重点专题08 恒定电流、功率问题-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（浙江专用）

小题精练08 恒定电流功率问题 一、理清直流电路知识体系 二、电路的动态分析 1．闭合电路欧姆定律的公式 2．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝E－Ir. (2)U－I图象如图1所示． ①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 3．电路动态分析的方法 (1)程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→. (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论． 三、电路中的功率及效率问题 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内． (2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝. 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝IU内＝P总－P出． 3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内． (2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝. (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝. ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． ③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大． ④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2. ⑤P出与R的关系如图所示． 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝×100%＝×100%. (2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100% 因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%. 【例题】（2024•镇海区校级模拟）如图所示，C为平行板电容器，D为理想二极管。当滑动变阻器R2的滑片在中点时，闭合开关K，带电小球恰能在两平行板间静止，下列说法正确的是（　　） A．若将滑动变阻器R2的滑片向右移动，电容器带电量不变 B．若将滑动变阻器R2的滑片向右移动，则带电小球将向下加速运动 C．若电容器的上金属板向下平移一小段距离，则带电小球向下加速运动 D．若电容器的上金属板向上平移一小段距离，则带电小球仍保持静止 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /15 1. （2024•镇海区校级模拟）如图甲所示，杭州亚运村启用一款公共座椅，该座椅安装了嵌入式无线充电器，其无线充电功能支持多种充电协议。充电器下方铭牌如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为21V B．交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的峰值为240V C．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要1.7h D．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为9000J 2. （2024•镇海区模拟）锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。在充电过程中，通过化学反应，电池正极产生锂离子，锂离子通过电解液运动到负极，嵌在有很多微孔的负极碳材料中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，在放电时，负极的锂离子又会通过电解液返回正极，则图示时刻（　　） A．锂离子电池两端的电压正在逐渐增大 B．外界的电能转化为锂离子电池的化学能 C．负极的锂离子通过电解液到达正极时，电场力做正功 D．由锂离子的移动情况可知电池处于放电状态 3. （2024•浙江二模）华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩，其最大输出电流为600A，充电电压范围为200V至1000V，并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率。某天，小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验，其车总质量为1.6t，所用电池组规格为“360V，150A•h”（内阻不能忽略），车上显示屏显示此次充电电量由30%充到80%用时10分钟，本次充电共消费60元（充电桩计费规则为每度电2元）。经他几天实测，显示屏电量由80%下降到50%共行驶了120公里，已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍，则（　　） A．