；

D.調(diào)節(jié)電阻箱至R=17C后，閉合開關(guān)S,電動機未啟動，可以作為純電阻電路，由歐姆定律可知電動機

的啟動電流為

p

1'=------------=0.32A

r+R+rM

故D錯誤。

故選Ao

8.一臺小型電動機在10V的電壓下正常工作，用此電動機提升重力為18N的物體時，在10s內(nèi)使該物體

在豎直方向上勻速上升了1m,上述過程中，通過電動機的電流為0.2A。不計除電動機線圈發(fā)熱外的其他

能量損失，則電動機的熱功率為（）

A.0.1WB.0.2WC.0.3WD.0.4W

【答案】B

【詳解】由能量關(guān)系可知，電動機的熱功率

%=W-G-=10x0.2W-^^-W=0.2W

熱t(yī)10

故選B。

9.一船模玩具如圖所示，電池組直接給電動機供電，電動機帶動螺旋槳使船模在水中前進。已知電池組的

電動勢為3V、內(nèi)阻為0.5。，電動機線圈的電阻為0.5。。接通電源船模正常前進時，電動機兩端的電壓為

2.5Vo下列說法正確的是（）

A.電動機的輸入功率為3WB.電動機的輸出功率為2W

C.電動機線圈發(fā)熱功率為13.5WD.電池組消耗的總功率為9W

【答案】B

【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律

E=U+Ir

代入題給數(shù)據(jù)解得

/=1A

所以電動機的輸入功率

p人=UI=25W

輸出功率

電動機內(nèi)阻發(fā)熱的功率為

繪3=0.5W

電池組消耗的總功率為

p=EI=3W

故選B。

10.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構(gòu)成。當閉合開關(guān)Si、S2后,

電動機驅(qū)動風葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進風口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風后從出風口吹出。已知電吹風的額

定電壓為220V,吹冷風時的功率為120W,吹熱風時的功率為1000W。關(guān)于該電吹風，下列說法正確的是

B.電動機的電阻為於一。

C.當電吹風吹冷風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J

D.當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為1000J

【答案】A

【詳解】A.電機和電阻并聯(lián)，當吹熱風時，電阻消耗的功率為

P=P熱-P^=1000-120W=880W

由尸=匕可知電熱絲的電阻為

/?

U22202

R=——=-----Q=55Q

P880

故A正確;

B.電機為非純電阻電路故不能用尸=匕求出阻值；故B錯誤；

/?

C.當電吹風吹冷風時，電熱絲處于斷路狀態(tài)，沒有電流通過，電熱絲每秒鐘消耗的電能為0；故C錯誤；

D.當電吹風吹熱風時，電動機M和電熱絲火并聯(lián)，電動機的功率為120W,所以每秒鐘消耗的電能

2=P^Z=120xlJ=120J

故D錯誤。

故選Ao

11.如圖所示，直流電動機的額定電壓為U,線圈電阻為R,將它接在電動勢為￡,內(nèi)阻為r的直流電源兩

端時，電動機恰好能正常工作，其內(nèi)部電路如圖乙所示，下列說法中正確的是（）

---------@----------

R

Er

----------------'I---------------

TJ〃2

A.電動機的額定電流為入B.電動機的輸入功率為J

RR

C.電動機消耗的熱功率為（￡一⑺一D.電源的總功率為石二m

rr

【答案】D

【詳解】A.電動機不是純電阻用電器，所以歐姆定律不適用，所以其額定電流不等于二，故A錯誤；

B.電路中的電流

rE-U

1=-------

r

則電動機的輸入功率

(E-U)U

埼=。7=

故B錯誤;

C.電動機消耗的熱功率為

(E-UYR

P熱=/R

r2

故c錯誤；

D.電源的總功率為

r

故D正確。

故選D。

二、多選題

12.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲夫構(gòu)成。當閉合開關(guān)Si、S2后,

電動機驅(qū)動風葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進風口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風后從出風口吹出。已知電吹風的額

定電壓為220V,吹冷風時的功率為120W,吹熱風時的功率為1000W。關(guān)于該電吹風，下列說法正確的是

C.當電吹風吹冷風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J

D.當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J

【答案】AD

【詳解】AB.根據(jù)題述電吹風的額定電壓為220V,吹冷風時的功率為120W,吹熱風時的功率為1000W,

可知電熱絲功率為880W,由

7

可得電熱絲的電阻為

_U22202

KD=---Q=55Q

4880

選項A正確，B錯誤；

CD.當電吹風吹冷風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為零，當電吹風吹熱風時，電動機功率為120W,則每

秒鐘消耗的電能為120J,選項C錯誤D正確。

故選AD。

13.如圖所示的電路中，電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Q,白熾燈的燈絲電阻&為160,電動機M線圈的

