电路的基本概念和规律
知识点一 电流 欧姆定律
1.电流
(1)自由电荷的________形成电流.
(2)方向:规定为________定向移动的方向.
(3)三个公式
①定义式:I=________,公式中q是通过导体横截面的电荷量.
②微观表达式:I=________.
③决定式: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______________,跟导体的电阻R成____________.
(2)公式:I=________.
(3)适用条件:适用于__________和电解液导电,适用于__________电路.
知识点二 电阻 电阻定律
1.电阻
(1)定义式:R=UI.
(2)物理意义:反映了导体对电流的________.
2.电阻定律
(1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的________成正比,与它的________成反比,导体的电阻还与构成它的________有关.
(2)表达式:R=ρlS
3.电阻率
(1)计算式:ρ=RSl
(2)物理意义:反映导体________,是表征________的物理量.
(3)电阻率与温度的关系:
①金属:电阻率随温度升高而________.
②一些合金:电阻率几乎不受温度变化的影响.
知识点三 电阻的串联、并联
串联电路
并联电路
电路图
基
本
特
点
电压
U=U1+U2+U3
U=U1=U2=U3
电流
I=I1=I2=I3
I=I1+I2+I3
总电阻
R总=R1+R2+R3
1R总=1R1+1R2+1R3
功率
分配
P1R1=P2R2=…=PnRn
P1R1=P2R2=…=PnRn
知识点四 电功率 焦耳定律
1.电功
(1)定义:导体中的自由电荷在________作用下定向移动,电场力做的功称为电功.
(2)公式:W=qU=________.
(3)电流做功的实质:________转化成其他形式能的过程.
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的________.
(2)公式:P=Wt=________.
3.焦耳定律
(1)电热:电流流过一段导体时产生的________.
(2)计算式:Q=________.
4.热功率
(1)定义:单位时间内的发热量.
(2)表达式:P=Qt=________.
思考辨析
一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ.在棒两端加上恒定的电压U时,棒内产生电流I,如果通电时间为t,通过棒某一截面的电量为q,电流做功为W,产生的热量为Q.
(1)导体中只要电荷运动就形成电流.( )
(2)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以,电流是矢量.( )
(3)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.( )
(4)根据I=qt,可知I与q成正比.( )
(5)由ρ=RSl知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比,与导体的长度成反比.( )
(6)公式W=UIt及Q=I2Rt适用于任何电路.( )
(7)公式W=U2Rt=I2Rt只适用于纯电阻电路.( )
教材改编
[人教版选修3-1·P47·说一说改编]如图所示,是某晶体二极管的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.加正向电压时,二极管电阻较小,且随着电压的增大而增大
B.加反向电压时,二极管电阻较大,无论加多大电压,电流都很小
C.无论是加正向电压还是加反向电压,电压和电流都不成正比,所以二极管是非线性元件
D.二极管加正向电压时,电流随电压变化是一条直线
考点一 电流的理解与计算
自主演练
电流的三个表达式
公式
适用
范围
字母含义
公式含义
定义式
I=qt
一切
电路
q为时间t内通过导体横截面的电荷量
qt反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝1t
微观式
I=nqSv
一切
电路
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:导体的横截面积
v:电荷定向移动速率
从微观上看n、q、S、v决定了I的大小
决定式
I=UR
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∝1R
[多维练透]
1.[电流定义式的应用][2020·新高考Ⅰ卷,2]氚核13H发生β衰变成为氦核23He.假设含氚材料中13H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动,在3.2×104 s时间内形成的平均电流为5.0×10-8 A.已知电子电荷量为1.6×10-19 C,在这段时间内发生β衰变的氚核13H的个数为( )
A.5.0×1014 B.1.0×1016
C.2.0×1016 D.1.0×1018
2.[电流定义式在液体导电中的应用]如图所示,在一价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极,将它们接在直流电源上,于是溶液里就有电流通过.若在t时间内,通过溶液内截面S的正离子数为n1,通过的负离子数为n2,设元电荷为e,则以下说法中正确的是( )
A.正离子定向移动形成的电流方向为A→B,负离子定向移动形成的电流方向为B→A
B.溶液内由于正、负离子定向移动的方向相反,所以溶液中的电流抵消,电流等于零
C.溶液内的电流方向为A→B,电流I=n1et
D.溶液内的电流方向为A→B,电流I=n1+n2et
题后反思
应用I=qt计算时应注意:若导体为金属,则q为自由电子带电荷量的绝对值;若导体为电解液,因为电解液里的正、负离子定向移动的方向相反,但形成的电流方向相同,故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和.