充电桩上标识的“600kW”表示给各车充电时的平均功率 B．小振本次充电的平均功率约为300kW C．小振本次充电的充电效率约为90% D．小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为40% 4. （2024•宁波模拟）DIY手工能够让儿童体验到创造过程中的乐趣和成就感。如图为某款DIY太阳能小车，组装成功后质量约为130g，太阳直射时行驶速度约为0.25m/s，行驶过程中阻力约为车重的0.2倍。已知太阳与地球之间的平均距离约为1.5×1011m，太阳每秒辐射的能量约为3.9×1026J，太阳光传播到达地面的过程中大约有37%的能量损耗，太阳能电池有效受光面积约为15cm2，则该车所用太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为（　　） A．5% B．10% C．20% D．30% 5. （2024•浙江模拟）江厦潮汐电站是中国第一座双向潮汐电站，在涨潮与落潮时均可发电，且一天中涨潮与落潮均有两次。电站总库容490万立方米，发电有效库容270万立方米，平均潮差5.08米。电站发电机组总装机容量3000千瓦，平均每昼夜发电15小时。该电站（　　） A．每年能提供的电能约为1.64×106kWh B．每年能提供的电能约为2.74×106kWh C．发电的效率约为29% D．发电的效率约为10% 6. （2024•温州三模）如图，电路中电源电动势8V、内阻0.5Ω，电流表内阻不计，R为定值电阻，M为电动机，P、Q两极板正对，间距为d。闭合开关S、S1，电流表示数为3.2A，电子从P板以速度v0垂直于极板射出，恰能到达两极板中央。再将S2闭合，稳定后电流表示数为4A。下列说法正确的是（　　） A．电动机M的输出功率为6W B．电动机M的绕线电阻为6Ω C．定值电阻R消耗的功率减小18W D．再让电子从P板以速度2v0垂直于极板射出，能到达Q板 7. （2024•嘉兴模拟）如图所示是折叠电动自行车，该车使用说明书上部分参数如下表所示。根据表中数据，该电动自行车（　　） 最高时速：约25km/h 充电时间：约4h 车轮尺寸：14寸（直径：35.56cm） 充电器输入电压：AC220V50～60Hz 整车质量：24kg 电力续航里程：70km 整车载重：150kg 电池容量：14Ah 电机功率：300W 工作电压：48V A．以最高时速行驶时车轮转速约为39r/s B．电池充满电后所存储电能约为2.4×106J C．纯电力行驶时所受地面和空气的平均阻力约为34N D．充电器输入电流约为0.76A 8. （2024•鹿城区校级模拟）某省市的水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，供水缺口极大，联合运用蓄水、引水和提水工程进行灌溉是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3，则下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为950A B．电动机的热功率为2kW C．电动机的输出功率为16kW D．蓄水池蓄入864m3的水需要2×104s 9. （2023•绍兴二模）如图甲所示，电动势为0.10V的电池连接一只电流表，两者的内阻忽略不计。电池的一端连接长度为1.0m导线的右端，电流表的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段金属线1（电阻率为5.6×10﹣8Ω•m）和一段金属线2（电阻率为2.8×10﹣8Ω•m）串接而成，它们的横截面积相同。由电流表测得的电流I，所推得的电路总电阻R和x的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．导线的左边部分为金属线1 B．导线的横截面积约为1.0×10﹣8m2 C．当x＝0.7m时电池消耗的功率约为0.36W D．当x＞0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为 10. （2023•慈溪市校级模拟）两个住在相邻宿舍的大学生，为了节约电费，把他们的天花板上的电灯串联了起来，商定双方都安装照明功率为100W的白炽灯泡，电费平分，但两个人各自心怀鬼胎，A学生安装了照明功率为200W的灯泡，B学生安装了照明功率为50W的灯泡，假设每个灯泡的电阻不随着加在其上的电压变化而变化，则下列说法正确的是（　　） A．按照最初的协议，A学生和B学生获得的实际的照明功率均为50W B．实际上，A获得了32W的照明功率 C．实际上，B获得了32W的照明功率 D．相比较之下，A同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率 11. （2023•诸暨市模拟）图像是解决物理问题的好方法，下列关于图像的分析正确的是（　　） A．图甲中A、B两物体v﹣t图的交点表示两物体在t1时刻相遇 B．图乙为某硅光电池的路端电压与电流的关系图，则电池在P点状态下的内阻为直线MP的斜率的大小 C．图丙为某白炽灯电压与电流的关系曲线，则图中Q点切线的斜率表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻 D．图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从x1到x2的过程中力的功率 12. （2024•浙江模拟）如图为某品牌电动牙刷，用充电器对牙刷电池充电，10h即可从零电量至充满。