1、2021 届高考物理二轮复习计算题精解训练届高考物理二轮复习计算题精解训练 闭合电路闭合电路 1.一台直流电动机所加电压 110 VU ，通过的电流 5.0AI 。若该电机在10s内把一个质 量 50 kgM 的物体匀速提升了9.0 m，不计摩擦及空气阻力，取重力加速度 2 10m/sg 。 求： （1）电动机的输入功率P； （2）在提升重物的10s内电动机线圈产生的热量Q； （3）电动机线圈的电阻R。 2.在如图所示的电路中，电源的电动势12 VE ，内阻未知， 12 8 1.5 RRL,为规格 是“3 V 3 W，”的灯泡，当开关 S 断开时，灯泡恰好正常发光(不考虑温度对灯泡电阻的影 响
2、)求： (1)电源的内阻； (2)开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率。 3.在如图所示的电路中，已知电源电动势 3VE ，内阻 1r ，电阻 1 2R ，滑动变阻 器 R 的阻值可连续增大. （1）当 R 为多大时， 1 R消耗的功率最大？最大功率为多少？ （2）当 R 为多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？ （3）当 R 为多大时，R 消耗的功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ 4.如图所示，电源内阻 12 1,2,6rRR ，灯 L 上标有“3 V 1.5 W”的字样，当滑动变 阻器 3 R的滑片 P 移到最右端时，电流表示数为 1 A，灯 L 恰能正常发光。 （1）
3、求电源的电动势； （2）求当 P 移到最左端时，电流表的示数； （3）当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器 3 R上消耗的功率最大？最大值为多大？ 5.如图甲所示的电路中，电源由 n 个电动势均为 1.5 V 且内阻相同的电池串联组成.闭合开关 S， 滑动变阻器的滑片 C 从 A 端滑至 B 端的过程中， 电路中的一些物理量的变化如图乙、 丙、 丁所示，电表、导线对电路的影响不计.求：（乙图为电源输出功率与路端电压关系图线； 丙图为路端电压与总电流关系图线；丁图为电源效率与外电路电阻关系图线； =,=EnE rnr 总总 ） （1）组成电源的串联电池的个数； （2）滑动变阻器的总阻值； （
4、3）乙、丙两图中abc、 、各点的坐标. 6.如图所示， B 为电解槽， M 为电动机， N 为电炉， 恒定电压 12 VU ， 电解槽内阻2 B r . 1 S 闭合， 2 S、 3 S断开时，电流表 A 示数为 6 A；当 2 S闭合， 1 S、 3 S断开时，电流表 A 示数为 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 3 S闭合， 1 S、 2 S断开时，电流表 A 示数为 4 A.求： （1）电炉的电阻及发热功率； （2）电动机的内阻； （3）电解槽工作时，电能转化为化学能的效率. 答案以及解析答案以及解析 1.答案：（1）电动机的输入功率：PUI 解得 550 WP （2）由能量守
5、恒定律知：Q PtMgh ， 解得 1000JQ （3）由焦耳定律 2 QI Rt， 解得 4R 2.答案：(1)1(2)0.48W 解析：(1)断开 S 时,灯 L 正常发光,即 10 II,根据闭合电路欧姆定律 ,得 . (2)闭合 S 时,设外电路总电阻为R外:,设干路电流为 I总:,灯两端的电压 L U:, 灯的实际功率 L P:. 3.答案：（1）对定值电阻 1 R，当电路中的电流最大时其消耗的功率最大，此时0R ，最大 功率为 22 111 1 ()2 W E PI RR Rr . （2）由于 1 Rr ，外电路电阻随 R 的增大而增大，所以当0R 时电源的输出功率最大，最 大功率
6、为 22 11 1 ()2 W E PI RR Rr 出 . （3）把 1 R视为内电路的一部分，则当 1 3RRr时，R 消耗的功率最大，最大功率为 2 0.75 W 4 R E P R 此时电源的效率为 1 1 () 83.3% () I RRIU IEI RRr . 4.答案：（1）6 V （2）2 A （3）2；2 W 解析：解：（1）滑动变阻器的滑片 P 移到最右端时，电源的电动势 L1 3V1 2 V1 1V6 VEUIRIr （2）当 P 移到最左端时，由闭合电路欧姆定律得1 1 2 A E I Rr （3）设滑动变阻器的Pb段电阻为 R ， R 与 L R并联的等效电阻为 L
7、3L L R R R RR 由闭合电路欧姆定律得 2 13L E I RrR ，又 323L UI R 所以 2 3 3 2 1616 4 44 4 UR RRR R R P 当 4 R R ，即 2R时 变阻器 3 R上消耗的功率最大，且最大值为 2 W 5.答案：（1）由题图丙可知 max 3A nE I nr ，所以有 max 1.5 0.5 3 E r I 由题图乙可知 2 max () 4 nE P nr 所以有 max 22 440.54.5 1.5 rP n E 个=4 个. （2）由题意知 R Rr 总 当滑片 C 滑到 B 端时，电源效率最高，由题图丁知此时 =80%=4 0
8、.52rnr 总 ， 所以 8 1 r R 总 . （3）当内、外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，有 max 4.5 W, 2 nE PUII nr 代入数据解得 3VU ，即 b 点的坐标为(3V 4.5W) ， 当滑片 C 到达 B 端时，总电流最小，而路端电压最大 则 a 点的横坐标 0.6A E I Rr 总 总 a 点的纵坐标 0.6 8V4.8V a UIR 即 a 点的坐标为(0.6A 4.8V) ， c 点的横坐标 4.8 V ca UU，又0.6 A c II，则 C 点的纵坐标 4.8 0.6 W2.88 W ccc PU I 所以 c 点的坐标为(4.8V 2.88 W) ，. 6.答案：（1）电炉为纯电阻元件 由欧姆定律 U I R 得 1 2 U R I 其发热功率为 1 1267=W2 W R PUI . （2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得 2 22 M UII rP 输出 所以 2 M 22 2 12535 1 5 UIP I r 输出 . （3）电解槽工作时，由能量守恒定律得 2 33 16 W B PUI rI 化 3 100%33.3% P UI 化 .
