（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)23 電流、電阻、電功及電功率

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1、課后限時(shí)集訓(xùn)23 電流、電阻、電功及電功率 建議用時(shí)：45分鐘 1．如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是(　　) A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗 B．b代表的電阻絲較粗 C．a(chǎn)代表的電阻絲的電阻小于b代表的電阻絲的電阻 D．圖線表示的電阻絲的電阻與電壓成正比 B　[b圖線的斜率大，表示電阻小，由電阻定律R＝ρ，可知b代表的電阻絲較粗，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與電阻兩端的電壓無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。] 2．在長(zhǎng)度為l，橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體兩端加上電壓，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生勻強(qiáng)

2、電場(chǎng)。導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場(chǎng)力作用下先做加速運(yùn)動(dòng)，然后與做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速，如此往復(fù)……，所以，我們通常將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成速率為v(不隨時(shí)間變化)的定向運(yùn)動(dòng)。已知阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于(　　) A． B． C． D． B　[電子定向移動(dòng)，由平衡條件得，kv＝e，則U＝，導(dǎo)體中的電流I＝neSv，電阻R＝＝，選項(xiàng)B正確。] 3．(2019·泉州模擬)某金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ，電阻為R，現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)到直徑為原來(lái)的一半，那么該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)?　　) A．4ρ和4R B．ρ

3、和4R C．ρ和16R D．16ρ和16R C　[因溫度和材料不變，所以電阻率不變；將導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到直徑為原來(lái)的一半，則橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的，長(zhǎng)度為原來(lái)的4倍，根據(jù)電阻定律公式：R0＝ρ＝16·ρ＝16R，選項(xiàng)C正確。] 4．有兩個(gè)同種材料制成的導(dǎo)體，兩導(dǎo)體為橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體截面邊長(zhǎng)為a，小柱體截面邊長(zhǎng)為b，則(　　) A．從圖示電流方向看，大、小柱體電阻比為a∶b B．從圖示電流方向看，大、小柱體電阻比為1∶1 C．若電流方向豎直向下，大、小柱體電阻比為a∶b D．若電流方向豎直向下，大、小柱體電阻比為a2∶b2 B　[由電阻定律得R＝ρ，所以大柱

4、體的電阻為，小柱體的電阻為，所以大、小柱體的電阻之比為1∶1，A錯(cuò)誤，B正確；若電流方向豎直向下，大、小柱體的電阻之比為b2∶a2，C、D錯(cuò)誤。] 5．(2019·杭州模擬)電線是家庭裝修中不可或缺的基礎(chǔ)建材，電線的質(zhì)量直接關(guān)系到用電安全。某型號(hào)電線每卷長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝100 m，銅絲直徑為D＝1.6 mm。為檢驗(yàn)其是否采用了導(dǎo)電性能比較差的劣質(zhì)銅，現(xiàn)給整卷電線加上U＝1.50 V恒定電壓，測(cè)得通過(guò)電線的電流為I＝1.20 A，由此可知此電線所用銅的電阻率約為(　　) A．1.7×10－9 Ω·m B．2.5×10－8 Ω·m C．1.1×10－7 Ω·m D．5.0×10－6 Ω·m

5、B　[整卷電線的電阻R＝＝1.25 Ω，由電阻定律得R＝ρ，S＝πD2，聯(lián)立解得銅的電阻率ρ＝2.5×10－8 Ω·m，選項(xiàng)B正確。] 6．(多選)兩個(gè)電阻R1、R2的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知(　　) A．R1為線性元件，R2為非線性元件 B．R1的電阻R1＝tan 45°＝1 Ω C．R2的電阻隨電壓的增大而減小 D．當(dāng)U＝1 V時(shí)，R2的電阻等于R1的電阻 AD　[由題圖可知R1的伏安特性曲線為過(guò)原點(diǎn)的直線，故R1為線性元件，R2的伏安特性曲線為曲線，故R2是非線性元件，故A正確；R1的電阻不等于tan 45°，應(yīng)為U與I的比值，大小為2 Ω，故B錯(cuò)誤；R2為非線性元

6、件，其中電阻大小仍等于某一時(shí)刻U與I的比值，D正確；由圖可知R2的阻值隨電壓增大而增大，故C錯(cuò)誤。] 7．(多選)(2019·沭陽(yáng)期中)如圖所示，理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，利用熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為R1，與電阻為R2的電熱絲串聯(lián)后接到輸出電壓為U的電源上，電路中電流為I，則(　　) A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 B．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U－IR2 C．電吹風(fēng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2(R1＋R2) D．電吹風(fēng)機(jī)消耗的電功率為I2(R1＋R2) BC　[電動(dòng)機(jī)的輸入功率為(U－IR2)I，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為UI－I2(R1＋R2)，故A

7、錯(cuò)誤；含電動(dòng)機(jī)電路是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U－IR2，故B正確；電吹風(fēng)機(jī)中發(fā)熱的功率要用I2R來(lái)計(jì)算，所以總的發(fā)熱功率為I2(R1＋R2)，電吹風(fēng)機(jī)消耗的功率P＝IU要大于發(fā)熱功率，故C正確，D錯(cuò)誤。] 8．(多選)(2019·黃岡期末)將兩截阻值均為R、長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的均勻銅棒A和鋁棒B沿中軸線對(duì)接后串聯(lián)接入電路中，已知兩棒的橫截面積分別為SA和SB，忽略溫度變化對(duì)電阻的影響，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．通過(guò)銅棒和鋁棒的電流大小一定相同 B．銅棒兩端的電壓與鋁棒兩端電壓之比為SB∶SA C．銅和鋁的電阻率之比為SA∶SB D．電路穩(wěn)定后兩棒中電場(chǎng)強(qiáng)度均為零 AC　[由