已知电池的电动势为2.4V，内阻为0.5Ω，容量为800mAh，电池剩余电量为总电量的20%时就无法正常使用而需要充电。充满电后每天使用两次，每次平均2分钟，可以连续正常使用30天。则（　　） A．充电时通过电池的平均电流为64mA B．正常工作时，电池平均输出功率约为0.72W C．正常工作时，电池每天消耗的电能约为230J D．充满电到无法正常使用过程中，电池内阻消耗的总电能约为460J 13. （2023•浙江二模）某同学设计了一个加速度计，如图所示，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着：R为滑动变阻器，4是滑动片，它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（　　） A．这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电压 B．若观察到电压表的指针向右偏转，说明物体具有与图示方向相同的加速度 C．若观察到电压表指针在零点，说明物体处于静止状态 D．电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比 14. （2023•台州二模）某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12A•h”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（　　） A．电动机两端电压为36V B．电动机的电流约为5A C．自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D．自行车匀速行驶的最远距离约为30km 15. （2023•镇海区校级模拟）一同学希望利用电学方法对长度进行测量，电路图如下，其中电源电动势为6V，内阻为1Ω，电流表量程为0～3A，内阻为1Ω，有一长方体导体材料R，x、y、z方向上棱长分别为dcm、2cm、1cm，先将R沿x轴方向接入电路，电流表示数1A，再将R沿y轴方向接入电路，电流表示数2A，则下列说法错误的是（　　） A．d＝4cm B．沿x、y、z三个方向接入R，电源效率最大约为83.3% C．沿x、y、z三个方向接入R，电流表示数均不会超量程 D．沿x、y、z三个方向接入R，R的功率最小为2W 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 小题精练08 恒定电流功率问题 一、理清直流电路知识体系 二、电路的动态分析 1．闭合电路欧姆定律的公式 2．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝E－Ir. (2)U－I图象如图1所示． ①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 3．电路动态分析的方法 (1)程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→. (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论． 三、电路中的功率及效率问题 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内． (2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝. 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝IU内＝P总－P出． 3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内． (2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝. (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝. ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． ③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大． ④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2. ⑤P出与R的关系如图所示． 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝×100%＝×100%. (2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100% 因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%. 【例题】（2024•镇海区校级模拟）如图所示，C为平行板电容器，D为理想二极管。当滑动变阻器R2的滑片在中点时，闭合开关K，带电小球恰能在两平行板间静止，下列说法正确的是（　　） A．若将滑动变阻器R2的滑片向右移动，电容器带电量不变 B．若将滑动变阻器R2的滑片向右移动，则带电小球将向下加速运动 C．若电容器的上金属板向下平移一小段距离，则带电小球向下加速运动 D．若电容器的上金属板向上平移一小段距离，则带电小球仍保持静止 【解答】解：由图可知，电阻R1和R2串联分压，电容器与R1并联，则电路稳定时，电容器两端的电压与R1两端的电压相等。 