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課時跟蹤檢測(二十六)　電流　電阻　電功　電功率

1．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內的電子個數是(　　)
A． 　　　　　　　 B．
C． D．
解析：選B　在加速電場中有eU＝mv2，得v＝ 。在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內電荷量為q＝IΔt＝I ，則電子個數n＝＝ ，B正確。
2．(多選)氫原子核外只有一個電子，它繞氫原子核運動一周的時間約為2.4×10－16 s，則下列說法正確的是(　　)
A．電子繞核運動的等效電流為6.7×10－4 A
B．電子繞核運動的等效電流為1.5×103 A
C．等效電流的方向與電子的運動方向相反
D．等效電流的方向與電子的運動方向相同
解析：選AC　根據電流的定義式I＝可得等效電流為I＝＝≈6.7×10－4 A，故A正確，B錯誤；等效電流的方向與電子的運動方向相反，故C正確，D錯誤。
3.小雷同學家里購買了一款掃地機器人，如圖所示，小雷同學仔細檢查了這個新掃地機器人，發現銘牌上標有如下表所示的數據，則該掃地機器人(　　)

主機基本參數
產品尺寸 345 mm*345 mm*96 mm
電池 14.4 V/5 200 mA·h鋰電池
產品質量 約3.8 kg
無線連接 WiFi智能快連
額定電壓 14.4 V
額定功率 55 W

A.額定工作電流為0.25 A
B．充滿電后正常工作的時間為2.5 h
C．電池充滿電后儲存的總電荷量為18 720 C
D．以額定電流工作時每小時消耗能量為55 J
解析：選C　由銘牌知，掃地機器人工作的額定電壓為14.4 V，額定功率為55 W，則額定電流I＝ A≈3.82 A＝3 820 mA，每秒鐘消耗能量W＝Pt＝55 J，A、D錯誤；根據電池容量5 200 mA·h知，電池充滿電后儲存的總電荷量 Q＝5.2 A×3 600 s＝18 720 C，充滿電后正常工作的時間 t＝≈1.36 h，B錯誤，C正確。
4.兩根材料相同的均勻導線x和y，其中，x長為l，y長為2l，串聯在電路中時沿長度方向的電勢φ隨位置的變化規律如圖所示，那么，x和y兩導線的電阻和橫截面積之比分別為(　　)
A．3∶1　1∶6　　　　　　 B．2∶3　1∶6
C．3∶2　1∶5 D．3∶1　5∶1
解析：選A　由題圖可知，兩導線兩端的電壓之比為3∶1，電流相同，則電阻之比為3∶1，由電阻定律R＝ρ，得橫截面積S＝，所以橫截面積之比＝·＝×＝，A正確。
5．改革開放以來，人們的生活水平和生活質量有了較大的改善，電冰箱、空調、電視機等家用電器得到了普遍使用。根據圖中銘牌上提供的信息，判斷在12小時內正常使用的電冰箱與連續運轉的電風扇消耗電能的情況是(　　)

A．電冰箱比電風扇多
B．電風扇比電冰箱多
C．電風扇與電冰箱一樣多
D．電冰箱比電風扇可能多，也可能少
解析：選B　依據電冰箱銘牌可知，電冰箱在12 h內消耗電能0.25 kW·h，而電風扇在12 h內消耗電能W＝Pt＝0.78 kW·h，B項正確。
6．(2020·山東省淄博市模擬)一只電飯煲和一臺洗衣機并聯接在輸出電壓為220 V的交流電源上(其內電阻可忽略不計)，均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0 A，通過洗衣機電動機的電流是0.50 A，則下列說法正確的是(　　)
A．電飯煲的電阻為44 Ω，洗衣機電動機線圈的電阻為440 Ω
B．電飯煲消耗的電功率為1 555 W，洗衣機電動機消耗的電功率為155.5 W
C．1 min內電飯煲消耗的電能為6.6×104 J，洗衣機電動機消耗的電能為6.6×103 J
D．電飯煲發熱功率是洗衣機電動機發熱功率的10倍
解析：選C　由于電飯煲是純電阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min內消耗的電能W1＝UI1t＝6.6×104 J，洗衣機電動機為非純電阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min內消耗的電能W2＝UI2t＝6.6×103 J，其熱功率P熱≠P2，所以電飯煲發熱功率不是洗衣機電動機發熱功率的10倍。故C正確，A、B、D錯誤。
7．(多選)下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術參數，不計其自身機械損耗。若該車在額定狀態下以最大運行速度行駛，則(　　)
自重 40 kg 額定電壓 48 V
載重 75 kg 額定電流 12 A
最大行駛速度 20 km/h 額定輸出功率 350 W