8、串聯(lián)電路的特點(diǎn)知，IA＝IB＝I，故A正確；銅棒和鋁棒的電阻相等，通過(guò)它們的電流相等，則根據(jù)U＝IR得銅棒兩端的電壓與鋁棒兩端電壓相等，故B錯(cuò)誤；銅棒和鋁棒的電阻相等，由R＝ρ可知，銅和鋁的電阻率之比為SA∶SB，故C正確；電路穩(wěn)定后兩棒中電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，在電場(chǎng)力作用下電荷定向移動(dòng)形成電流，故D錯(cuò)誤。] 9．(多選)鋰電池因能量高環(huán)保無(wú)污染而廣泛使用在手機(jī)等電子產(chǎn)品中?，F(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2r B．充電器輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2r C

9、．電池產(chǎn)生的熱功率為I2r D．充電器的充電效率為×100% AC　[充電器將電能轉(zhuǎn)化為鋰電池的化學(xué)能和電池產(chǎn)生的熱能，即UIt＝E化＋I(xiàn)2rt，充電器輸出的電功率為UI，電池產(chǎn)生的熱功率為I2r，據(jù)此可知，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2r，充電器的充電效率為×100%。綜上所述A、C項(xiàng)正確。] 10．如圖所示為某家庭使用的智能電飯鍋的銘牌。假定該家庭用此電飯鍋每天煮飯兩次，每次在額定功率下工作30分鐘，電價(jià)1 kW·h為0.54元。則該電飯鍋(　　) A．工作時(shí)的額定電流為0.41 A B．保溫時(shí)的電流為0.2 A C．每次煮飯需消耗電能4.5 kW·h D．一年因煮飯

10、而產(chǎn)生的電費(fèi)約為177元 D　[由題中所給信息知：額定電流I＝＝＝4.1 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；保溫時(shí)電流I′＝＝＝0.14 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；每次煮飯消耗電能E1＝900×10－3 kW× h＝0.45 kW·h，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一年因煮飯而產(chǎn)生的電費(fèi)0.45×2×365×0.54元＝177.39元，選項(xiàng)D正確。] 11．(2019·南昌六校聯(lián)考)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R′0＝1 Ω。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使圖甲中電路的輸出功率最大；調(diào)節(jié)R2時(shí)可使圖乙中電路的輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝2 W)，則R1和R2連

11、入電路中的阻值分別為(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω B　[因?yàn)轭}圖甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R1接入電路中的阻值為R1＝r－R0＝2 Ω；而題圖乙電路是含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率P＝IU＝I(E－Ir)＝I(12－3I)＝－3I2＋12I＝－3(I2－4I)＝－3(I－2)2＋12，所以當(dāng)I＝2 A時(shí)，輸出功率P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P0＝2 W，發(fā)熱功率為P熱＝I2R′0＝4 W，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P

12、入＝P0＋P熱＝6 W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為Um＝＝3 V，電阻R2兩端的電壓為U2＝E－Ir－Um＝3 V，所以R2接入電路中的阻值為R2＝＝1.5 Ω，B正確。] 12．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，閉合開關(guān)S后，標(biāo)有“8 V,12 W”的燈泡恰能正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)M繞線的電阻R0＝4 Ω，求： (1)電源的輸出功率P出； (2)10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q； (3)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。 [解析]　(1)由題意知，并聯(lián)部分電壓為U＝8 V，內(nèi)電壓應(yīng)為U內(nèi)＝E－U＝2 V 總電流I＝＝2 A 電源的輸出功率P出＝UI＝16 W。 (2)流過(guò)燈泡的電流I1＝＝

13、1.5 A 則流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I2＝I－I1＝0.5 A 電動(dòng)機(jī)的熱功率P0＝IR0＝1 W 10 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝P0t＝10 J。 (3)電動(dòng)機(jī)的總功率P＝UI2＝4 W 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)＝P－P0＝3 W。 [答案]　(1)16 W　(2)10 J　(3)3 W 13．一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)： 規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流電機(jī) 車型 26″電動(dòng)自行車 額定輸出功率 120 W 整車質(zhì)量 30 kg 額定電壓 40 V 最大載重 120 kg 額定電流 4 A 請(qǐng)根據(jù)上表計(jì)算： (1)此電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻和電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率；

14、(2)當(dāng)電動(dòng)自行車以額定功率在平直公路上滿載勻速行駛時(shí)，若其受到的阻力為車重的0.01倍，則此時(shí)其速度為多少？(取g＝10 m/s2) [解析]　(1)根據(jù)題意，電動(dòng)機(jī)的輸入功率 P入＝UI＝160 W 電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝I2R 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝120 W 又P出＝P入－P熱 聯(lián)立解得R＝2.5 Ω 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率 η＝×100%＝75%。 (2)電動(dòng)自行車滿載時(shí)，受到的阻力 f＝0.01mg＝15 N 電動(dòng)自行車以額定功率在平直公路上滿載勻速行駛時(shí)，P出＝fv 解得v＝8 m/s。 [答案]　(1)2.5 Ω　75%　(2)8 m/s 6