3.[电流微观表达式的应用] [2020·北京西城区期末]某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗.在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现.质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞.如图所示,来自质子源的质子(初速度为零)经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流.已知细柱形质子流的横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m、电荷量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. IeS2Um B. IeSmeU C. IeS2eUm D. IeSm2eU
4.[等效电流的计算]安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流.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.电流大小为ve2πr,电流方向为顺时针
B.电流大小为ver,电流方向为顺时针
C.电流大小为ve2πr,电流方向为逆时针
D.电流大小为ver,电流方向为逆时针
题后反思
在一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中,计算其形成的等效电流时,一般取一个周期的时间来计算,则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量.
考点二 电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线
师生共研
题型1 |对电阻和电阻率的理解
例1 (多选)下列关于电阻和电阻率的说法正确的是( )
A.由R=ρlS知,导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比,与横截面积S成反比
B.由R=UI可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.将一根导线一分为二,则每部分导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫作超导现象.发生超导现象时,温度不为绝对零度
题型2|电阻定律和欧姆定律的应用
电阻的决定式和定义式的比较
公式
R=ρlS
R=UI
区别
电阻的决定式
电阻的定义式
说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由ρ、l、S共同决定
提供了一种测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液
适用于任何纯电阻导体
例2 有两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )
A.1:4 B.1:8 C.1:16 D.16:1
题后反思
某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点:
(1)导体的电阻率不变.
(2)导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比.
(3)在ρ、l、S都确定之后,应用电阻定律R=ρ求解.
题型3|伏安特性曲线
比较
U?I图线
I?U图线
两个图象
图线斜率含义
表示电阻的大小
表示电阻倒数的大小
判断电阻变化
Ra>Re,Rb变小
Rd特别注意
伏安特性曲线上某点的电压与电流的比值是这一状态下的电阻,此比值不是曲线上该点切线的斜率.
例3 [2021·亳州模拟](多选)如图甲所示电路,小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图乙所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PM为U轴的垂线,PQ为I轴的垂线,下列说法中正确的是( )
A.随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2
C.在电路中灯泡L两端的电压为U1时,电阻R两端的电压为I1R
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
练1 (多选)如图为甲、乙两金属电阻的U?I曲线,它们的阻值应为( )
A.R甲=tan 60°=3 Ω
B.R乙=tan 60°=3 Ω
C.R甲=3 Ω
D.R乙=6 Ω
练2 [2021·广州市模拟]电线是家庭装修中不可或缺的基础建材,电线的质量直接关系到用电安全.某型号电线每卷长度为L=100 m,铜丝直径为D=1.6 mm.为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜,现给整卷电线加上U=1.50 V恒定电压,测得通过电线的电流为I=1.20 A,由此可知此电线所用铜的电阻率约为( )
A.1.7×10-9 Ω·m B.2.5×10-8 Ω·m
C.1.1×10-7 Ω·m D.5.0×10-6 Ω·m
练3 有一长方体导体,长a、宽b、高h之比为6:3:2,它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线,如图所示,分别将AA′、BB′、CC′接在同一恒压电源上时,导体中电荷的运动速度分别为v1、v2、v3.则v1:v2:v3为( )
A.6:3:2 B.1:1:1
C.2:3:6 D.1:2:3
考点三 串、并联电路及电表的改装
师生共研
题型1|串、并联电路的特点
(1)当n个等值电阻R0串联或并联时,R串=nR0,R并=1nR0.
(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻.
(3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小).
(4)电路中无论电阻怎样连接,电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和.
例4(多选)仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流,一个作粗调,一个作细调,这两个可变电阻可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路.已知R1阻值较大,R2阻值较小,则( )
A.图甲中R1作细调 B.图甲中R1作粗调
C.图乙中R2作细调 D.图乙中R2作粗调
题型2 |电压表、电流表的改装
改装为大量程电压表
改装为大量程电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U=IgR+IgRg,
所以R=UIg-Rg
IgRg=(I-Ig)R,
所以R=IgRgI-Ig
改装后的电表内阻
RV=R+Rg>Rg
RA=RRgR+Rg例5 [人教版选修3-1改编]如图所示,电流表A的量程为0~0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的12;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A
练4 如图所示,两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间,L1和L2的铭牌上分别标有“3 V 1.5 Ω”“6 V 12 Ω”,则P、Q间允许加的最大电压为( )
A.9 V B.6.75 V C.5.25 V D.4.5 V
练5 [2021·四川成都联考](多选)如图所示的电路中,若a、b为输入端,A、B为输出端,并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央,则( )
A.空载时输出电压UAB=Uab2
B.当A、B间接上负载R时,输出电压UABC.A、B间的负载R越大,UAB越接近Uab2
D.A、B间的负载R越小,UAB越接近Uab2
练6 某同学组装一个多用电表.可选用的器材有:微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干.
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表.组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡.
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱.
(2)电阻箱的阻值应取R1=________ Ω,R2=________ Ω.(保留到个位).
