nbhkdz.com冰点文库

【师说】2017届高三物理一轮总复习 第7章《恒定电流》1 电流 电阻 电功和电功率课时作业 新人教版

时间:2016-04-29


电流

电阻

电功和电功率

一、选择题 1.关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是( ) A.把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半 RS 1 B.由 ρ = 可知,ρ ∝R,ρ ∝ l l C.材料的电阻率随温度的升高而增大 D.对某一确定的导体,当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化

,发现它的电阻 增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 【解析】 导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,但并不都是随温度 的升高而增大,则 A、B、C 错;若导体温度升高时,电阻增大,又不考虑体积和形状的变化, 其原因就是电阻率随温度的升高而增大,则 D 选项正确. 【答案】 D 2.(多选)(2016·商丘模拟)

如图所示,图线 1 表示的导体的电阻为 R1,图线 2 表示的导体的电阻为 R2,则下列说法 正确的是( ) A.R1?:R2=1?:3 B.把 R1 拉长到原来的 3 倍后电阻等于 R2 C.将 R1 与 R2 串联后接于电源上,则功率之比 P1?:P2=1?:3 D.将 R1 与 R2 并联后接于电源上,则电流之比 I1?:I2=1?:3 【解析】 根据 I-U 图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以 R1?:R2=1?:3,A L 1 正确;根据公式 R=ρ 可得,把 R1 拉长到原来的 3 倍后,横截面积减小为原来的 ,所以电 S 3 阻变为原来的 9 倍,B 错误;串联电路电流相等,所以将 R1 与 R2 串联后接于电源上,电流比 2 I1?:I2=1?:1,根据公式 P=I R 可得,功率之比 P1?:P2=1?:3,C 正确;并联电路 电压相等, 电流比等于电阻之反比, 所以将 R1 与 R2 并联后接于电源上, 电流比 I1?: I2=3∶1, D 错误. 【答案】 AC 3.

(多选)如图所示,R1 和 R2 是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但 R1 的尺寸 比 R2 的尺寸大.在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图,则下列说法中正 确的是( ) A.R1 中的电流小于 R2 中的电流 B.R1 中的电流等于 R2 中的电流 C.R1 中自由电荷定向移动的速率大于 R2 中自由电荷定向移动的速率 D.R1 中自由电荷定向移动的速率小于 R2 中自由电荷定向移动的速率 U L L ρ Ud 【解析】 设正方形边长为 L、导体厚度为 d,则 I= ,R=ρ =ρ = ,则 I= R S L·d d ρ
1

相等,B 正确.由 I=nqSv=nqLdv 得 L 大则 v 就小,D 正确. 【答案】 BD 4.

某种材料的导体,其 I—U 图象如图所示,图象上 A 点与原点的连线与横轴成 α 角,A 点的切线与横轴成 β 角.下列说法正确的是( ) A.导体的电功率随电压 U 的增大而增大 B.导体的电阻随电压 U 的增大而增大 C.在 A 点,导体的电阻为 tanα D.在 A 点,导体的电阻为 tanβ 【解析】 由题图知,U 增大时,电功率 P=UI 增大,所以 A 正确;由电阻 R=U/I 知, I—U 曲线上某点对应的电阻为该点与原点连线的斜率的倒数,所以 C、D 均错;由 I—U 图 象知,曲线上某点与原点连线的斜率随 U 的增大而不断增大,即电阻越来越小,B 错误. 【答案】 A 5.