A、滑动变阻器R2的滑片向右移动时，R2接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，R1两端的电压增加，则电容器的电压增加。由公式可知，电容C不变，U增加时，Q增加，二极管处于导通状态，电容器充电，电容器带电量增加，故A错误； B、闭合开关K时，带电小球恰能在两平行板间静止，由平衡条件可知，小球受到的竖直向下的重力mg和竖直向上的电场力Eq大小相等。由A分析可知，滑动变阻器R2的滑片向右移动，电容器的电压增加，由公式可知，U增加，板间距离d不变时，则板间场强E增加，则小球受到的电场力增加，带电小球将向上加速运动，故B错误； C、电容器的上金属板向下平移一小段距离时，板间距离d减小，由公式可知，电容器的电容C增大，由公式可知，电容C增大，若U不变时，Q增加，二极管处于导通状态，电容器充电。由公式可知，U不变，d减小时，场强E增加，则小球受到的电场力增加，带电小球将向上加速运动，故C错误； D、电容器的上金属板向上平移一小段距离，板间距d增大，由公式可知，d增大时，电容C减小，由公式可知，电容C减小，若U不变时，Q减小，流经二极管的电流为负向电流，电容器不能放电，即Q不变，则U增加。由公式，，联立得可知，板间场强E不变，则小球受到的电场力不变，带电小球静止不动，故D正确。 故选：D。 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /15 1. （2024•镇海区校级模拟）如图甲所示，杭州亚运村启用一款公共座椅，该座椅安装了嵌入式无线充电器，其无线充电功能支持多种充电协议。充电器下方铭牌如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为21V B．交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的峰值为240V C．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要1.7h D．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为9000J 【解答】解：A、根据输出功率P＝UI可知，充电器最大输出功率为65W，对应的是“20V﹣3.25A”输出，即输出电压为20V，故A错误； B、由图乙可知，充电器输入最大电压有效值为240V，对应峰值为UmU240V≈339.4V，故B错误； C、根据q＝It可得电池由完全耗尽到充满，大约需要时间为，故C正确； D、电池的容量是5000mAh，即q＝5000×10﹣3×3600C＝1.8×104C 电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为W＝qU＝1.8×104×5J＝9×104J，故D错误。 故选：C。 2. （2024•镇海区模拟）锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。在充电过程中，通过化学反应，电池正极产生锂离子，锂离子通过电解液运动到负极，嵌在有很多微孔的负极碳材料中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，在放电时，负极的锂离子又会通过电解液返回正极，则图示时刻（　　） A．锂离子电池两端的电压正在逐渐增大 B．外界的电能转化为锂离子电池的化学能 C．负极的锂离子通过电解液到达正极时，电场力做正功 D．由锂离子的移动情况可知电池处于放电状态 【解答】解：D．由题意可知，充电时锂离子向负极移动，放电时相反；图示时刻负极的锂离子通过电解液返回正极，即处于放电过程，故D正确； B．电池充电时，电能转化为化学能；电池放电时，化学能转化为电能；图示时刻，电场正在放电，即锂离子电池的化学能转化为外界的电能，故B错误； A．由电容定义式可推导其电压与电容的电荷量、电容大小的关系为：，此时电荷量减小，电容不变，故锂离子电池两端的电压正在逐渐减小，故A错误； C．负极的锂离子通过电解液到达正极的过程中，电场力与锂离子的运动方向相反，电场力做负功，故C错误。 故选：D。 3. （2024•浙江二模）华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩，其最大输出电流为600A，充电电压范围为200V至1000V，并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率。某天，小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验，其车总质量为1.6t，所用电池组规格为“360V，150A•h”（内阻不能忽略），车上显示屏显示此次充电电量由30%充到80%用时10分钟，本次充电共消费60元（充电桩计费规则为每度电2元）。经他几天实测，显示屏电量由80%下降到50%共行驶了120公里，已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍，则（　　） A．充电桩上标识的“600kW”表示给各车充电时的平均功率 B．小振本次充电的平均功率约为300kW C．小振本次充电的充电效率约为90% D．小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为40% 【解答】解：A．根据最大充电电流与最大充电电压可知最大功率Pmax＝UmaxImax＝1000×600W＝600kW。600kW指的是最大充电功率，由于“充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率”，所以充电桩的平均充电功率必定小于最大功率，故A错误； B．