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高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲电流电阻电功电功率创新

时间:2017-07-09


第1讲

电流 电阻
A组

电功 电功率

基础题组

1.(多选)下列说法正确的是(

)

A.据 R=可知,加在电阻两端的电压变为原来的 2 倍时,导体的电阻也变为原来的 2 倍 B.不考虑温度对阻值的影响,通过导体的电流及加在两端的电压改变时

导体的电阻不变 C.据 ρ =可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积 RS 成正比,与导体的长度 l 成反比 D.导体的电阻率与导体的长度 l、横截面积 S、导体的电阻 R 皆无关 2.一台电动机,额定电压是 220 V,电阻是 1 Ω 。正常工作时,通过的电流为 5 A,则电动机因发热损失的 功率为( ) C.220 W D.25 W

A.48 400 W B.1 100 W

3.(2016 山东泰安模拟)有三个用电器,分别为日光灯、 电烙铁和电风扇,它们的额定电压和额定功率均为 “220 V,60 W”。现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量( A.日光灯最多 C.电风扇最多 B.电烙铁最多 D.一样多 )

4.(2015 北京东城联考)如图所示,电源电动势 E=36 V,内阻 r=1 Ω ,电灯上标有“6 V,12 W”的字样,直 流电动机线圈电阻 R=2 Ω 。接通电源后,电灯恰能正常发光,下列说法正确的是( )

A.电路中的电流大小为 6 A B.电动机产生的热功率为 56 W C.电动机的机械效率为 85.7 % D.电源的输出功率为 72 W 5.(2015 江苏淮安期中)方框内为某台电风扇的铭牌,如果已知该电风扇在额定电压下工作时,转化为机 械能的功率等于电动机消耗电功率的 97%,则在额定电压下工作时,通过电动机的电流 I 及电动机线圈的 电阻 R 分别是( )

A.I=0.3 A R=22 Ω

B.I=0.3 A R=733 Ω
1

C.I=3.3 A R=22 Ω

D.I=3.3 A R=733 Ω

6.(2015 北京东城调研,12)在长度为 l、横截面积为 S、单位体积内的自由电子数为 n 的金属导体两端加 上电压,导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为 e 的自由电子受电场力作用先做加速运动,然后与阳 离子碰撞而减速,如此往复??所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为 v(不随时间变化)的 定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率 v 成正比,即 f=kv(k 是常数),则该导体 的电阻应该等于( A. B. C. D. 可视为理想电压表,S0 )

7.图示电路可用来测量电阻的阻值。 其中 E 为电源,R 为已知电阻,Rx 为待测电阻, 为单刀单掷开关,S1、S2 为单刀双掷开关。

(1)当 S0 闭合时,若 S1、S2 均向左闭合,电压表读数为 U1;若 S1、S2 均向右闭合,电压表读数为 U2。由此 可求出 Rx= 。

(2)若电源电动势 E=1.5 V,内阻可忽略;电压表量程为 1 V,R=100 Ω 。此电路可测量的 Rx 的最大值 为 Ω。

8.(2016 四川雅安模拟)给装在玻璃管内的水银柱加一电压,则通过水银柱的电流为 0.1 A,若将这些水银 倒入一个内径为前者 2 倍的玻璃管内,接在同一电压上,则通过水银柱的电流为多少?

2

B组

提升题组

9.(2016 辽宁沈阳质检)(多选)如图甲所示电路,小灯泡通电后其两端电压 U 随所通过的电流 I 变化的图 线如图乙所示,P 为图线上一点,PN 为图线的切线,PM 为 U 轴的垂线,PQ 为 I 轴的垂线,下列说法中正确的 是( )

A.随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R= C.在电路中灯泡 L 两端的电压为 U1 时,电阻 R 两端的电压为 I1R D.对应 P 点,小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的“面积” 10.(2015 福建福州师大附中检测)下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( 自重 载重 最大运行速度 A.电动机的输入功率为 288 W B.电动机的内阻为 4 Ω C.该车获得的牵引力为 104 N D.该车受到的阻力为 63 N 11.(多选)一根粗细均匀的金属导线,两端加上恒定电压 U 时,通过金属导线的电流为 I,金属导线中自由 电子定向移动的平均速率为 v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的 2 倍,仍给它两端加上恒定电 压 U,则此时( ) 40(kg) 75(kg) 20(km/h) ) 额定电压 额定电流 额定输出功率 48(V) 12(A) 350(W)

A.通过金属导线的电流为 B.通过金属导线的电流为 C.自由电子定向移动的平均速率为 D.自由电子定向移动的平均速率为

3

12.(2015 湖北黄冈中学、黄石二中、鄂州高中联考)两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同 的圆柱形杆,串联后接在某一直流电源两端,如图所示。已知杆 a 的质量小于杆 b 的质量,杆 a 金属的摩 尔质量小于杆 b 金属的摩尔质量,杆 a 的电阻大于杆 b 的电阻,假设每种金属的每个原子都提供相同数目 的自由电子(载流子)。当电流达到稳恒时,若 a、b 内存在电场,则该电场可视为匀强电场。下面结论中 正确的是( )

A.两杆内的电场强度都不等于零,且 a 内的场强大于 b 内的场强 B.两杆内的电场强度都等于零 C.两杆内载流子定向运动的速度一定相等 D.a 内载流子定向运动的速度一定大于 b 内载流子定向运动的速度 13.(2016 湖南长沙二模)某同学利用图甲电路对额定电压已经模糊、额定功率为 1 W 的小灯泡进行了如 下研究。按图甲连接电路后,闭台开关 S,测得通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压关系如图乙。

(1)据图判断,实验过程中小灯泡的电阻是

(选填“恒定”或“变化”)的。

(2)当小灯泡两端的电压为 0.5 V 时,2 分钟内小灯泡消耗的电能为多少? (3)小灯泡的额定电压为多少?