電阻為2Q。當開關(guān)S閉合后，白熾燈的電功率為4W。若燈絲電阻保持不變，電動機的機械損耗可忽略不

B.流過電動機M的電流為1.5A

C.電動機M輸出的機械功率為12W

D.電源的總功率為24W

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)

R工

解得燈泡兩端電壓

U=8V

則通過電源的電流

故A錯誤；

B.流過電動機M的電流為

幾=/-5=L5A

故B正確；

C.電動機M輸出的機械功率為

4=%-■=7.5W

故C錯誤;

D.電源的總功率為

P=E/=12*2W=24W

故D正確。

故選BDo

14.如圖所示簡易電吹風，主要器材有定值電阻出、R?、電動機M和電熱絲R。已知電動機M額定電壓為

120V,其線圈內(nèi)阻為5Q,電熱絲R=22Q,R/=&=200Q,當該電吹風接入220V家庭電路中，電動機M恰

好可以正常工作，下列說法正確的（）

A.電動機額定功率為100W

B.電動機M正常工作時的機械效率約為95.8%

C.電熱絲的熱功率1100W

D.開關(guān)Si、S2都閉合,30s消耗的電能約為7.26義10勺

【答案】BD

【詳解】A.電動機M正常工作時電流

U220-UM220-120

M-&R]-200x200

Rt+R2200+200

電動機額定功率為

4=UM/M=120W

故A錯誤；

B.電動機M正常工作時的機械效率

殳二4一3:95.8%

PMPM

故B正確；

C.電熱絲的熱功率

u2

PR=-^20.=2200W

RR

故c錯誤；

D.開關(guān)Si、S2都閉合，總電流

/”/M+/R=/M+3=11A

30s消耗的電能

E="J=220xllx30J=7.26xl04j

故D正確。

故選BD?

15.如圖所示，一手持迷你小風扇內(nèi)安裝有小直流電動機，其線圈電阻為火”，額定電壓為U,額定電流為

/。將它與電動勢為￡、內(nèi)阻為r的直流電源連接，電動機恰好正常工作，則（）

A.U=IRMB.路端電壓為￡一萬

C.電動機的熱功率為尸&,D.電源的輸出功率為

【答案】BC

【詳解】A.電動機是非純電阻電路，則不滿足U=選項A錯誤；

B.由閉合電路的歐姆定律，路端電壓為

U端=E—Ir

選項B正確；

C.電動機的熱功率為

P熱=F

選項C正確；

D,電源的輸出功率為

2

Ptb=EI-Ir=UI

選項D錯誤。

故選BC。

16.如圖所示是某型號電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲7?構(gòu)成。已知電吹風的額定電壓為220V,

吹冷風時的功率為120W,吹熱風時的功率為1000W,關(guān)于該電吹風，下列說法正確的是（）

-----------o220Vo---------1

A.電熱絲的電阻為55。

B.若斯、S2閉合，則電吹風吹冷風

C.當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J

D.電動機工作時輸出的機械功率為120W

【答案】AC

【詳解】A.電動機和電熱絲并聯(lián)，當吹熱風時，電熱絲消耗的功率

P=4-4=88OW

由夕=一可知

R

U2

R=—=55。

P

故A正確；

B.若跖、S2閉合，電熱絲接入電路，則此時電熱絲發(fā)熱，電吹風吹熱風，故B錯誤；

C.當吹熱風時，電動機消耗的電功率仍為120W,故每秒鐘消耗的電能為120J,故C正確；

D.電動機工作時的輸入功率為吹冷風時的功率，即為120W,由于電動機內(nèi)部線圈有電阻，會產(chǎn)生一定的

熱功率，可知電動機工作時輸出的機械功率小于120W,故D錯誤。

故選AC。

17.如圖所示為某品牌的電動車，質(zhì)量為加=50kg,人的質(zhì)量也為50kg,電動機正常工作的額定輸入電流

/=10A,額定輸入電壓為48V,電動車電池的容量為18000mA山。電動車行駛時所受阻力大小為人和車

總重力的0.05倍：該電動車在水平地面上由靜止開始以額定功率運行f=5s通過x=15m的距離，速度達到

v=4m/s,忽略電動機轉(zhuǎn)動時的摩擦，重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是（）

A.電池能使電動機以額定電流運行的最長時間為180分鐘

B.該過程中驅(qū)動電動機的輸出功率為310W

C.驅(qū)動電動機的內(nèi)阻為1.70

D.電動車能達到的最大速度為9.6m/s

【答案】BC

【詳解】A.電池能使電動機以額定電流運行的最長時間為

a18000mA-h.

max=7=—m

故A錯誤；

B.由動能定理可得

尸/-0.05（加+加人）g.x=；（加+加人）v?