由电池容量是“360V，150A•h”可知，将电量由30%充至80%时，电池所储存的电能： W1＝360×150×3600×（80%﹣30%）J＝9.72×107J 充电的时间t＝10×60s＝600s 本次充电时的平均功率约为PW＝162kW，故B错误； C．本次充电共消费60元，则充电效率约为η1100%100%＝90%，故C正确； D．电动车的牵引力F＝f＝kmg＝0.02×1.6×103×10N＝320N 机械效率约为η266%，故D错误。 故选：C。 4. （2024•宁波模拟）DIY手工能够让儿童体验到创造过程中的乐趣和成就感。如图为某款DIY太阳能小车，组装成功后质量约为130g，太阳直射时行驶速度约为0.25m/s，行驶过程中阻力约为车重的0.2倍。已知太阳与地球之间的平均距离约为1.5×1011m，太阳每秒辐射的能量约为3.9×1026J，太阳光传播到达地面的过程中大约有37%的能量损耗，太阳能电池有效受光面积约为15cm2，则该车所用太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为（　　） A．5% B．10% C．20% D．30% 【解答】解：由题意可知，驱动该太阳能小车正常行驶时所需要的机械功率为： P机＝Fv＝fv＝0.2mgv 代入数据可得： P机＝0.065W 该太阳能小车接收太阳的功率为： PS×（1﹣37%） 其中：P总3.9×1026W，r＝1.5×1011m，S＝15cm2＝0.0015m2 代入数据解得：P＝1.304W 该车所用太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为： η100%100%≈5% 故BCD错误，A正确。 故选：A。 5. （2024•浙江模拟）江厦潮汐电站是中国第一座双向潮汐电站，在涨潮与落潮时均可发电，且一天中涨潮与落潮均有两次。电站总库容490万立方米，发电有效库容270万立方米，平均潮差5.08米。电站发电机组总装机容量3000千瓦，平均每昼夜发电15小时。该电站（　　） A．每年能提供的电能约为1.64×106kWh B．每年能提供的电能约为2.74×106kWh C．发电的效率约为29% D．发电的效率约为10% 【解答】解：AB．每年能提供的电能约为 故AB错误； CD．每次涨潮与落潮水的质量为 m＝ρV＝270×104×1×103kg＝2.7×109kg 一天中涨潮与落潮均有两次，一天发电的总能量为 发电的效率约为 故C正确，D错误。 故选：C。 6. （2024•温州三模）如图，电路中电源电动势8V、内阻0.5Ω，电流表内阻不计，R为定值电阻，M为电动机，P、Q两极板正对，间距为d。闭合开关S、S1，电流表示数为3.2A，电子从P板以速度v0垂直于极板射出，恰能到达两极板中央。再将S2闭合，稳定后电流表示数为4A。下列说法正确的是（　　） A．电动机M的输出功率为6W B．电动机M的绕线电阻为6Ω C．定值电阻R消耗的功率减小18W D．再让电子从P板以速度2v0垂直于极板射出，能到达Q板 【解答】解：AB、令闭合开关S、S1，电流表示数为I1，再将S2闭合，稳定后电流表示数为I2。 闭合开关S、S1时，根据闭合电路欧姆定律有 E＝I1（R+r），解得：R＝2Ω 再将S2闭合，稳定时，根据闭合电路欧姆定律有 E＝U2+I2r，解得路端电压为：U2＝6V 流过R的电流为IRA＝3A 电动机M的电流为IM＝I2﹣IR＝4A﹣3A＝1A 电动机M的输入功率为P入＝U2IM＝6×1W＝6W，则电动机M的输出功率为P出＝P入RM＜6W 电动机M的绕线电阻RMΩ＝6Ω，故AB错误； C、定值电阻R消耗的功率减小ΔPRR＝（3.22×2﹣32×2）W＝2.48W，故C错误； D、闭合开关S、S1时，路端电压为U1＝I1R＝3.2×2V＝6.4V 电子在极板间减速过程，由动能定理得：﹣e0 再将S2闭合，再让电子从P板以速度2v0垂直于极板射出，设电子到达Q板速度为v，由动能定理得： ﹣eU2 联立可得：mv2＝e（4U1﹣2U2）＝e×（4×3.2﹣2×6）＝0.8e＞0，则v＞0，所以电子能到达Q板，故D正确。 故选：D。 7. （2024•嘉兴模拟）如图所示是折叠电动自行车，该车使用说明书上部分参数如下表所示。根据表中数据，该电动自行车（　　） 最高时速：约25km/h 充电时间：约4h 车轮尺寸：14寸（直径：35.56cm） 充电器输入电压：AC220V50～60Hz 整车质量：24kg 电力续航里程：70km 整车载重：150kg 电池容量：14Ah 电机功率：300W 工作电压：48V A．以最高时速行驶时车轮转速约为39r/s B．电池充满电后所存储电能约为2.4×106J C．纯电力行驶时所受地面和空气的平均阻力约为34N D．充电器输入电流约为0.76A 【解答】解：A.设最高时速行驶时车轮的转速为n，根据题意有 vm•2πn 代入vm＝25km/h＝6.94m/s，d＝35.56cm＝0.3556m，得n＝6.22r/s，故A错误； B.电池充满电后存储的能量为E＝qU＝14×3600×48J＝2419200J≈2.4×106J，故B正确； C.电车以最大速度行驶时所受地面平均阻力fN＝43.2N，故C错误； D.充电器的输入电流IA＝3.5A，故D错误。 故选：B。 