1、专题四 电路与电磁感应,第13讲 恒定电流,-3-,常见电学量的计算 【典题1】(2016年10月浙江选考,11)如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 Ah,则机器人( )A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间为2 h C.电池充满电后总电量为7.2104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J,-4-,答案:C,=10 h,所以B错误;C.Q=20 Ah=203.6103 C=7.2104 C,所以C正确;D.以额定电流工作时每秒消耗能量E=UIt=2421 J=48 J,所以D错误。,解题技法(1)电荷量:Q=
2、It,单位是库仑C,常见单位是mAh。 (2)电功率:P=UI,单位是瓦特,符号W,常见单位是kW。 (3)热功率:P=I2r,要注意电路是否为纯电阻电路。 (4)电功、电能:W=Pt,单位是焦耳,符号J,常见单位是kWh(度)。,-5-,当堂练1 20162017浙江杭州市五县高三(上)期中,8如表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗,若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( ) A.电动机的输入功率为350 W B.电动机的内电阻为4 C.该车获得的牵引力为104 N D.该车受到的阻力为63 N,答案,解析,-6-,特别提醒1.对于电动机来说,正常工作时
3、不是纯电阻电路,对于功率的不同计算公式代表的含义是不同的。 2.P=UI计算的是总的消耗的功率,P热=I2r是计算电动机的发热的功率。 3.当车子的速度最大时牵引力和阻力相等,由公式P=Fv求阻力大小。,-7-,伏安特性曲线的理解和应用 【典题2】(2016浙江杭州十四中期中)一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示。若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端(电路图未画出),3个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端。设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2,它们之间的关系为( )
4、A.P1=4P2 B.PD= C.PD=P2 D.P14P2,-8-,答案:D,解析:由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时,电阻器D两端的电压小于U,由题图甲可知,电阻器D的电阻增大,则有RDR1=R2,而RD与R2并联,电压相等,根据,-9-,归纳提升1.伏安特性曲线的意义 (1)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。 (2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻。 (3)图甲中图线a、b表示线性元件,图乙中图线c、d表示非线性元件。,-10-
5、,(4)在I-U曲线中,线性元件图线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故RaRb(如图甲所示)。 (5)图线c的斜率增大,电阻减小;图线d的斜率减小,电阻增大(如图乙所示)。 (6)c、d图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。 2.运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题 如上面图乙所示,非线性元件的I-U图线是曲线,导体电阻Rn= ,即电阻要用图线上点(Un,In)的坐标来计算,而不能用该点的切线斜率来计算。,-11-,当堂练2 20152016浙江杭州重点中学联考高二(上)期中,5如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )A.
6、a代表的电阻丝较粗 B.b代表的电阻丝较粗 C.a、b电阻并联之后的总电阻的伏安特性曲线应该落在I区域 D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比,答案,解析,-12-,直流电路的动态分析问题 【典题3】2016浙江镇海中学高考模拟(一),2如图所示电路中,L1、L2为两只相同灯泡,R为光敏电阻(随光照的增强电阻减小),当光照强度逐渐增强的过程中,下列判断正确的是( )A.L1、L2两灯均逐渐变暗 B.L1灯逐渐变暗,L2灯逐渐变亮 C.电源内电路消耗功率逐渐减小 D.光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大,-13-,答案:B 解析:A、B.当光照增强时,光敏电阻R的阻值减小,电路的总电阻减小,
7、由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,则L2灯逐渐变亮。由U=E-Ir可知,路端电压减小,L2灯的电压增大,则L1两端的电压减小,故L1灯逐渐变暗,故A错误,B正确。C.总电流增大,由P=I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大,故C错误。D.将L2灯看成电源内电路的一部分,光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率是等效电源的输出功率,由于等效电源的内阻大于外电阻,所以当光敏电阻的阻值减小,外电阻减小时,等效电源的内外电阻相差加大,输出功率减小,则光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐减小,故D错误。,-14-,解题技法1.解决电路的动态问题一定要遵循“部分 整体 部分”的程序,逐一判断。 2.尽量先分析串联电阻,后分析并联电阻;先分析定值电阻,后分析可调电阻。 3.既要关心每一电阻的电压,又要关心其电流。,-15-,当堂练3 20152016浙江杭州重点中学联考高二(上)期中,6如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为半导体热敏材料制成的传感器,其电阻R2随温度t变化的图线如图2所示。电流表为值班室的显示器,a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( ),图1 图2 A.I变大,U变大 B.I变大,U变小 C.I变小,U变大 D.I变小,U变小,答案,解析,
