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2018版高考物理一轮复习课时跟踪检测二十五第七章恒定电流第1节电流电阻电功电功率

时间:2017-07-28


课时跟踪检测(二十五)

电流

电阻

电功

电功率

对点训练:电流的理解及其三个表达式的应用 1.如图所示为一磁流体发电机示意图,A、B 是平行正对的金属板, 等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧 进入,在 t 时间内有 n 个自由电子落在 B

板上,则关于 R 中的电流大小及 方向判断正确的是( ) 2ne B.I= ,从上向下

A.I= ,从上向下 C.I= ,从下向上

ne t ne t

t t

2ne D.I= ,从下向上

解析:选 A 由于自由电子落在 B 板上,则 A 板上落上阳离子,因此 R 中的电流方向为 自上而下,电流大小 I= =

q ne 。A 项正确。 t t

2.(多选)(2017·枣庄检测)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所示,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 解析:选 BD 设正方形的边长为 L、厚度为 d,则 I= ,R=ρ =ρ

U R

L S

L ρ = ,得 I= L·d d

Ud
ρ

,故 R1、R2 中的电流相等,A 错误,B 正确。由 I=nqSv=nqLdv 得,L 大则 v 小,C 错误,

D 正确。 3.(多选)(2017·石家庄月考)如图所示为一水平绝缘盘,盘边缘均 匀地固定着带负电的电荷,从上向下看,盘面沿逆时针方向匀速转动,则 对该过程中形成的电流的理解正确的是( )

A.如果仅将盘边缘固定的总电荷量加倍,则其形成的电流也加倍 B.如果仅将盘面转动的角速度加倍,则其形成的电流也加倍 C.如果仅增大盘的半径,则其形成的电流也增大 D.如果仅增大盘的半径,则其形成的电流减小 解析:选 AB 转盘形成的等效电流为 I= ,如 T 不变,q 变为原来的 2 倍,则电流也

q T

1

1 加倍,A 正确;如 q 不变,ω 加倍,则 T 变为原来的 ,则电流加倍,B 正确;如果仅增大 2 盘的半径,q、T 均不变,则电流不变,故 C、D 错误。 对点训练:电阻、电阻定律的理解与应用 4.(多选)如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的 R?I 图像。 现将甲、乙串联后接入电路中,则( )

A.甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小 B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大 C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少 D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小 解析:选 BC 将甲、乙串联接入电路中,电流相等,由题图知,甲电阻大于乙电阻, 由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率, B 正确; 由 I= 知甲两端的电压比 乙大,A 错误;根据 Q=I Rt,知乙产生的焦耳热少,C 正确;由 P=I R 知甲消耗的电功率 比乙大,D 错误。 5.(2017·温州联考)两根材料相同的均匀导线 X 和 Y,X 长为 L,Y 长为 2L,串联在电路中,沿导线长度方向电势φ 变化如图所示,则两导 线的横截面积之比为( A.2∶3 C.1∶2 ) B.1∶3 D.3∶1
2 2

U R

解析:选 B 由题图可知导线 X 和 Y 两端的电压之比为 =

UX 10-4 3 = ,其电流相同,则 UY 4-0 2

RX UX 3 l SX 1 电阻之比 = = ,由 R=ρ 可得 = ,B 正确。 RY UY 2 S SY 3
6.如图所示为均匀的长方形薄片合金电阻板 abcd,ab 边长为 L1,ad 边 长为 L2。当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时,导体的电阻分别为 R1、R2,则

R1∶R2 为(
A.L1∶L2

) B.L2∶L1
2

C.L1 ∶L2

2

D.L2 ∶L1

2

2

解析:选 C 设电阻板厚度为 h,由电阻定律有 R1=ρ

L1 L2 ,R2=ρ ,所以 R1∶R2= hL2 hL1

L12∶L22,故 C 正确。
对点训练:伏安特性曲线的理解及应用 7.(多选)(2017·杭州五校联考)如图所示为 A、B 两电阻的伏安特性 曲线,关于两电阻的描述正确的是( )

2

A.电阻 A 的电阻值随电流的增大而增大,电阻 B 阻值不变 B.在两图线交点处,电阻 A 的阻值等于电阻 B C.在两图线交点处,电阻 A 的阻值大于电阻 B D.在两图线交点处,电阻 A 的阻值小于电阻 B 解析:选 AB 由题图可知,电阻 B 的斜率不变,电阻 A 的斜率在逐渐增大,而在 U?I 图像中,图像的斜率表示电阻值大小,故 A 正确;两图线的交点处,电流和电压均为 U1 和

I1,由欧姆定律知,两电阻的大小相等,故 B 正确,C、D 错误。
8.(多选)(2017·龙岩期末)两电阻 R1 和 R2 的伏安特性曲线如图所示。 从图线可判断( )