8. （2024•鹿城区校级模拟）某省市的水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，供水缺口极大，联合运用蓄水、引水和提水工程进行灌溉是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3，则下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为950A B．电动机的热功率为2kW C．电动机的输出功率为16kW D．蓄水池蓄入864m3的水需要2×104s 【解答】解：A.设电动机的电功率为P，则P＝UI，代入数据可知电流I＝50A，故A错误； B.设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则Pr＝I2r，代入数据解得：Pr＝1×103W，故B错误； C.设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t，已知抽水高度为h，体积为V，水的密度为ρ，则M＝ρV，设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，则ΔEp＝Mgh，设电动机的输出功率为P0，则 P0＝P﹣Pr＝P﹣I2r 代入数据可得：P0＝18kW，故C错误； D、根据能星守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp，代入数据解得t＝2x104s，故D正确。 故选：D。 9. （2023•绍兴二模）如图甲所示，电动势为0.10V的电池连接一只电流表，两者的内阻忽略不计。电池的一端连接长度为1.0m导线的右端，电流表的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段金属线1（电阻率为5.6×10﹣8Ω•m）和一段金属线2（电阻率为2.8×10﹣8Ω•m）串接而成，它们的横截面积相同。由电流表测得的电流I，所推得的电路总电阻R和x的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．导线的左边部分为金属线1 B．导线的横截面积约为1.0×10﹣8m2 C．当x＝0.7m时电池消耗的功率约为0.36W D．当x＞0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为 【解答】解：A．为方便计算电阻率规定左边的导线为a导线，右边的导线为b导线，由图像可知 x＝0时，Ra+Rb＝48Ω， x＝0.3m时Rb＝39Ω， 解得：Ra＝9Ω， 根据R＝ρ解得： 所以左边导线的电阻率小于右边导线的电阻率，所以导线的右边部分为金属线1，导线的左边部分为金属线2，故A错误； B．根据电阻定律得： 所以对左边金属线2代入数据得：S≈1×10﹣6m2，故B错误； C．根据图像可知，x＞0.3m时 R＝﹣0.055x+0.055 当x＝0.7m时R＝0.0165Ω 电池消耗的功率为： 代入数据得：P≈0.61W，故C错误； D．当x＞0.3m时，由闭合电路欧姆定律得： 其中R＝﹣0.055x+0.055 解得：，故D正确。 故选：D。 10. （2023•慈溪市校级模拟）两个住在相邻宿舍的大学生，为了节约电费，把他们的天花板上的电灯串联了起来，商定双方都安装照明功率为100W的白炽灯泡，电费平分，但两个人各自心怀鬼胎，A学生安装了照明功率为200W的灯泡，B学生安装了照明功率为50W的灯泡，假设每个灯泡的电阻不随着加在其上的电压变化而变化，则下列说法正确的是（　　） A．按照最初的协议，A学生和B学生获得的实际的照明功率均为50W B．实际上，A获得了32W的照明功率 C．实际上，B获得了32W的照明功率 D．相比较之下，A同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率 【解答】解：A．按照最初的协议，A学生和B学生的灯泡串联，根据串联电路的电压分配关系可知各获得的电压，根据 可知，每个灯泡的实际功率变为原来的，即获得的实际的照明功率均为25W，故A错误； BCD．根据 可知，A学生安装的200W的灯泡与B学生的50W的灯泡电阻分别为和 则电流 则AB各获得功率8W； 相比较之下，B同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率，故C正确，BD错误。 故选：C。 11. （2023•诸暨市模拟）图像是解决物理问题的好方法，下列关于图像的分析正确的是（　　） A．图甲中A、B两物体v﹣t图的交点表示两物体在t1时刻相遇 B．图乙为某硅光电池的路端电压与电流的关系图，则电池在P点状态下的内阻为直线MP的斜率的大小 C．图丙为某白炽灯电压与电流的关系曲线，则图中Q点切线的斜率表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻 D．图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从x1到x2的过程中力的功率 【解答】解：A．图甲为速度—时间图像，图像中A、B两物体v﹣t图的交点表示两物体在t1时刻速度相同，但不一定相遇，故A错误； B．图乙为某硅光电池的路端电压U与电流I的关系图，根据E＝U+Ir可知，则电池在P点状态下的内阻为，即为直线MP的斜率的大小，故B正确； C．图丙为某白炽灯电压U与电流I的关系曲线，由图可知，图中所表示为非线性元件，根据可知图中Q点与坐标原点连线的斜率才表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻，故C错误； D．丁图为F﹣x图像，根据W＝Fx可知，图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从x1到x2的过程中力的所做的功，故D错误。 