2019人教版高三物理课时集训电流电阻电功率及焦耳定律含解析.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 课时分层集训(二十三)　电流　电阻　电功率及焦耳定律 ‎(限时：40分钟)‎ ‎(对应学生用书第311页)‎ ‎[基础对点练]‎ 电流的理解 ‎1．智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置．充电宝的转化率是指电源放电总量占电源容量的比值，一般在0.60～0.70之间(包括移动电源和被充电池的线路板、接头和连线的损耗)．如图8112为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是(　　)‎ 图8112‎ 容量 ‎20 000 mAh 兼容性 所有智能手机 边充边放 否 保护电路 是 输入 DC5V‎2A MA×‎ 输出 DC5V‎0.1A－‎‎2.5A 尺寸 ‎156*82*‎‎22mm 转换率 ‎0.60‎ 产品名称 索扬SY10-200‎ 重量 约‎430 g A．充电宝充电时将电能转化为内能 B．该充电宝最多能储存能量为3.6×106 J C．该充电宝电量从零到完全充满电的时间约为2 h D．该充电宝给电量为零、容量为3 000 mAh的手机充电，则理论上能充满4次 D　[充电宝充电时将电能转化为化学能，不是内能，故A错误；该充电宝的容量为：q＝20 000 mAh＝20 000×10－3×3 ‎600 C＝7.2×‎104 C；该电池的电动势为5 V，所以充电宝储存的能量：E＝E电动势·q＝5×7.2×104‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎ J＝3.6×105 J，故B错误；以‎2 A的电流为用电器供电，则供电时间t＝＝ s＝3.6×104 s＝10 h，故C错误；由于充电宝的转化率是0.6，所以可以释放的电能为：20 000 mAh×0.6＝12 000 mAh，给容量为3 000 mAh的手机充电的次数：n＝＝4次，故D正确．故选D.]‎ ‎2．(2018·威海模拟)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其电阻率为ρ.棒内单位体积内的自由电子数为n，电子的电量为e，在棒两端加上恒定电压U时，棒内产生电流，则自由电子定向移动的速率为(　　) ‎ ‎【导学号：84370306】‎ A.　　　　　　　 B. C. D. A　[导体中的电流为I＝neSv，导体的电阻为R＝，导体两端的电压为U＝RI，解得：v＝，故选A.]‎ ‎3．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)‎ A．nvS　　　　　　　 B．nvΔt C. D. C　[根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量Q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N＝＝，所以C项正确，D项错误．‎ 由于自由电子定向移动的速度是v，因此在时间Δt内，位于以横截面S、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)．这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt，选项A、B均错误．]‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 如图所示，某种材料确定的圆柱形导体长为L，横截面的直径为d，其两端所加的电压为U.当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率，下列说法正确的是(　　)‎ A．电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率不变 B．导体的长度变为‎2L，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍 C．导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平均速率不变 D．导体横截面的直径变为0.5d，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍 C　[根据电流的微观表达式I＝ nqvS、欧姆定律I＝和电阻定律R＝ρ，可得v＝，自由电子定向运动的平均速率由U、n、q、ρ和L共同决定，与d无关．分析可知C正确．]‎ 电阻、电阻定律的理解应用 ‎4．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　　)‎ A　[选项A中电阻横截面积最大，长度最小，根据R＝ρ可知，其电阻最小．选A.]‎ ‎5．如图8113所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长lab＝‎10 cm，lbc＝‎5 cm.当将A与B接入电压为U的电路中时，通过的电流为‎1 A．若将C与D 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 接入同一电路中，则通过的电流为(　　)‎ 图8113‎ A．‎4 A B．‎‎2 A C. A D. A A　[设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则＝.设A与B接入电路中时的电阻为R1，C与D接入电路中时的电阻为R2，则＝＝.由欧姆定律得＝＝，故I2＝4I1＝‎4 A．选项A正确．]‎ ‎6．(2017·保定模拟)如图8114所示，一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的长方体金属导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为(　　) ‎ ‎【导学号：84370307】‎ 图8114‎ A. B. C. D．R A　[根据电阻定律知，最大电阻为R＝ρ，最小电阻为R′＝ρ＝ρ×＝，故A正确．]‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎7．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为(　　)‎ A．1∶4 B．1∶8‎ C．1∶16 D．16∶1‎ C　[对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I1＝，I2＝＝，由I＝可知，在相同时间内，电荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16.]‎ 欧姆定律及UI图线 ‎8．(2018·宜昌模拟)如图8115所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是(　　)‎ 图8115‎ 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．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比 B　[图线的斜率表示电阻的倒数，故Ra>Rb，C错误；由R＝ρ知a的横截面积较小，A错误，B正确；由图象知导体的电阻与电压无关，D错误．]‎ ‎9.某导体中的电流随其两端电压的变化如图8116所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 图8116‎ A．加5 V电压时，导体的电阻约为5 Ω B．加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 Ω C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 D．此导体为线性元件 A　[对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值．当导体在加5 V电压时，电阻R1＝＝5 Ω，A正确；当导体加11 V电压时，由图知电流约为‎1.4 A，电阻大于1.4 Ω，B错误；当电压增大时，值增大，即电阻增大，导体为非线性元件，C、D错误．]‎ ‎10．(2018·杭州五校联考)如图8117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(　　)‎ 图8117‎ A．