解得

尸=310W

故B正確；

C.根據(jù)

IU=P+I2r

解得驅(qū)動電動機的內(nèi)阻為

r=1.7Q

故C正確；

D.電動車能達到的最大速度為

%=八*/口~=6.2m/s

0.05（加+機人）g

故D錯誤。

故選BCo

18.如圖所示的電路中，利用電動機提升重物，電源電動勢E=6V,電源內(nèi)阻r=電阻火=3。，重物

質(zhì)量加=O.lkg。當將重物固定時，電壓表的示數(shù)為5V,當重物不固定，電動機最后穩(wěn)定運行，重物勻速上

升時，電壓表的示數(shù)為5.5V,不計摩擦，g取lOm/s"下列說法正確的是（）

A.電動機內(nèi)部線圈的電阻為20

B.重物勻速上升時，流過電動機的電流為2A

C.重物勻速上升時的速度為1.5m/s

D.重物勻速上升時，電動機輸出的機械功率是2W

【答案】AC

【詳解】A.當將重物固定時，電動機沒有機械能輸出，整個電路是純電阻電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律可

知，電源內(nèi)電壓為

%=￡-5V=lV

電路中電流為

%1=1A

r

故電動機兩端電壓為

UMI=5VTR=2V

電動機內(nèi)部線圈的電阻為

%_=2Q

故A正確；

B.重物勻速上升時，電源內(nèi)電壓為

U內(nèi)2=E-5.5V=0.5V

電路中電流為

I2=%=0.5A

r

故B錯誤；

CD.重物勻速上升時，電動機兩端電壓為

UM2=5.5V-/2A=4V

電動機輸出的機械功率為

Li#M=L5W

電動機的牽引力等于重物的重力

F=mg=IN

由

4=^

可得重物勻速上升時的速度為

v=—=1.5m/s

F

故C正確，D錯誤。

故選ACo

三、解答題

19.如圖所示，電源電動勢E=10V,內(nèi)阻尸1。，定值電阻凡=1。。閉合開關(guān)S后，理想電壓表示數(shù)為2V,

額定功率為9W的燈泡恰能正常發(fā)光。已知電動機M的內(nèi)阻兄,=4。，燈泡的電阻保持不變，求：

勺

(1)電源的工作效率；

(2)燈泡的電阻；

(3)電動機對外輸出的機械功率。

【答案】(1)80%(2)4Q(3)2W

【詳解】(1)電壓表測定值電阻兩端電壓，設(shè)干路電流為/,則內(nèi)阻分到的電壓

U=/r=^2--r=—xlQ=2V

&1Q

電源的工作效率

F-TT

〃=-------100%=80%

E

(2)燈泡上的電壓

UL=E-Ur-UQ=6V

小燈泡上的電流為

「導(dǎo)冷，5A

小燈泡上的電阻為

人得=黑=4。

(3)電動機上的電流

—磊-3.5A

電動機與燈泡并聯(lián)，則電動機上電壓與燈泡上電壓相等，電動機對外輸出的機械功率

藩=2W

20.如圖所示，己知電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=4Q,定值電阻用=1.50。電動機的額定電壓U=4.5V,

線圈內(nèi)阻RM=1。?；瑒幼冏杵鼬B的阻值范圍為0~7。，求:

(I)閉合開關(guān)S、s1；斷開s?,當滑動變阻器觸頭置于正中間位置時，4消耗的功率為多大(結(jié)果可用分式

表示)；

(2)閉合開關(guān)S、片，斷開S2,當此的阻值為多大時，凡消耗的功率最大;

(3)閉合開關(guān)S、S2,斷開斯，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電源的輸出功率達到理論最大值時電動機正常運轉(zhuǎn)。電

動機正常運轉(zhuǎn)時，電動機的輸出功率為多大。

O

【答案】⑴⑵5.50⑶4.5W

【詳解】(1)閉合開關(guān)S、s1；斷開右，通過A的電流

i=——-——

R、+7?2+/

定值電阻4消耗的電功率為

2

ED

（凡+&+/）

當滑動變阻器觸頭置于正中間位置時，滑動變阻器

4=3.5。4消耗的功率

=-w

13

(2)將定值電阻A看做電源內(nèi)阻的一部分，則電源的等效內(nèi)阻

r'=Rx+r=5.5Q

由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，當滑動變阻器接入電路的阻值

6=，=5.5。

滑動變阻器消耗的功率最大

(3)電源的輸出功率

2

Ptb=EI-Ir

根據(jù)一元二次函數(shù)知識解得

F

/=T=1.5A%有最大值電動機正常運轉(zhuǎn)，輸出功率

2r

2

PM=UI-IRM

解得

&=4.5W

21.如圖所示的電路圖，電源的