故选：B。 12. （2024•浙江模拟）如图为某品牌电动牙刷，用充电器对牙刷电池充电，10h即可从零电量至充满。已知电池的电动势为2.4V，内阻为0.5Ω，容量为800mAh，电池剩余电量为总电量的20%时就无法正常使用而需要充电。充满电后每天使用两次，每次平均2分钟，可以连续正常使用30天。则（　　） A．充电时通过电池的平均电流为64mA B．正常工作时，电池平均输出功率约为0.72W C．正常工作时，电池每天消耗的电能约为230J D．充满电到无法正常使用过程中，电池内阻消耗的总电能约为460J 【解答】解：A、电池的容量为800mAh，充电10h可以从零电量至充满，则充电的平均电流I180mA，故A错误； B、因为使用到总电量的20%就无法再使用了，则使用过程中消耗的电量为q′＝（1﹣20%）q＝80%×800mAh＝640mAh 总的使用时间为t2＝2×2×30min＝120min＝2h 则使用过程中的平均电流为I2320mA＝0.32A 电池的输出功率为P＝EI2r＝2.4×0.32W﹣0.32×0.32×0.5W≈0.72W，故B正确； C、正常工作时，电池每天的使用时间为t3＝2×2min＝4min＝240s 所以电池每天消耗的电能W＝EI2t3＝2.4×0.32×240J≈184J，故C错误； D、充满电导无法正常使用的过程中，电池内阻消耗的总电能为 W′0．32×0．32×0．5×2×3600J≈369J，故D错误。 故选：B。 13. （2023•浙江二模）某同学设计了一个加速度计，如图所示，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着：R为滑动变阻器，4是滑动片，它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（　　） A．这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电压 B．若观察到电压表的指针向右偏转，说明物体具有与图示方向相同的加速度 C．若观察到电压表指针在零点，说明物体处于静止状态 D．电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比 【解答】解：A、这是一个加速度传感器，这种传感器输入量是加速度，输出量是电压，故A错误； B、由图可知，当电压表指针右偏，表明P端的电势高于Q端，滑块处于电阻的左侧，滑块所受合力向左，加速度向左，故B错误； C、若观察到电压表指针在零点，表明P、Q电势相等，此时物体可能静止、也可能做匀速直线运动，故C错误； D、假如滑块右移动x，根据牛顿第二定律可得：2kx＝ma 此时电压表的示数：U＝I••R 由以上两式得：U 所以电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比，故D正确。 故选：D。 14. （2023•台州二模）某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12A•h”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（　　） A．电动机两端电压为36V B．电动机的电流约为5A C．自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D．自行车匀速行驶的最远距离约为30km 【解答】解：AB、正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，则电源的输入功率为 且由公式P＝UI 解得电动机的额定电流约为 设电动机的内阻为rM，电动机的效率为80%，则P﹣0.8P＝I2rM 解得 由于电源与电动机都有内阻，故电动机两端电压 故AB错误； CD．根据电池容量Q＝12Ah，放电电流为6.7A，则可得 自行车匀速行驶时牵引力与阻力相等，即F＝f＝40N 则由80%P＝fv 解得v3.6m/s 自行车匀速行驶的最远距离约为x＝vt＝3.6×1.8×3600m＝23328m＝23.328km 故C正确，D错误。 故选：C。 15. （2023•镇海区校级模拟）一同学希望利用电学方法对长度进行测量，电路图如下，其中电源电动势为6V，内阻为1Ω，电流表量程为0～3A，内阻为1Ω，有一长方体导体材料R，x、y、z方向上棱长分别为dcm、2cm、1cm，先将R沿x轴方向接入电路，电流表示数1A，再将R沿y轴方向接入电路，电流表示数2A，则下列说法错误的是（　　） A．d＝4cm B．沿x、y、z三个方向接入R，电源效率最大约为83.3% C．沿x、y、z三个方向接入R，电流表示数均不会超量程 D．沿x、y、z三个方向接入R，R的功率最小为2W 【解答】解：AC.由闭合电路欧姆定律有 E＝IR+IRA+Ir 代入数据可得沿x轴方向时 Rx＝4Ω 沿y轴方向时 Ry＝1Ω 由电阻定律 R 代入数据可得 d＝4cm 沿z轴方向时 RzΩ 由闭合电路欧姆定律 E＝IR+IRA+Ir 代入数据可得沿z轴方向时 I＝2.67A 故AC正确； B.由题意可知路端电压最大为沿x轴接入电路时 U外＝5V 根据 η100% 解得：η＝83.3% 故B正确； D.根据 P＝I2R 沿x轴方向时 P＝4W 沿y轴方向时 P＝4W 沿z轴方向时 P＝1.78W R的功率最小为1.78W 故D错误； 本题选择错误选项； 故选：D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$