考点四 电功、电功率、电热及热功率
多维探究
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
实例
白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等
工作中的电动机、电解槽、日光灯等
能量
转化
电路中消耗的电能全部转化为内能W=Q
电路中消耗的电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能W>Q
电功的
计算
W=UIt=I2Rt=U2Rt
W=UIt
电热的
计算
Q=UIt=I2Rt=U2Rt
Q=I2Rt
2.非纯电阻电路的分析思路:处理非纯电阻电路问题时,要善于从能量转化的角度出发,围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”分析、求解.
题型1|电功、电功率的分析与计算
例6 有两个标有“110 V,25 W”和“110 V,60 W”字样的灯光,要把它们接在220 V的电源上,灯泡既正常发光,又最省电的连接方式应是图中的( )
题型2|电路消耗最大功率的计算
例7 电阻R1和R2分别标有“2 Ω,1.0 A”和“4 Ω,0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A.1.5 W B.3.0 W
C.5.0 W D.6.0 W
题型3|非纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算
例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.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=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)
【考法拓展1】 在【例8】中,若直流电压不变,电动机正常工作过程中,转子突然被卡死,电压表的示数变为多少?
【考法拓展2】 在【例8】中,若电动机的输出功率保持不变,将一质量m=26.5 kg的重物从静止开始向上吊起,15 s时,重物已达到匀速运动状态,此时重物上升的高度是多少?
练7 [2020·浙江卷,16](多选)如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动.现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作.已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则( )
A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N
B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A
C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W
D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
练8 如图,一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V,12 A·h”字样.它正常工作时电源输出电压为30 V,额定输出功率为180 W.由于电动机发热造成损耗,电动机的效率为80%,不考虑其他部件的摩擦损耗.已知运动时电动自行车受到阻力恒为288 N,下列说法正确的是( )
A.电源内阻为1 Ω,额定工作电流为5 A
B.电动自行车电动机的内阻为5 Ω
C.电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 h
D.电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是3 600 m
第1讲 电路的基本概念和规律
基础落实
知识点一
1.(1)定向移动 (2)正电荷
(3)①qt ②nqSv ③UR
2.(1)正比 反比 (2)UR
(3)金属 纯电阻
知识点二
1.(2)阻碍作用
2.(1)长度 横截面积 材料
3.(2)导电性能 材料性质 (3)①增大
知识点四
1.(1)电场力 (2)IUt (3)电能
2.(1)快慢 (2)IU
3.(1)热量 (2)I2Rt
4.(2)I2R
思考辨析
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√
教材改编
答案:C
考点突破
1.解析:设在这段时间内,电子的个数为n,由电流的定义,有I=net,即n=Ite=1.0×1016;由β衰变规律可知该核反应方程为13H→23He+-10e,即产生一个电子(-10e)需要发生β衰变的氚核13H的个数也为一个,故在这段时间内需要发生β衰变的氚核13H个数为1.0×1016,故B正确.
答案:B
2.解析:电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向为电流的反方向,由图可知,电流方向是A→B,带电离子在溶液中定向移动形成电流,电流不为零,电流I=qt=n1e+n2et,故选项D正确,A、B、C错误.
答案:D
3.解析:本题考查公式I=nqSv的应用.质子被加速时有Ue=12mv2,由于I=neSv,解得n=IeS m2eU,A、B、C错误,D正确.
答案:D
4.解析:电子做圆周运动的周期T=2πrv,由I=eT得I=ve2πr,电流的方向与电子运动方向相反,故为逆时针.
答案:C
例1 解析:导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积、材料有关,与导体两端的电压及导体中的电流无关,A正确,B、C错误;电阻率反映材料的导电性能,常与温度有关,某些材料在温度接近绝对零度时存在超导现象,绝对零度只能接近,不可能达到,D正确.
答案:AD
例2 解析:对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的12,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍,第二根导线对折后,长度变为原来的12,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得I1=U4R,I2=UR4=4UR,由I=qt可知,在相同时间内,电荷量之比q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C正确.
答案:C
例3 解析:由欧姆定律知,U?I图中任意一点的电阻为该点与坐标原点的连线的斜率,随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大,选项A正确;对应P点,小灯泡的电阻为O、P连线的斜率,即R=U1I2,选项B正确;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2,即图中矩形PQOM所围成的面积,选项D正确;在电路中灯泡L两端电压为U1时,通过电阻R的电流为I2,其两端的电压为I2R,选项C错误.
答案:ABD
练1 解析:在数学中斜率就等于图线与横轴的夹角的正切值(tan α),而在物理中斜率与tan α并没有直接联系.
R甲=U2-U1I2-I1=12-04-0 Ω=3 Ω,R乙=ΔUΔI=12-02-0 Ω=6 Ω.
答案:CD
练2 解析:本题考查欧姆定律、电阻定律等知识点.整卷电线的电阻R=UI=1.25 Ω,由电阻定律得R=ρLS,S=14πD2,联立解得铜的电阻率ρ=2.5×10-8 Ω·m,选项B正确.
