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2016届高三物理一轮复习第七章 恒定电流 课时跟踪检测(二十四)电流电阻电功电功率.doc

时间:2017-05-02


课时跟踪检测(二十四)
一、单项选择题

电流

电阻

电功

电功率

1.如图 1 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,下列判断中正确的是( )

图1 A.a 代表的电阻丝较粗 B.b 代表的电阻

丝较粗 C.a 电阻丝的阻值小于 b 电阻丝的阻值 D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 2.(2014· 大同模拟)一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下 表所示。 根据表中所提供的数据, 计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时通过电热 水器的电流约为( ) 额定容量 额定功率 额定电压 54 L 1 500 W 220 V 最高水温 额定压力 电器类别 75 ℃ 0.7 MPa Ⅰ类

A.6.8 A C.4.4 A D.0.23 A

B.0.15 A

3.(2012· 上海高考)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为 0.3 C,消 耗的电能为 0.9 J。为在相同时间内使 0.6 C 的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消 耗的电能分别是( A.3 V 1.8 J C.6 V 1.8 J ) B.3 V 3.6 J D.6 V 3.6 J

4.在如图 2 所示电路中,AB 为粗细均匀、长为 L 的电阻丝,以 A、B 上各点相对 A 点 的电压为纵坐标,各点离 A 点的距离 x 为横坐标,则 U 随 x 变化的图线应为( )

图2

图3 5. (2014· 济南外国语学校测试)用电动势为 E、 内电阻为 r 的电池组直接向线圈电阻为 R 的电动机供电,电动机正常工作后,测得通过的电流为 I、电动机两端的电压为 U,则( E A.电路中电流 I= R +r B.在时间 t 内,电池组消耗的化学能为 IEt C.在时间 t 内,电动机输出的机械能是 IEt-I2rt D.以上说法都不对 6.(2014· 北京朝阳期末)电位器是变阻器的一种。如图 4 所示,如果把电位器与灯泡串 联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是( ) )

图4 A.连接 A、B 使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 B.连接 A、C 使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮 C.连接 A、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 D.连接 B、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 二、多项选择题 7.如图 5 所示是某导体的 IU 图线,图中 α=45° ,下列说法正确的是( )

图5 A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比 B.此导体的电阻 R=2 Ω

C.IU 图线的斜率表示电阻的倒数,所以 R=cot 45° =1.0 Ω D.在 R 两端加 6.0 V 电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是 3.0 C 8.通常一次闪电过程历时约 0.2~0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持 续时间仅 40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪击前云地之间的 电势差约为 1.0× 109V,云地间距离约为 1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6 C,闪击持续时间约为 60 μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判 断正确的是( )

A.闪电电流的瞬时值可达到 1× 105A B.整个闪电过程的平均功率约为 1× 1014 W C.闪电前云地间的电场强度约为 1× 106 V/m D.整个闪电过程向外释放的能量约为 6× 106 J 9. (2014· 武汉联考)在如图 6 所示的电路中, 输入电压 U 恒为 8 V, 灯泡 L 标有“3 V,6 W” 字样,电动机线圈的电阻 RM=1 Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )

图6 A.电动机的输入电压是 5 V B.流过电动机的电流是 2 A C.电动机的效率是 80% D.整个电路消耗的电功率是 10 W 10.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为 380 V,当吊车以 0.1 m/s 的速度匀速吊起 总质量为 5.7× 103 kg 的集装箱时,测得电动机的电流为 20 A,g 取 10 m/s2,则( A.电动机的内阻为 4.75 Ω B.电动机的输出电压为 285 V C.电动机的输出功率为 7.6× 103 W D.电动机的工作效率为 75% 三、非选择题 11.(2012· 四川高考)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省 供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高 20 m, 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 380 V,此时输入电动机的电功率为 19 kW,电动机的内阻为 0.4 Ω。已知水的 密度为 1× 103 kg/m3,重力加速度取 10 m/s2。求: (1)电动机内阻消耗的热功率; )

(2)将蓄水池蓄入 864 m3 的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。

12.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 7 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。

图7 (1)求:该钻孔的深度。 (2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为 200 V、内阻为 100 Ω 的电源相连,通电 10 min,当截取的圆柱体长度为多少时,盐水产生的热量最多,最多为多少?

