预测12 非纯电阻电路与电路中的能量问题-【临门一脚】2021年高考物理三轮冲刺过关(新高考专用)

2021年高考物理【临门一脚】（新高考专用） 预测12 非纯电阻电路与电路中的能量问题 概率预测 ☆☆☆☆☆ 题型预测 选择题☆☆☆☆ 计算题☆ 考向预测 注意电功与电热的区别、理解闭合电路中的功率和效率问题，要特别注意电磁感应的电路问题。 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＝t W＝UIt 电热的 计算 Q＝UIt＝I2Rt＝t Q＝I2Rt 2、电源的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2（R＋r）＝ 电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%×100%＝ 纯电阻电路：η＝×100% 1、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。 2、电源的输出功率与外电阻的关系 由P出与外电阻R的关系图象可知： （1）当R＝r时，电源的输出功率最大，最大值Pmax＝。 （2）当R＞r时，随着R的增大，输出功率P出越来越小。 （3）当R＜r时，随着R的增大，输出功率P出越来越大。 （4）当P出＜Pmax且不为0时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 1．（2020·海南高考真题）一车载加热器（额定电压为 ）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为 、 、 ，则（ ） A． B． C． D． 【答案】 D 【解析】 接ab，则电路的总电阻为 接ac，则电路的总电阻为 接bc，则电路的总电阻为 由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据 可知 故选D。 2．（2020·浙江高考真题）（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 、额定功率为 的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过 到达 高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为 ，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 B．直流电源对无人机供电的额定电流为 C．无人机上升过程中消耗的平均功率为 D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 【答案】 BD 【解析】 A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，选项A错误； B．直流电源对无人机供电的额定电流 选项B正确； C．若空气对无人机的作用力为 F=mg=200N 则无人机上升过程中消耗的平均功率 但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N，则选项C错误； D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正确。 故选BD。 一、单选题 1．（2021·浙江高三其他模拟）如图所示，国内首台 海上风电机组在三峡集团福建福清兴化湾二期海上风电场成功并网发电，是目前我国自主研发的单机容量亚太地区最大、全球第二大的海上风电机组。若已知该风力发电机的年均输出功率为设计功率的55%，每户家庭月均耗电 ，则一台发电机可供大约多少户用电（　　） A．5000 B．1万 C．2万 D．4万 【答案】 C 【解析】 A．根据能量守恒定律有 代入相关参数可得 解得 。 故选C。 2．（2021·广东高三其他模拟）“抗疫”期间，关键区域用机器人运送防疫物资，从而降低了感染的风险。某机器人电动机的额定工作电压为36 V，正常工作时的额定功率为90 W，其所用锂电池的容量为5 000 mAh，当机器人工作到电池剩余容量为总容量的10%时会停止工作，然后自动充电。下列说法正确的是（　　） A．机器人正常工作时的电流为0.4 A B．机器人的内电阻为14.4 Ω C．机器人可以连续正常工作的时间为108 min D．机器人充满电后正常工作期间总共消耗的电能为6.48×105 J 【答案】 C 【解析】 A．机器人正常工作时的电流 A错误； B．若机器人工作电路为纯电阻电路，内电阻 但机器人工作电路不是纯电阻电路，B错误； C．由 Q=It 可得，机器人可以连续正常工作的时间为 C正确； D．机器人充满电后正常工作期间总共消耗的