答案:B
练3 解析:根据R=ρLS、I=UR和I=nSqv得v=UnρqL,即v∝1L,所以v1∶v2∶v3=1∶2∶3,D正确.
答案:D
例4 解析:串联电路中电流处处相等,电压与电阻成正比,阻值大的电阻分压大,可调节范围大,因此R1作粗调,选项A错误,B正确;并联时两可变电阻两端的电压相等,通过的电流与电阻成反比,阻值小,通过的电流大,可调节范围大,因此R2作粗调,故选项C错误,D正确.
答案:BD
例5 解析:电流表和电阻R1并联,R1的阻值为电流表内阻的12,则由并联电路特点可知,通过电流表的电流IA是通过R1的电流的12,则IA=13I总,其中I总为干路电流,所以可以用电流表上表示0.02 A的一个小格表示总电流0.06 A,选项C正确.
答案:C
练4 解析:根据I=UR知L1和L2的额定电流分别为I1=2 A、I2=0.5 A,电路中最大电流为Im=0.5 A;串联后的总电阻为R=R1+R2=13.5 Ω,根据欧姆定律可知P、Q间允许加的最大电压为Um=ImR=6.75 V.
答案:B
练5 答案:ABC
练6 解析:(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表,
有IgRg=(I-Ig)R1
解得R1=100 Ω
接b时改装成量程为3 V的电压表,有U=IgRg+IR2
解得R2=2 910 Ω.
答案:(1)如下图所示
(2)100 2 910
例6 解析:额定电压相同而额定功率不相同的电灯,它们的电阻是不相同的,由P=U2/R可知,功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小,也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小,对于A,两灯并联后与一个滑动变阻器串联,若是滑动变阻器的分压与两灯并联后的电压相等,两灯能正常工作,整个电路消耗的电功率为P=2(P1+P2)=2×(25+60)W=170 W,有用电功率为85 W;对于B,若是滑动变阻器与25 W灯并联后的总电阻与60 W灯的电阻相等,两灯均能正常发光,此时电路中消耗的总电功率为P=2P2=2×60 W=120 W,有用电功率为85 W;对于C,因60 W灯的电阻比25 W灯的电阻小,据串联电路的分压原理和此时灯(110 V,25 W)电压将大于110 V而被烧毁.所以C的电路不可能使两灯正常工作;在D中,当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时,两灯均能正常发光,电路消耗的总功率为170 W,有用电功率为85 W,综上所述,只有B选项符合题意.
答案:B
例7 解析:两电阻的额定电流不同,R2允许通过的最大电流为0.5 A,为保证电路安全,当两电阻串联时,允许通过的最大电流为0.5 A,此电路允许消耗的最大功率P=I2(R1+R2)=1.5 W,故选项A正确.
答案:A
例8 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=URR=5010 A=5 A,
即通过电动机的电流IM=IR=5 A.
(2)电动机的分压UM=UV=110 V,
输入电动机的功率P电=IMUM=550 W.
(3)电动机的发热功率P热=IM2r=20 W,
电动机输出的机械功率P出=P电-P热=530 W,
又因P出=mgv,所以m=P出gv=53 kg.
答案:(1)5 A (2)550 W (3)53 kg
考法拓展1 解析:转子突然被卡死,电路变为纯电阻电路,
根据欧姆定律I=UR+r UV=Ir
可得:UV=11.9 V
答案:11.9 V
考法拓展2 解析:重物匀速运动时,mg=F,P=Fv
又根据动能定理Pt-mgh=12mv2
可得:h=14.95 m
答案:14.95 m
练7 解析:无人机从静止到悬停的过程先加速上升后减速上升最终速度减为零,即无人机经历先超重再失重的过程,故空气对无人机的作用力并非始终大于或等于无人机的重力,A项错;直流电源对无人机供电的额定电流I=PU=5 kW400 V=12.5 A,B项对;无人机上升过程克服重力做的功W=mgh=2×104 J,克服重力做功的功率P′=100 W,同时无人机上升过程还需克服空气阻力做功,故C项错;无人机上升过程及悬停过程均会使空气动能增加,即对空气做功,D项对.
答案:BD
练8 解析:由P=UI可知,额定电流I=PU=18030=6 A,电源内阻r=E-UI=36-306 Ω=1 Ω,故A错误;电动自行车的热功率P热=(1-80%)P=36 W,则由P热=I2r′可得,r′=3662 Ω=1 Ω,故B错误;根据电池容量Q=12 A·h,电流为6 A,则可得t=QI=126 h=2 h,故C错误;电动自行车匀速行驶时F=Ff,则由80%P=Ffv,解得v=0.5 m/s,则电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是x=vt=0.5×7 200 m=3 600 m,选项D正确.
答案: D