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2018版高考物理一轮复习第七章恒定电流课时作业(三十二)欧姆定律电阻定律电功率焦耳定律课件

时间:2017-09-03


课时作业(三十二)

欧姆定律 电阻定律
[基础训练]

电功率

焦耳定律

1.(2017·广西模拟)导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列 表述正确的是( )

A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 C

.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比 D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比 答案:A 解析:横截面积一定,电阻与导体的长度成正比,故 A 正确;长度一定,电 阻与导体的横截面积成反比, 故 B 错误; 电阻与导体两端的电压及通过导体的电流大小均无 关,故 C、D 错误. 2.(2017·安徽模拟)安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动 可等效为一环形电流,设带电荷量为 e 的电子以速率 v 绕原子核沿顺时针方向做半径为 r 的匀速圆周运动,其电流的等效电流强度 I 和方向为( A. C. )

ve ve

2π r 2π r

,顺时针 ,逆时针

B. D.

ve ,顺时针 r ve ,逆时针 r

答案:C 解析:电子带负电,负电荷的定向移动方向是形成电流方向的反方向,因电 子绕核顺时针方向运动,故电流方向为逆时针方向,选项 A、B 错误;由匀速圆周运动的周 期公式和电流的定义,可得 I= = =

q e ev ,选项 C 正确,选项 D 错误. t T 2π r

3.(2017·湖南长沙长郡中学检测)如图所示,在-价离子的电解质溶液内插有两根碳 棒 A 和 B 作为电极,将它们接在直流电源上,于是溶液里就有电流通过.若在 t 秒内,通过 溶液内截面 S 的正离子数为 n1,通过的负离子数为 n2,设基本电荷为 e,则以下说法中正确 的是( )

A.正离子定向移动形成的电流方向从 A→B,负离子定向移动形成的电流方向从 B→A B.溶液内由于正、负离子移动方向相反,溶液中的电流抵消,电流等于零 C.溶液内的电流方向从 A→B,电流 I=

n1e t

1

?n1+n2?e D.溶液内的电流方向从 A→B,电流 I=

t

答案:D 解析:电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向, 由图示可知,溶液中的正离子从 A 向 B 运动,因此电流方向是 A→B,故选项 A 错误;溶液 中正离子由 A 向 B 移动,负离子由 B 向 A 移动,负电荷由 B 向 A 移动相当于正电荷由 B 向 A 移动,带电离子在溶液中定向移动形成电流,电流不为零,故选项 B 错误;溶液中的正离子 从 A 向 B 运动,因此电流方向是 A→B,电流 I= =

q n1e+n2e ,故选项 C 错误,选项 D 正确. t t

4.(2017·浙江杭州五校联考)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( )

A.电阻 A 的电阻随电流的增大而减小,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 的阻值 C.在两图线交点处,电阻 A 的阻值大于电阻 B 的阻值 D.在两图线交点处,电阻 A 的阻值小于电阻 B 的阻值 答案:B 解析:由题图可知,电阻 A 图线的斜率越来越大,故电阻 A 的阻值随电流的 增大而增大,电阻 B 阻值不变,选项 A 错误;两图线的交点处,电流和电压均相同,由欧姆 定律可知,两电阻的阻值大小相等,选项 B 正确,C、D 错误. 5.(2017·江西五校下学期第一次联考)一个直流电动机,其线圈的电阻是 0.5 Ω ,当 它两端所加电压为 6 V 时,通过电动机的电流是 2 A.由此可知( A.电动机消耗的电功率为 10 W B.电动机的发热功率为 12 W C.电动机输出的机械功率为 10 W D.电动机的工作效率为 20% 答案:C 解析:电动机消耗的电功率 P=UI=6×2 W=12 W,A 错误;电动机的发热功 率 P 热=I R=4×0.5 W=2 W,B 错误;电动机输出的机械功率 P 机=P-P 热=10 W,C 正确; 电动机的工作效率为 η =
2

)

P机 10 ×100%= ×100%=83.3%,D 错误. P 12

6.(2017·湖北武汉调研)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一.如图所示,某 电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac 间的电阻是 cd 间电阻的(n-1)倍,某次测量 中输出端数字电压表的示数为 U,则输入端的电压为( )

2

A.nU C.(n-1)U

B. D.

U n U n- 1

答案:A 解析:设电路中电流为 I,由电路图知输出端数字电压表的示数为 U=IRcd=

U入 U入 U入 Rcd= ·Rcd= ,则输入端的电压 U 入=nU,故选项 A 正确,其他选项 Rac+Rcd ?n-1?Rcd+Rcd n
错误. 7.(2017·河南商丘模拟)(多选)如图所示,图线 a 表示的导体的电阻为 R1,图线 b 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 倍长后电阻等于 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 答案:AC 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,

l 1 A 正确;根据公式 R=ρ 可得,把 R1 拉长到原来的 3 倍长后,横截面积减小为原来的 ,所 S 3
以电阻变为原来的 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 流之比 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, 电流之比等于电阻的反比, 所以将 R1 与 R2 并联后接于电源上, 电流之比 I1∶I2=3∶ 1,D 错误. 8.(多选)如图所示,电源电动势 E=3 V,小灯泡 L 上标有“2 V 0.4 W”,开关 S 接 1,当变阻器调到 R=4 Ω 时,小灯泡 L 正常发光;现将开关 S 接 2,小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作.则( )
2

