第5章 第一节电路中的能量（word版含答案）

2019粤教版必修第三册 第5 章 第一节 电路中的能量
一、解答题
1．小华在路上行走时发现，路边汽车发动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，车灯内阻为定值电阻。已知汽车电源内阻为0.2Ω，车灯电阻为1Ω，电动机内阻为0.125Ω，车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，车灯的电功率36W，电动机正常工作。电流表的内阻不计，求：
(1)电源的电动势；
(2)电动机启动的瞬间，流过电流表的电流；
(3)利用这一电动机在正常工作的情况下匀速吊起一质量为m=3kg的重物，吊起的速度是多少？（重力加速度g= 10m/s2）
2．如图所示，线圈为50匝，在2s内穿过线圈的磁通量由2Wb均匀增大到6Wb，求：
（1）这2s时间内线圈产生的感应电动势；
（2）如果线圈回路的总电阻为100Ω，则感应电流是多大？
3．如图所示的电路中，电源总功率为30W，输出功率为28.4W，，，，，求：？，？，？，电压表示数为多少？
4．AB两地间铺有通讯电缆，长为L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆，在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻，检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置：
(1)令B端的双线断开，在A处测出双线两端间的电阻RA；
(2)令A端的双线断开，在B处测出双线两端的电阻RB；
(3)在A端的双线间加一已知电压UA，在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB.试由以上测量结果确定损坏处的位置．
5．一段电阻丝，通以大小、方向均不变的电流，若10 s内通过的电荷量为20 C，产生的热量为200 J，求：
(1)通过电阻丝的电流；
(2)该电阻丝的电阻R.
6．如图所示，AB和A′B′是长度均为L＝2 km的两根输电线(1 km电阻值为1 Ω)，若发现在距离A和A′等远的两点C和C′间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻．接入电压为U＝90 V的电源：当电源接在A、A′间时，测得B、B′间电压为UB＝72 V；当电源接在B、B′间时，测得A、A′间电压为UA＝45 V．由此可知A与C相距多远？
7．你认为家庭电路中用户的总功率（所有用电器）确定后，干路和各用电器支路的输电线应该如何选择？
8．在图甲中，电源的电动势E=9．0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻Rg保持不变，R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R-t图线所示．闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2mA，则当电流表的示数I2=3．6mA时，热敏电阻R的温度为多少？
9．一电热器正常工作时的电阻为100Ω，通过的电流为2A，问该电热器正常工作1小时产生多少焦耳的热．
10．一台内阻为4Ω的直流电动机，接入电压为20V的电路中，通过的电流为0.5A ，求电动机消耗的电功率和机械功率.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．(1)12V；(2)；(3)2.4m/s
【解析】
【详解】
(1)电动机启动前，S1断开，则
E=I1(r+R)=12V
(2)电动机启动后，S1闭合车灯功率
则
U=6V
流过电流表的电流
(3)通过电动机的电流
电动机输出功率
解得
v=2.4m/s
2．（1）100V（2）1A
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律得：
（2）根据欧姆定律得：．
考点：法拉第电磁感应定律
【名师点睛】考查法拉第电磁感应与欧姆定律，注意线圈为50匝，公式里的n不能丢．
3．2A；15V；；8V
【解析】
【详解】
电源内耗功率为：
总出
根据可得电路总电流为：
根据总可得电源电动势为：
与先串联，后与并联，则有：
电压表上的示数为：
在干路上，故有：
4．
【解析】
【详解】
设双线电缆每单位长度的电阻为r，漏电处电阻为R，漏电处距A端为x，则由电阻定律应有：RA=2rx+R，RB=2r(L–x)+R
由欧姆定律，可知，
解得：
5．(1)2 A　(2)5 Ω
【解析】
【详解】
（1）由 ，代入数据解得：I=2A
（2）由Q=I2Rt，可得：R==5Ω
6．LAC＝0.4 km
【解析】
【详解】
根据题意，将电路变成图甲所示电路，其中R1=R1′，R2=R2′，当AA′接90V，BB′电压为72V，如图乙所示（电压表内阻太大，R2和R′2的作用忽略，丙图同理）此时R1、R1′、R串联，
∵在串联电路中电阻和电压成正比，
∴R1：R：R1′=9V：72V：9V=1：8：1---------------①
同理，当BB′接90V，AA′电压为45V，如图丙所示，此时R2、R2′、R串联，
∵在串联电路中电阻和电压成正比，
∴R2：R：R2′=22.5V：45V：22.5V=1：2：1=4：8：4---②
联立①②可得：
R1：R2=1：4
由题意，
RAB=2km×=2Ω=R1+R2
∴R1=0.4Ω，R2=1.6Ω
AC相距
s==0.4km．
【点睛】
本题考查了串联电路的电阻、电流特点和欧姆定律的应用；解决本题的关键：一是明白电压表测得是漏电电阻两端的电压，二是知道电路相当于三个串联．
7．干路的输电线应该大于各用电器支路的输电线
【解析】
【分析】
【详解】
家庭电路中用户的总功率确定后，由于干路的电流大于各用电器支路的电流，所以干路的输电线应该大于各用电器支路的输电线。
8．t2=120℃
【解析】
【详解】
由图线知t1=20℃时，R="4kΩ "
据全电路欧姆定律有　 ，代入数据得　Rg="500Ω "
同理有　，代入数据得　＝2000Ω
由图线知这时　　t2=120℃
9．1.44×106J
【解析】
【详解】
根据焦耳定律可得，Q=I2Rt=22×100×3600J=1.44×106J
10． ，
【解析】
【详解】
电动机的电功率：P电=UI=20×0.5=10W
线圈的热功率：P热=I2R=0.52×4=1W
电动机的机械功率：P机=P电-P热=10W-1W=9W
点睛：电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，不能直接应用P=UI求机械功率，而要根据功率关系求解．
答案第1页，共2页
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