第七章第1节电流、电阻、电功和电功率解读.doc

第七章 第1节 电流、电阻、电功和电功率 【例1】(14分)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U-I图线如图乙所示，当U=10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？ 【答案】40 Ω·m 【详解】由题图乙可求得电解液的电阻为 R==2 000 Ω (4分) 由题图甲可知电解液长为：l=a=1 m (2分) 截面积为：S=bc=0.02 m2 (2分) 结合电阻定律R=得 (2分) ρ= ·m=40 Ω·m. (4分) 【例2】(14分)有一个小型直流电动机,把它接入电压为U1=0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1=0.4 A；若把电动机接入U2=2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2=1.0 A.求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大? 【答案】1.5 W 8 W 【详解】U1=0.2 V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻 r==0.5 Ω (4分) U2=2.0 V时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率的定义式，得 P电=U2I2=2.0×1.0 W=2 W (2分) P热=I22r=1.02×0.5 W=0.5 W (2分) 所以由能量守恒,电动机的输出功率 P出=P电-P热=2 W-0.5 W=1.5 W (2分) 此时若电动机突然被卡住,则电动机又为纯电阻，其热功率 P热= =8 W (4分) 【巩固练习】 1.（2011·北京高考·T20）物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V（伏）与A（安）和（欧）的乘积等效。现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、（欧）和T（特），由他们组合成的单位都与电压单位V（伏）等效的是A. J/C和N/C B. C/F和T·m2/s C. W/A和C·T·m/s D. 和T·A·m 选. 【详解】根据，J/C的单位是电压V，根据，N/C的单位是电场强度单位，而不是电压V，所以A错误；根据，C/F的单位是电压V，根据，电动势的单位就应该是T·m2/s，所以T·m2/s的单位是电压V，B选项正确。根据，W/A的单位电压V，根据洛伦兹力公式，C·T·m/s的单位是N而不是电压V，选项不正确；根据公式，单位是电压V，根据公式，T·A·m的单位是N，而不是电压单位V.所以D错误. 可知A正确。 3、（09年北京卷23）．单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。 传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。 （1）已知，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（去3.0） （2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法； （3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为 a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。 解析： （1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极a、c 间切割感应线的液柱长度为D， 设液体的流速为v，则产生的感应电动势为 E=BDv ① 由流