A.两电阻阻值的关系是 R1>R2 B.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小 C.电压相同时,通过 R1 的电流强度较大 D.两电阻串联接入电路时,R1 消耗的功率小

I 1 解析: 选 CD 图像的斜率 k= = ,即图像的斜率越大,电阻越小,故有 R1<R2, A 错误; U R
根据图像可得电阻一定时,电流随电压的增大而增大,B 错误;从图像中可得电压相同时, 通过电阻 R1 的电流较大,C 正确;两电阻串联接入电路时,通过两电阻的电流相同,根据公 式 P=I R 可得电阻越大,消耗的电功率越大,故 D 正确。 9.某一导体的伏安特性曲线如图 AB 段(曲线)所示, 关于导体的电阻, 以下说法正确的是( )
2

A.B 点的电阻为 12 Ω B.B 点的电阻为 40 Ω C.导体的电阻因温度的影响改变了 1 Ω D.导体的电阻因温度的影响改变了 9 Ω 解析:选 B

A 点电阻 RA=

3 6 Ω =30 Ω ,B 点电阻 RB= Ω =40 -1 -1 1.0×10 1.5×10

Ω ,故 A 错误、B 正确。Δ R=RB-RA=10 Ω ,故 C、D 错误。 对点训练:电功、电功率及焦耳定律 10. 下图中的四个图像中, 最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电 功率 P 与电压平方 U 之间函数关系的是(
2

)

3

解析:选 C 白炽灯泡为纯电阻,其电功率 P= ,但随着电压和灯泡工作时间的增加, 灯丝电阻会增大,P?U 图像会向下弯曲,故 C 正确。
2

U2 R

11.(2017·武汉调研)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主 要由电动机 M 和电热丝 R 构成。当闭合开关 S1、S2 后,电动机驱动风叶旋 转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已 知电吹风的额定电压为 220 V,吹冷风时的功率为 120 W,吹热风时的功率 为 1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是( A.电热丝的电阻为 55 Ω 1 210 B.电动机线圈的电阻为 Ω 3 C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为 1 000 J D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为 1 000 J 解析:选 A 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为 P=1 000 W-120 W=880 W,对电热 )

U U 220 丝,由 P= 可得电热丝的电阻为 R= = Ω =55 Ω ,选项 A 正确;由于不知道电动机 R P 880
线圈的发热功率,所以电动机线圈的电阻无法计算,选项 B 错误;当电吹风吹热风时,电热 丝每秒消耗的电能为 880 J,选项 C 错误;当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为 120 J,选项 D 错误。 12. 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

2

2

2

解析:选 D 根据 W=qU,可知通过该电阻的电荷量为 0.3 C,消耗电能为 0.9 J 时, 电阻两端的电压 U=3 V,在相同时间内通过 0.6 C 的电荷量,则电流变为原来的 2 倍。根 据 I= 知,电压也变为原来的 2 倍,即 U′=2U=6 V,则 W′=q′U′=3.6 J,故 D 正确。 考点综合训练 13.(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( )

U R

4

A.U 甲>U 乙 C.R 甲=4R 乙

B.U 甲=4U 乙 D.R 甲=2R 乙

解析:选 AC 设灯泡正常工作时电压为 U,电流为 I,则 U 甲 I=U 乙×2I,则 U 甲=2U 乙, A 正确,B 错误;根据 I R 甲=(2I) R 乙得 R 甲=4R 乙,C 正确,D 错误。 14.(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电 子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电 器电源的输出电压为 U,输出电流为 I,手机电池的内阻为 r,下列说法 正确的是( )
2 2 2

A.电能转化为化学能的功率为 UI-I r B.充电器输出的电功率为 UI+I r C.电池产生的热功率为 I r D.充电器的充电效率为 ×100% 解析:选 AC 充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能,即 UIt=E 化+I rt,充电器 输出的电功率为 UI,电池产生的热功率为 I r,据此可知,电能转化为化学能的功率为 UI -I r,充电器的充电效率为
2 2 2 2 2

Ir U

U-Ir ×100%,所以选项 A、C 正确。 U

15.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 ,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,电流表○ 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,电流表○ A 示数为 4 A。求: (1)电炉子的电阻及发热功率; (2)电动机的内阻; (3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少。 解析:(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律得:

U 12 R= = Ω =2 Ω I1 6
其发热功率为:

P=UI1=12×6 W=72 W。
(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得:

UI2=I22rM+P 输出
5

所以:rM=

UI2-P输出 12×5-35 = 2 I22 5

Ω =1 Ω 。

(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得:

P 化=UI3-I32rA
所以 P 化=(12×4-4 ×2)W=16 W。 答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W
2

6


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