A.電動機的輸入功率為576 W
B．電動機的內電阻為4 Ω
C．該車獲得的牽引力為104 N
D．該車受到的阻力為63 N
解析：選AD　電動機的輸入功率P入＝UI＝48×12 W＝576 W，A正確；由于P入＝P出＋I2r，則r＝ Ω＝ Ω，B錯誤；因為P出＝Fv＝Ffv，所以F＝Ff＝ N＝63 N，C錯誤，D正確。

8.(多選)如圖所示，一臺電動機提著質量為m的物體，以速度v勻速上升。已知電動機線圈的電阻為R，電源電動勢為E，通過電源的電流為I，當地重力加速度為g，忽略一切阻力及導線電阻，則(　　)
A．電源內阻r＝－R
B．電源內阻r＝－－R
C．如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變大
D．如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變小
解析：選BC　含有電動機的電路不是純電阻電路，歐姆定律不再適用，A錯誤；由能量守恒定律可得EI＝I2r＋mgv＋I2R，解得r＝－－R，B正確；如果電動機轉軸被卡住，則E＝I′(R＋r)，電流增大，較短時間內，電源消耗的功率變大，較長時間的話，會出現燒壞電源和電動機的現象，C正確，D錯誤。
9.在研究微型電動機的性能時，可采用如圖所示的實驗電路。當調節滑動變阻器R，使電動機停止轉動時，電流表和電壓表的示數分別為1.0 A 和1.0 V；重新調節R，使電動機恢復正常運轉時，電流表和電壓表的示數分別為2.0 A 和15.0 V。則當這臺電動機正常運轉時(　　)
A．電動機的內阻為7.5 Ω
B．電動機的內阻為2.0 Ω
C．電動機的輸出功率為30.0 W
D．電動機的輸出功率為26.0 W
解析：選D　因為電動機停止轉動時，電動機沒有將電能轉化為機械能屬于純電阻元件，此時電流表和電壓表的示數分別為1.0 A和1.0 V，說明電動機的內阻r＝＝＝1.0 Ω，選項A、B錯誤；當電動機正常運轉時，電流表和電壓表的示數分別為2.0 A和15.0 V，則電動機的總功率為P總＝U2I2＝2.0 A×15.0 V＝30.0 W，此時電動機的發熱功率為P熱＝I22r＝(2.0 A)2×1.0 Ω＝4.0 W，故電動機的輸出功率為P出＝P總－P熱＝30.0 W－4.0 W＝26.0 W，選項C錯誤，D正確。
10．(多選)如圖所示的是某一直流電動機提升重物的示意圖，重物質量m＝50 kg，電源提供給電動機的電壓為U＝110 V，不計各種摩擦，當電動機以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物時，通過電動機的電流為I＝5.0 A，重力加速度g取10 m/s2，則(　　)

A．電動機的輸入功率為550 W
B．電動機提升重物的功率為550 W
C．電動機提升重物的功率為450 W
D．電動機的線圈電阻為22 Ω
解析：選AC　電動機的輸入功率P入＝UI＝110×5.0 W＝550 W，A正確。提升重物的功率P出＝mgv＝50×10×0.9 W＝450 W，B錯誤，C正確。由P入＝P出＋P熱和P熱＝I2R線，得R線＝＝ Ω＝4 Ω，D錯。
11．如圖所示的是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點(103 ℃)時，會自動斷開。S2是一個自動控溫開關，當溫度低于60 ℃時會自動閉合；溫度高于80 ℃時，會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻R1＝R2＝500 Ω，加熱電阻絲R3＝50 Ω，兩燈電阻不計。

(1)根據電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程(包括加熱和保溫的過程)。
(2)簡要回答，如果不閉合開關S1 ，電飯煲能將飯煮熟嗎？
(3)計算加熱和保溫兩種狀態下，電飯煲的消耗功率之比。
解析：(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，同時把手動開關S1關閉，這時黃燈被短路紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態。加熱到80 ℃時，S2自動斷開，S1仍閉合，待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103 ℃時，開關S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態。由于電飯煲散熱，待溫度下降至60 ℃時，S2自動閉合，電飯煲重新處于加熱狀態，待溫度上升到80 ℃時，又自動斷開，電飯煲再次處于保溫狀態。
(2)如果不閉合開關S1, 開始S2總是閉合的，R1被短路，功率為P1, 當溫度上升到80 ℃時，S2自動斷開，功率降為P2, 溫度降低到60 ℃ ，S2自動閉合。溫度只能在60～80 ℃ 之間變化，不能把水燒開，不能把飯煮熟。
(3)加熱時電飯煲消耗的電功率

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