两根材料相同的均匀导线 A 和 B, 其长度分别为 L 和 2L, 串联在电路中时沿长度方向电 势的变化如图所示,则 A 和 B 导线的横截面积之比为( ) A.2∶3 B.1∶3 C.1∶2 D.3∶1 【解析】 由题图可知两导线电压降分别为 UA=6 V,UB=4 V;由于它们串联,则 3RB RA LASB SA 1 =2RA;由电阻定律可知 = ,解得 = ,选项 B 正确. RB LBSA SB 3 【答案】 B

6.在如图 所示电路中,E 为电源,其电动势 E=9 V,内阻可以 忽略不计;AB 为 滑动变阻器,其电阻 R=30 Ω ;L 为一小灯泡,其额定电压 U=6 V,额定功率 P=1.8 W;S 为开关, 开始时滑动变阻器的触头位于 B 端. 现在接通开关, 然后将触头缓慢地向 A 端滑动, 当到达某一位置 C 时,小灯泡刚好正常发光,则 CB 之间的电阻应为( ) A.10 Ω B.20 Ω C.15 Ω D.5 Ω P 1.8 U 6 【解析】 灯泡的 工作电流 I= = A=0.3 A,故其电阻为 RL= = Ω =20 Ω , U 6 I 0.3 U1 9-6 此时 A、C 间电阻 R1= = Ω =10 Ω ,故 CB 间电阻 R2=R-R1=20 Ω ,故 B 选项正确. I 0.3 【答案】 B 7.如图甲所示,在材质均匀的圆形薄电阻片上,挖出一个偏心小圆孔.在彼此垂直的 直径 AB 和 CD 两端引出四个电极 A、B、C、D.先后分别将 A、B 或 C、D 接在电压恒为 U 的电 路上,如图乙、丙所示.比较两种接法中电阻片的热功率大小,应有( )

2

A.两种接法电阻片热功率一样大 B.接在 AB 两端电阻片热功率大 C.接在 CD 两端电阻片热功率大 D.无法比较
【解析】 可以设想将电阻片沿 AB、CD 直径分为四部分,AC、AD 部分电阻大于 BC、BD 部分电阻.接在 AB 两端可视为 AD 与 BD 串联,AC 与 BC 串联,然后并联;接在 CD 两端可视 为 AC 与 AD 串联,BC 与 BD 串联,然后并联;由串联、并联电路知识可知,接在 CD 两端电 阻小,接在 CD 两端电阻片热功率大,C 正确. 【答案】 C 8.

如图所示, 长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体, 上下两个侧面是电阻可忽略的导 体电极,两极间距为 d,极板面积为 S,这两个电极与可变电阻 R 相连.在垂直前后侧面的 方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为 B.发电导管内有电阻率为 ρ 的高温电离气体, 气体以速度 v 向右流动,并通过专用管道导出.由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将 产生大小不变的电动势. 若不计气体流动时的阻力, 由以上条件可推导出可变电阻消耗的电 ? vBdS ?2R.调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求 功率 P=? ? ?RS+ρ d? 得可变电阻 R 消耗电功率的最大值为( ) 2 2 2 2 2 v B dS vBdS A. B. 3ρ 4ρ 2 2 2 2 v B dS v B dS C. D. 4ρ 6ρ 【解析】 运动的电离气体, 受到磁场的作用, 将产生大小不变的电动势, 相当于电源, d 其内阻为 r=ρ ,根据数学知识可知,当外电阻等于电源的内阻,即 R=r 时,外电阻消耗 S 2 2 vBdS ?2 d v B dS ? 的电功率最大.将 R=ρ 代入电功率 P=? ? R,解得 Pm= 4ρ ,C 正确. S ?RS+ρ d? 【答案】 C 9.(多选)如图所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡都正常发光,且 两个电路的总功率相等,则这两个电路中的 U 甲、U 乙,R 甲、R 乙之间的关系正确的是( )

A.U 甲=U 乙 B.U 甲>4U 乙 C.R 甲=4R 乙 D.R 甲=2R 乙
【解析】 设灯泡正常发光时的电压为 U,电流为 I,则 U 甲 I=U 乙×2I,A 对,B 错; 2 2 根据 I R 甲=(2I) R 乙可得,R 甲=4R 乙,C 正确. 【答案】 AC 10.
3