答案全解全析

4

A 组 基础题组 1.BD R=是电阻的定义式,导体的电阻由导体自身性质决定,与 U、 I 无关;在不考虑温度对阻值的影响时, 当导体两端电压 U 加倍时,导体内的电流 I 也加倍,但比值 R 仍不变,A 错误、B 正确;ρ =是导体电阻率的 定义式,导体的电阻率由材料和温度决定,与 R、S、l 无关,C 错误、D 正确。 2.D 电动机因发热损失的功率 P=I R=5 ×1 W=25 W,故选项 D 正确。 3.B 电烙铁是纯电阻用电器,即以发热为目的,电流通过它就是用来产热。而日光灯和电风扇是非纯电 阻用电器,电流通过它们时产生的热量很少,电能主要转化为其他形式的能(光能和动能)。综上所述,只 有 B 正确。 4.C 电灯恰能正常发光,其电流 I== A=2 A,选项 A 错;电动机的热功率 P 热=I R=2 ×2 W=8 W,选项 B 错; 电动机两端电压 U 机=E-U 灯-Ir=36 V-6 V-2×1 V=28 V,电动机输出的机械功率 P 机=U 机 I-P 热=28×2 W-8 W=48 W,则电动机的机械效率 η =×100%=×100%=×100%=85.7%,选项 C 正确;电源的输出功率 P=P 电+P 灯=56 W+12 W=68 W,选项 D 错。 5.A 从电风扇的铭牌得到额定功率 P=66 W,额定电压 U=220 V,故额定电流为:I===0.3 A,转化为机械能 的功率等于电动机消耗的电功率的 97%,根据能量守恒定律可知线圈电阻消耗的功率为 3%P,故:3%P=I R, 解得:R==22 Ω ,故选 A。 6.B 由题意可知,对于电子有 Ee=kv,又 E=,U=IR,I=nevS,联立解得 R=。 7. 答案 (1)R (2)200 解析 (1)由 Rx=,而 Ix= 故 Rx=R (2)当 Rx 两端电压达到 1 V 时,由 E=1.5 V,可得此时 R 两端的电压 U2=1.5 V-1 V=0.5 V。 此时电路中电流 I= A 则 Rxmax= Ω = Ω =200 Ω 。 8. 答案 1.6 A 解析 设水银柱在两种情况下的电阻分别为 R1、R2,对应的长度、横截面积分别为 l1、l2,S1、S2,则有 R1=ρ R2=ρ 两种情况下水银的体积相同, l1S1=l2S2 S1=π S2=π
5
2 2 2 2 2

解得 R2= 由欧姆定律得 U=I1R1=I2R2 解得 I2==0.1×16 A=1.6 A B 组 提升题组 9.ABD 由欧姆定律知,U-I 图中任意一点的电阻为该点与坐标原点 O 的连线的斜率,则由图乙可知随着所 通电流的增大,小灯泡的电阻增大,选项 A 正确;对应 P 点,小灯泡的电阻为 O、P 连线的斜率,即 R=,选项 B 正确;对应 P 点,小灯泡的功率为 P=U1I2,即图中矩形 PQOM 所围的“面积”,选项 D 正确;在电路中灯泡 L 两端的电压为 U1 时,通过电阻 R 的电流为 I2,其两端的电压为 I2R,选项 C 错误。 10.D 电动机的输入功率 P 入=IU=12×48 W=576 W,故选项 A 错误;电动机正常工作时为非纯电阻器件,不 能用 R=计算内阻,故选项 B 错;电动车速度最大时,牵引力 F 与阻力 Ff 大小相等,由 P 出=Fvmax=Ffvmax,得 F=Ff== N=63 N,故选项 C 错,D 正确。 11.BC 金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的 2 倍,则横截面积变为原来的 ,电阻变为原来的 4 倍,两 端加上恒定电压 U,通过金属导线的电流变为 ,A 错误,B 正确。根据 I=neSv 可知自由电子定向移动的平 均速率为 ,C 正确、D 错误。 12.A 两杆串联,所以电流相等,因为 Ra>Rb,由欧姆定律可知 Ua>Ub,根据 U=Ed 可知,两杆内电场强度都不 为零,且 a 内的电场强度大于 b 内的电场强度,所以 A 正确、B 错误;根据电流的决定式 I=nqSv 可知载流 子的定向运动速率 v=∝,由题意无法确定杆内单位体积内的自由电荷数 n 的大小关系,所以无法确定定向 运动速率的大小关系,故 C、D 错误。 13. 答案 (1)变化 (2)12 J (3)2.5 V

解析 (1)从图像可知,灯泡两端的电压和通过的电流不成正比,所以说小灯泡的电阻是变化的。 (2)由图乙可知,当灯泡两端的电压 U=0.5 V 时,可以看出电流 I=0.2 A, 2 分钟内小灯泡消耗的电能为:W=UIt=0.5×0.2×2×60 J=12 J。 (3)由图可知,当 P 实=P 额=1 W 时,I 额=0.4 A,U 额=2.5 V,所以灯泡的额定电压为 2.5 V。

6


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