2019高考物理三轮冲刺 大题提分 大题精做9 电功 电功率

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1、大题精做九电功电功率1．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电压表示数UV＝110V。试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10m/s2)【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＝50V流过电阻R的电流IR＝＝A＝5A即通过电动机的电流，IM＝IR＝5A。(2)电动机的分压UM＝UV＝110V输入电动机的功率P电＝IMUM＝5

2、50W。(3)电动机的发热功率P热＝Ir＝20W电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530W又因P出＝mgv，所以m＝＝53kg。2．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A。则电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？【解析】当电动机转子不转时，电动机无机械能输出，故电能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立。当电动机转动时，一部分电能转化成机械能输出，但因

3、线圈有电阻，故又在线圈上产生内能，输入的电功率P电＝P热＋P机。接U＝0.2V电压时，电动机不转，电流I＝0.4A，根据欧姆定律，线圈电阻R＝＝＝0.5Ω当接U′＝2.0V电压时，电流I′＝1.0A，故输入电功率P电＝U′I′＝2.0×1.0W＝2.0W消耗热功率P热＝I′2R＝1.02×0.5W＝0.5W故输出功率即机械功率P机＝P电－P热＝(2.0－0.5)W＝1.5W。如果正常工作时转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P热′＝＝W＝8W1．有一电动机，其铭牌上标有“100V50W”，当给此电动机接上100V的电源使其正常工作时

4、，测得它可以将重10N的物体以4m/s的竖直速度匀速提起，求：(1)此电动机的线圈电阻为多大；(2)为了让此电动机和一个“100V30W”的白炽灯在一个输出电压为200V的电源带动下都能正常工作，有人设计了如图电路，请计算电路中的附加电阻的阻值。【解析】（1）电动机正常工作时输出的机械功率为：P机＝Gv＝10×4W＝40W所以其正常工作发热功率为：P热＝P-P机＝50-40＝10W正常工作电流为：I＝PU＝50100A＝0.5A根据焦耳定律：P热＝I2 r根据以上可得电动机内阻：r＝100．52Ω＝40Ω。（2）白炽灯泡正常工作时的电流为：I

5、L＝PLUL＝30100A＝0.3A所以分流电阻R上应流过的电流为IR＝I-IL＝0.5-0.3＝0.2A根据欧姆定律，分流电阻R的阻值应为R＝UIR＝1000.2Ω＝500Ω。2．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6V，电源内阻r＝1Ω，电阻R＝3Ω，重物质量m＝0.10kg，当将重物固定时，理想电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，求：(不计摩擦，g取10m/s2)(1)串联入电路的电动机内阻；(2)重物匀速上升时的速度大小；(3)匀速提升重物3m需要消耗的

6、电能。【解析】(1)由题，电源电动势E＝6V，电源内阻r＝1Ω，当将重物固定时，电压表的示数为5V，则根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为I＝E-Ur＝6-51＝1A电动机的电阻RM＝U-IRI＝5-1×31Ω＝2Ω(2)当重物匀速上升时，电压表的示数为U＝5.5V，电路中电流为I'＝E-U'r＝0.5A电动机两端的电压为UM＝E-I'(R+r)＝6-0.5×(3+1)V＝4V故电动机的输入功率P＝UMI'＝4×0.5＝2W根据能量转化和守恒定律得UMI'＝mgv+I'2R代入解得，v＝1.5m/s(3)匀速提升重物3m所需要的时间t＝hv＝3

7、1.5＝2s则消耗的电能W＝EI't＝6×0.5×2＝6J3．如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5A，且电动机的内阻rM＝1Ω；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4A。求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的机械效率；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。【解析】（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R＝UI1＝126Ω＝2Ω其发热功率：P＝I1U＝12×6W＝72W（2）电

8、动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律：I2U＝I22rM+P输出所以：η＝I2U-I22rMI2U＝5×12-52×15×12＝58.3%（3）电解槽为非纯电阻元件，