答 案 1.选 B l b 图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律,R=ρ ,b 代表的电阻丝粗,选 S

项 B 正确,A、C 错误;电阻是导体本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项 D 错误。 P 2.选 A 由 P=UI 可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为:I= = U 1 500 A=6.8 A,故选项 A 正确。 220 3.选 D 设两次加在电阻 R 上的电压分别为 U1 和 U2,通电的时间都为 t。由公式 W1 U12 t U22 =U1q1 和 W1= t 可得:U1=3 V, =0.1。再由 W2=U2q2 和 W2= t 可得:U2=6 V, R R R W2=3.6 J,故 D 正确。 ER E 4.选 A 由 U=IRx= · x= x,其中 E、L 均为定值,故 U 与 x 成正比。A 项正确。 RL L E 5.选 B 当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,I< ,故 A 错误。由电源 R+r 定义知在时间 t 内,电池组消耗的化学能为 IEt,B 对;电动机的输出功率是机械功率,根 据能量守恒定律得, P 出=P 电-P 热=UI-I2R, 在时间 t 内, 电动机输出的机械能是 IUt-I2Rt,

故 C、D 错误。 6.选 D 根据电位器结构和连接可知:连接 A、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻 增大,回路电流减小,灯泡变暗,A 错误;同理,D 正确;连接 A、C 时,滑动触头不能改 变回路电阻,灯泡亮度不变,故 B、C 错误。 7.选 ABD 由题图可知,通过电阻的电流 I 与其两端电压 U 成正比,A 正确;导体

U 电阻 R= =2 Ω,对应 IU 图线斜率的倒数,但 R≠cot 45°,B 正确,C 错误;当 U=6.0 V I U 时,I= =3 A,故每秒通过电阻截面的电荷量为 q=It=3.0 C,D 正确。 R 8.选 AC 根据题意第一个闪击过程中转移电荷量 Q=6 C,时间约为 t=60 μs,故平 Q 均电流为 I 平= =1× 105 A,闪击过程中的瞬时最大值一定大于平均值,故 A 对;第一次闪 t W 击过程中电功约为 W=QU=6× 109 J,第一个闪击过程的平均功率 P= =1× 1014 W,由于 t 一次闪击过程主要发生在第一个闪击过程中,但整个闪击过程中的时间远大于 60 μs,故 B U 1× 109 错;闪击前云与地之间的电场强度约为 E= = V/m=1× 106 V/m,C 对;整个闪击过 d 1000 程向外释放的能量约为 W=6× 109 J,D 错。 9.选 AB 灯泡恰能正常发光,说明灯泡电压为 3 V,电流为 2 A,电动机的输入电压 是 8 V-3 V=5 V, 流过电动机的电流是 I=2 A, 选项 A、 B 正确; 电动机内阻消耗功率 I2RM =4 W,电动机输入功率为 UI=5× 2 W=10 W,输出功率为 6 W,效率为 η=60%,整个电 路消耗的电功率是 10 W+6 W=16 W,选项 C、D 错误。 10. 选 AD 电动机输出功率为 P=mgv=5.7× 103× 10× 0.1 W=5.7× 103 W; 由 UI=P+I2R 解得 R=4.75 Ω,选项 A 正确 C 错误;电动机没有输出电压,选项 B 错误;电动机的工作 效率为 η=P/UI=75%,选项 D 正确。 11.解析:(1)设电动机的电功率为 P,则 P=UI① 设电动机内阻 r 上消耗的热功率为 Pr,则 Pr=I2r② 代入数据解得 Pr=1× 103 W③ (2)设蓄水总质量为 M,所用抽水时间为 t。抽水高度为 h,蓄水池容积为 V,水的密度 为 ρ,则 M=ρV④ 设质量为 M 的河水增加的重力势能为 ΔEp,则 ΔEp=Mgh⑤ 设电动机的输出功率为 P0,则 P0=P-Pr⑥

根据能量守恒定律得 P0t× 60%× 80%=ΔEp⑦ 代入数据解得 t=2× 104 s⑧ 答案:(1)1× 103 W (2)2× 104 s

12.解析:(1)盐水电阻 R=U/I=1 000 Ω。 由电阻定律 R=ρh/S,S=πr2=3.14× 10 2m2,


解得 h=100 m。 (2)当圆柱体电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,盐水产生热量最多。电源内阻 r =100 Ω,则截取的圆柱体内阻也应该等于 R′=100 Ω, 圆柱体长度 L=R′S/ρ=10 m。 圆柱体与电源组成闭合电路,电流 I′=E/(r+R′)=1 A 热量最多为 Q=I′2R′t=6× 104 J。 答案:(1)100 m (2)10 m 6× 104 J


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