电阻A的阻值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 B　[由题图可知，电阻A图线的斜率越来越大，故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．]‎ 电功、电功率、电热的计算 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎11．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是‎5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是‎0.50 A，则下列说法中正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：84370308】‎ A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω B．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 C　[由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103 J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．选C.]‎ ‎12．在研究微型电动机的性能时，应用如图8118所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为‎0.5 A和1.5 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为‎1 A和14 V．则这台电动机正常运转时输出功率以及一分钟内产生的热量分别为(　　)‎ 图8118‎ A．14 W,220 J B．12 W,220 J C．11 W,180 J D．9 W,180 J C　[电动机停止转动时为纯电阻元件，其线圈内阻r＝＝ Ω＝3 Ω，电动机正常运转时，其输出功率P＝I′U′－I′2r＝11‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎ W，电动机一分钟内产生的热量Q＝I′2rt＝180 J，故选项C正确．]‎ ‎13．(多选)如图8119所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L的规格为“2 V,0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到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(　　)‎ 图8119‎ A．电源内阻为1 Ω B．电动机的内阻为4 Ω C．电动机正常工作电压为1 V D．电源效率约为93.3%‎ AD　[小灯泡正常工作时的电阻RL＝＝10 Ω，流过小灯泡的电流I＝＝‎0.2 A，当开关S接1时，R总＝＝15 Ω，电源内阻r＝R总－R－RL＝1 Ω，A正确；当开关S接2时，电动机M两端的电压UM＝E－Ir－U＝0.8 V，C错误；由于电动机为非纯电阻元件，由题条件无法求得电动机的内阻，B错误；电源的效率η＝＝≈93.3%，D正确．]‎ 如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机．小灯泡L上标有“6 V　12 W”字样，电动机的线圈电阻RM＝0.5 Ω.若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12 V，此时(　　)‎ A．整个电路消耗的电功率为24 W B．电动机的热功率为12 W C．电动机的输出功率为12 W D．电动机的输入功率为12 W 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 D　[灯泡正常发光，则电路电流I＝IL＝＝‎2 A．已知电路电流，由于不知电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率，故A错误；电动机的热功率PQ＝I2RM＝22×0.5 W＝2 W，故B错误；灯泡正常发光时，电动机电压UM＝U－UL＝12 V－6 V＝6 V，电动机的输入功率P＝UMI＝6×2 W＝12 W，电动机的输出功率P出＝P－ PQ＝12 W－2 W＝10 W，故C错误，D正确．]‎ ‎[考点综合练]‎ ‎14．(2018·衡水模拟)一根导线两端加上电压U，导体中自由电子定向移动的平均速率为v，现将导线均匀拉长至横截面半径为原来的，然后两端加上电压U，则导线中自由电子定向移动的平均速率为(　　) ‎ ‎【导学号：84370309】‎ A. B. C. D. C　[横截面的半径变为原来的，可知面积变为原来的，由体积V＝LS不变，可知长度变为原来的4倍．由电阻定律的表达式R＝ρ，可得变化后的电阻值为：R′＝ρ＝16R，由I＝可知，电流变为.由电流的微观表达式I＝nqSv，可知v＝，v′＝，故v′＝＝v，C正确．]‎ ‎15．(2018·北京丰台模拟)如图8120所示是某电路的示意图，虚线框内是超导限流器．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成．当通过超导部件的电流大于其临界电流IC 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 时，超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻)，以此来限制故障电流．超导部件正常态电阻R1＝6 Ω，临界电流IC＝‎0.6 A，限流电阻R2＝12 Ω，灯泡L上标有“6 V,3 W”字样，电源电动势E＝6 V，内阻忽略不计，则下列判断不正确的是(　　)‎ 图8120‎ A．当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为‎0.5 A B．当灯泡正常发光时，通过R2的电流为‎0.5 A C．当灯泡L发生故障短路时，通过R1的电流为‎1 A D．当灯泡L发生故障短路时，通过R2的电流为‎0.5 A B　[当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为IL＝＝ A＝‎0.5 A，选项A正确；当灯泡正常发光时，超导部件处于超导状态，则通过超导部件的电流为‎0.5 A，通过R2的电流为零，选项B错误；当灯泡L发生故障短路时，超导部件处于正常态，此时R1＝6 Ω，通过R1的电流为I1＝＝ A＝‎1 A，通过R2的电流为I2＝＝ A＝‎0.5 A，选项C、D正确；此题选择错误的选项，故选B.]‎ ‎16．机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一．电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受．某国产品牌电动汽车的铭牌如下表，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：84370310】‎ 规　格 后轮驱动直流电动机 车型：60″电动汽车 电动机额定输出功率：1 675 W 整车质量：‎‎400 kg 额定转速：600 r/min 蓄电池(容量It＝‎800 A·h，输出电压：约为36 V)‎ 额定工作电压/电流：36 V/‎‎50 A A.电动汽车正常工作时消耗的电功率为1 675 W B．电动机的内阻为0.72 Ω 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 C．蓄电池充满电后储存的电能约为2.88×104 J D．充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为16 h D　[电动机正常工作时消耗的电功率P＝U额I额＝36×50 W＝1 800 W，故A错误；电动机内阻的发热功率P热＝P电－P出＝1 800 W－1 675 W＝125 W，则电动机的内阻为r＝＝0.05 Ω，故B错误；蓄电池充满电后储存的电能为W＝UIt＝800×3 600×36 J＝1.04×108 J，故C错误；在额定功率下连续行驶最长时间为t＝＝16 h，故D正确．]‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费