3

A.电源内阻为 1 Ω B.电动机的内阻为 4 Ω C.电动机正常工作的电压为 1 V D.电源效率约为 93.3% 答案:AD 解析:由小灯泡的额定功率 P=UI 可知,I=0.2 A,由欧姆定律 R= 可知 小灯泡正常发光时的电阻 RL=10 Ω , 由闭合电路欧姆定律可知, I=

U I

E , 解得 r=1 Ω , R+RL+r

A 项正确;接 2 时小灯泡正常发光,说明电路中电流仍为 0.2 A,故电动机两端电压 U′=E -IRL-Ir=0.8 V,电动机为非纯电阻电器,故电动机内阻不等于 4 Ω ,B、C 项错;由 P 电


=I r,η =

2

P总-P电源 ×100%,代入数据可得电源效率约为 93.3%,D 项正确. P总
[能力提升]

9.(2017·安徽黄山模拟)铜的摩尔质量为 m,密度为 ρ ,每摩尔铜原子中有 n 个自由 电子.今有一根横截面积为 S 的铜导线,当通过的电流为 I 时,电子平均定向移动的速率为 ( ) A.光速 c C. ρ I B. D.

I neS mI neSρ

neSm

答案:D 解析:设单位体积内的自由电子数为 n′,由电流表达式 I=n′eSv 可得 v =

I n nρ mI ,其中 n′= = ,故 v= ,D 对. n′eS m m neSρ
ρ 10. 如图所示, 一正方体导线框各边电阻均为 R, MN、 PQ 两边均接有电容为 C 的电容器. 开

关闭合后,若电流表的示数为 I,则每个电容器所带的电荷量为(

)

1 A. IRC 4

1 B. IRC 3

4

1 C. IRC 2

3 D. IRC 4

答案: C 解析: 由于电容器中无电流通过, 去掉两电容器, 则电路可简化为如图所示. 由

I I 1 Q 对称性可知,每个主支路的电流为 ,分支路的电流为 ,电容器两端电压为 IR,由 C= 可 2 4 2 U
1 知,每个电容器所带的电荷量 Q=CU= IRC,选项 C 正确. 2

11.(2017·山东枣庄期末检测)(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 答案:BD 解析: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 L·d d

Ud I= ,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
ρ 误,D 正确. 12.(多选)电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧开前的加热状态,另一种是锅内 水烧开后的保温状态,如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图,S 是用感温材料制 造的开关.下列说法中正确的是( )

A.加热状态时是用 R1、R2 同时加热的 B.当开关 S 接通时电饭锅为加热状态,S 断开时为保温状态

5

R1 1 C.当 =7,R2 在保温状态时的功率为加热状态时的 R2 8 R1 1 D.当 =2 2-1,R2 在保温状态时的功率为加热状态时的 R2 8 U2 答案:BD 解析:由 P= 得:当接通 S 时,电阻变小,功率变大,处于加热状态;当 R
断开 S 时,电阻变大,功率变小,处于保温状态.可知,R2 是供加热用的电阻丝,故 A 错误, 1 U 220 B 正确.逆推:当 R2 在保温状态时的功率为加热状态时的 时,根据公式 P= ,可知 = 8 R R2 220 R2 R1 × ×8 得 =2 2-1,C 错误,D 正确. R1+R2 R1+R2 R2 13.(2016·河南洛阳全市尖子生联考)某精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流, 其调节部分使用了两个滑动变阻器, 如图所示. 已知这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻 丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的,其中 R1 的总电阻是 200 Ω ,R2 的总电阻是 5 000 Ω ,开 始时两变阻器都处于最大阻值. 下面的几种方法中, 能够既快又准确地使电流表指针指到要 求位置的是( )
2 2 2

A.先调节 R2,使电流表指针指到要求位置附近,再调节 R1 B.先调节 R1,使电流表指针指到要求位置附近,再调节 R2 C.同时调节 R1 和 R2,使电流表指针指到要求位置 D.交替、反复调节 R1 和 R2,使电流表指针指到要求位置 答案:A 解析:由题意可知,R2 比 R1 大很多,电路中电流 I=

U

R1+R2

.调节 R2 时阻值变

化大,对电流影响大,所以要快速将电路中的电流调到要求位置,应先调节大电阻 R2,当电 流表的指针到达要求位置附近时,若再调节 R2 使指针达到准确位置就很困难,因为只要对

R2 有很小的调节,就会引起阻值很大的变化,电流 I 就有大的改变.所以此时要调节小电阻 R1,因为它对电流的影响较小,能使指针准确地到达要求位置.故选 A.
14.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,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:

6

(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. 答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W

解析:(1)电炉子工作时,由欧姆定律 I= ,得

U R

U 12 R= = Ω =2 Ω I1 6
其发热功率为 PR=UI1=12×6 W=72 W. (2)电动机工作时,由能量守恒定律,得 UI2=I2rM+P 输出 所以 rM=
2

UI2-P输出 12×5-35 = Ω =1 Ω . 2 I2 5 2
2

(3)电解槽工作时,由能量守恒定律,得 P 化=UI3-I3rA 所以 P 化=(12×4-4 ×2) W=16 W.
2

7


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