在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件, 其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝. 如右图所示, 当进气管道中的冷空气流 速越大时,电阻 R 两端的电压 U0 就变得越高,反之,电压 U0 就越低.这样,管道内空气的 流量就转变成了可以测量的电压信号, 便于汽车内的电脑系统实现自动控制, 如果将这种电 热丝从汽车的进气管道中取出, 放在实验室中测量这种电热丝, 得到的伏安特性曲线正确的 是( )

ER ,结合题意可知,U0 越大,说明 R r+R+R丝 丝越小,可见,电热丝温度越低,电阻值越小,故对应的伏安特性曲线为 D. 【答案】 D 11.(多选)一根粗细均匀的导线,两端加上电压 U 时,通过导线的电流为 I,导线中自 1 由电子定向移动的平均速率为 v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的 ,再 2 给它两端加上电压 U,则( ) I A.通过导线的电流为 4 I B.通过导线的电流为 16 v C.导线中自由电子定向移动的速率为 4 v D.导线中自由电子定向移动的速率为 2 1 1 【解析】 将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的 ,横截面积变为原来的 , 2 4 ρ l 长度变为原来的 4 倍,由电阻定律 R= 可知,导线电阻变为原来的 16 倍,则再给它两端 S I v 加上电压 U,通过导线的电流为 ;由 I=qnvS 可知,导线中自由电子定向移动的速率为 , 16 4 故 B、C 正确. 【答案】 BC 二、非选择题 12.如图所示,A 为电解槽,M 为电动机,N 为电炉子,恒定电压 U=12 V,电解槽内阻 rA=2 Ω ,当 S1 闭合、S2、S3 断开时,电流表 A 示数为 6 A;当 S2 闭合、S1、S3 断开时,A 示 数为 5 A,且电动机输出功率为 35 W;当 S3 闭合、S1、S2 断开时,A 示数为 4 A.求: 【解析】 设电热丝的电阻为 R 丝,则 U0=

4

(1)电炉子的电阻及发热功率各多大? (2)电动机的内阻是多少? (3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少? U U 【解析】 (1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律 I= 得 R= =2 Ω , R I1 其发热功率为 PR=UI1=12×6 W=72 W. 2 (2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得 UI2=I2rM+P 输出, UI2-P输出 12×5-35 所以 rM= = Ω =1 Ω . 2 2 I2 5 (3)电解槽工作时,由能量守恒定律得: 2 P 化=UI3-I3rA 2 所以 P 化=(12×4-4 ×2) W=16 W. 【答案】 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 13.

有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映 地下的有关情况,如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为 10 cm,设里面充满浓度均 匀的盐水,其电阻率 ρ =0.314 Ω ·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得 U=100 V, I=100 mA.求该钻孔的深度.(π 取 3.14) U ρ h 2 -2 2 【解析】 盐水电阻 R= =1 000 Ω ,由电阻定律知,R= ,S=π r =3.14×10 m . I S 解得 h=100 m. 【答案】 100 m 14.

某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量 m=3×10 kg.当它在水平路面上以 v= 36 km/h 的速度匀速行驶时,蓄电池的输出电流 I=50 A,输出电压 U=200 V.在此行驶状 态下, 该环保汽车能够将蓄电池输出功率的 90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率 P 机.(g 2 取 10 m/s ) (1)求汽车所受阻力; (2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示,其中 R1=0.1 Ω ,R2=1 950 Ω , 求电动机 M 的热功率. 4 【解析】 (1)蓄电池输出功率 P=UI=200×50 W=10 W. 90%P=Fv, 解得:汽车所受阻力 F=900 N. (2)电动机 M 两端电压 U′=U-IR1=195 V. R2 中电流 I2=U′/R2=0.1 A, 电动机输入电流 I′=I-I2=49.9 A. 电动机输入功率 P=U′I′=9 730.5 W, 输出功率 P 出=90%P=9 000 W.
5

3

电动机 M 的热功率 P 热=P-P 出=730.5 W. 【答案】 (1)900 N (2)730.5 W

6


相关文档

更多相关标签