题目列表(包括答案和解析)
5、一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V。若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端,则灯泡消耗的电功率 ( B)
A.等于36 W B.小于36 W,大于9 W
C.等于9 W D.小于9 W
4.一个标有“200 V 60W”的白炽灯泡,当用多用电表的欧姆档去测量它的电阻时,其阻值A.接近于807 Ω B.接近于3.7 Ω
C.明显大于807 Ω D.明显小于807 Ω
[解析] 用多用电表的欧姆档测量灯泡的电阻时,应把灯泡从电路中断开,测出的是在其不发光时的电阻,此时它的电阻明显小于正常发光时的电阻807 Ω.
[答案] D
3、当光照射到光敏电阻上时,光敏电阻的阻值 (填“变大”、“不变”或“变小”).半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随 变化而改变的特性制成的.
答案:变小;温度
解析:光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻,半导体材料的电阻率随温度升高而减小。
2、2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。
答案:D
解析:考查基本物理常识。热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系,测得该热敏电阻的值即可获取温度,从而应用于温度测控装置中,A说法正确;光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器,B说法正确;电阻丝通过电流会产生热效应,可应用于电热设备中,C说法正确;电阻对直流和交流均起到阻碍的作用,D说法错误。
1.关于电阻率,下列说法中不正确的是
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好
B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大
C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们制作标准电阻
[解析] 电阻率表示导体的导电性能的好坏,电阻率越小,导体的导电性能越好.
[答案] A
2.部分电路欧姆定律的应用
[例7]如图所示是一种测定风作用力的仪器原理图,P为金属球,悬挂在一细长金属丝下面,O是悬点,R0是保护电阻,CD是水平放置的光滑电阻丝,与细金属丝始终保护良好接触.无风时,金属丝与电阻丝在C点接触,此时?示数为I0;有风时金属丝将偏转一角度θ,角θ与风力大小有关,设风力方向水平向左,OC=h,CD=L,金属球质量为m,电阻丝单位长度的阻值为k,电源内阻和金属丝电阻不计,金属丝偏角为θ时,?的示数为I/,此时风力为F,试写出:
(1)F与θ的关系式.
(2)F与I/的关系式.
解析:(1)有风力时;对金属球P,受力如图,F=F1sinθ;mg=F1cosθ;F=mgtanθ
(2)无风时,电路中U=I0(R0+kL)
有风力时,电路中U=I/(R0+kL/), L/=L-htanθ
由以上各式解得
思考:本题你是怎样将实际问题抽象成简单的物理模型的?
[例8]图为一种加速度仪的示意图,质量为m的振子两端连有劲度系数均为K的轻弹簧,电源电动势为E,不计内阻,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,这时电压表指针恰好在刻度盘正中。求:
(1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式。
(2)将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的还是不均匀的?为什么?
(3)若电压表指针指在满刻度的3/4位置,此时系统的加速度大小和方向如何?
解析:设加速度a向右,m向左平移了x,对m用牛顿第二定律有2Kx=ma;根据部分电路欧姆定律和电阻定律,电压表示数与左段电阻成正比,因此也和x成正比,所以,两式解得
.
可见,a与U为一次函数关系,所以将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的。
因为系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,电压表指针恰好在刻度盘正中,U=E/2,所以电压表指针指在满刻度的3/4位置时,U=3E/4,带入a与U的一次函数关系式,得,负号表示加速度方向向左。
1.电功、电功率的计算
(1)用电器正常工作的条件:
①用电器两端的实际电压等于其额定电压.
②用电器中的实际电流等于其额定电流.
③用电器的实际电功率等于其额定功率.
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个条件必定满足,因此它们是用电器正常工作的等效条件.灵活选用等效条件,往往能够简化解题过程.
(2)用电器接入电路时:
①纯电阻用电器接入电路中,若无特别说明,应认为其电阻不变.
②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.
[例6]微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3V的电压时,通过的电流为0.3A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,这时电动机正常工作,则吸尘器的效率为多少?
解析:当加0.3V电压时,电动机不转,说明电动机无机械能输出,它消耗的电能全部转化为内能,此时电动机也可视为纯电阻,则r=U1/I1=1Ω,当加2.0V电压,电流为0.8A时,电动机正常工作,有机械能输出,此时的电动机为非纯电阻用电器,消耗的电能等于转化机械能和内能之和。转化的热功率由P=I22r=0.82×1= 0.64 W计算,总功率由 P0= I2U2=0.8×2.0=1.6W计算。所以电动机的效率为η=(P-P0)/P=60%。
4.电功率与热功率之间的关系
纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.
纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.
非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.
[例3]一只标有“220 V,60 W”字样的灯泡,在额定电压下工作时,灯丝中通过的电流多大?如果线路电压下降到200V时,它的功率多大?(假设灯丝电阻不随温度而变化)
解析:灯泡上标有“220 V,60 W”的字样,表明灯泡的额定电压(即正常一作的电压)为 220 V,只有在这个电压下,它的功率才是额定功率60w.如果实际的电压不是220V,那么它的功率就不再是60 W.由题意可认为它相当于一个阻值不变的电阻.
灯泡的工作电流I=P/U=60/220=0。27(A) 灯泡的电阻R=U2/P=2202/60=807(Ω)
灯泡的实际功率 P/=U/2/R=2002/807= 50(W)
点评:由公式P=U2/R可知,当用电器电阻R不变时,P∝U2,可用P1/P2=U12/U22来计算,这样就不必算出灯丝的电阻.用电器实际功率的大小,是由加在用电器两端的实际电压的大小决定的.
[例4]直流电动机线圈的电阻为R,当电动机工作时通过线圈的电流是I,此时它两端的电压为U,则电动机的输出功率为( )
A.UI;B.IU+I2R C.IU一I2R; D.U2/R
解析:该题不少学生选了D,其原因是同电源输出功率混淆,认为输出功率就是端电压与电流乘积,而这里不是电源输出而是电机输出.
答案:C
点评:(l)处理该类题目首先应当注意这是非纯电阻电路.
(2)这里的输入功率UI=转化成机械能的功率十转化成内能的功率.
[例5]某脉冲激光器的耗电功率为2×l03W,每秒钟输出10个光脉冲,每个脉冲持续的时间
10-8s,携带的能量为 0.2J。则每个脉冲的功率为 W。该激光器将电能转化为激光能量的效率为
解析:P=W/t=2×107W。每秒 钟转化为光脉的能量是 E= 0.2J× 10=2 J,该激光器将电能转化为激光能量的效率η=E/E总=0.001
规律方法
3.焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt.
纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R
非纯电阻电路W=UIt,P=UI
2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI
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