2020屆高考物理復(fù)習(xí)恒定電流核心素養(yǎng)提升練二十三8.1電流電阻電功及電功率（含解析）新人教版.docx

電流電阻電功及電功率(45分鐘100分)(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，14題為單選題，5題為多選題)1.手機已是我們生活中普遍使用的通信工具，如圖所示是一種手機電池外殼上的文字說明，由此可知此電池的電動勢和待機狀態(tài)下的平均工作電流分別是()A.4.2 V，14.66 mAB.4.2 V，700 mAC.3.7 V，14.66 mAD.3.7 V，700 mA【解析】選C。由手機電池外殼上的文字說明可知，4.2 V是充電電壓，電池的電動勢是3.7 V，1 700 mAh是電池的容量，即放電電流與待機時間的乘積，所以待機狀態(tài)下平均工作電流I=14.66 mA，故C正確。2.歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律，有一個長方體型的金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且abc。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻的阻值最小的是()【解析】選A。根據(jù)電阻定律R=可知，RA=，RB=，RC=，RD=，結(jié)合abc可得：RC=RDRBRA，故RA最小，A正確?！炯庸逃?xùn)練】有兩個同種材料制成的導(dǎo)體，兩導(dǎo)體為橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體柱截面邊長為a，小柱體柱截面邊長為b，則()A.從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為abB.從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為11C.若電流方向豎直向下，大柱體與小柱體的電阻之比為abD.若電流方向豎直向下，大柱體與小柱體的電阻之比為a2b2【解析】選B。從題圖所示方向，根據(jù)電阻定律可知，R1=，R2=，故兩電阻相等，比值為11，故選項A錯誤，選項B正確。若電流豎直向下，則根據(jù)電阻定律有：R1=，R2=，故R1R2=b2a2，故選項C、D錯誤。3.如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為()A.R甲=R乙B.R甲=R乙C.R甲=2R乙D.R甲=4R乙【解析】選B。將四分之一圓形薄合金片看成一個電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個電阻并聯(lián)，R甲=，圖乙中等效為兩個電阻串聯(lián)，R乙=2r，所以R甲=R乙，所以B正確。4.用兩個相同的小量程電流表，分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表A1、A2，若把A1、A2分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入電路，如圖所示，則閉合開關(guān)后，下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是 ()A.圖甲中的A1、A2的示數(shù)相同B.圖甲中的A1、A2的指針偏角相同C.圖乙中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同D.圖乙中的A1、A2的指針偏角相同【解析】選B。 圖甲中A1、A2并聯(lián)，表頭的電壓相等，電流相等，指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，量程不同的電流表讀數(shù)不同，選項A錯誤，B正確。圖乙中的A1、A2串聯(lián)，A1、A2的示數(shù)相同，由于量程不同，內(nèi)阻不同，電表兩端的電壓不同，流過表頭的電流不同，指針偏轉(zhuǎn)的角度不同，選項C、D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】 (多選)如圖所示，電流表A1(03 A)和A2(00.6 A)是由兩個相同的電流計改裝而成，現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，下列說法中正確的是()A.A1、A2的讀數(shù)之比為11B.A1、A2的讀數(shù)之比為51C.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為11D.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為15【解析】選B、C。電流表A1(03 A)和A2(00.6 A)是由兩個相同的電流計改裝而成的，都是并聯(lián)電阻，題圖中兩電流計也是并聯(lián)的，所以A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為11，選項C正確，D錯誤；它們的量程之比為51，即總電阻之比為15，所以A1、A2讀數(shù)之比為51，選項B正確，A錯誤。5.某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實驗中，將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián)，通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件伏安曲線的交點。則下列關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的說法正確的是()A.圖線a是小燈泡的伏安曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安曲線B.圖線b是小燈泡的伏安曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安曲線C.圖線中的M點表示該狀態(tài)時小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D.圖線中M點對應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等【解析】選B、D。小燈泡的燈絲是一個純電阻，其燈絲溫度會隨著通電電流的增大而增大，阻值也隨著增大，所以圖線b是小燈泡的伏安曲線；熱敏電阻的溫度隨著通電電流的增大而增大，其阻值會逐漸減小，圖線a是熱敏電阻的伏安曲線，選項B正確，A錯誤；兩圖線的交點M表示此狀態(tài)下兩元件不僅電流相同，電壓也相同，所以此時兩者阻值相同，功率也相同，選項C錯誤，D正確。二、計算題(本題共15分，需寫出規(guī)范的解題步驟)6.如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動機內(nèi)電阻r=0.8 ，電路中另一電阻R=10 ，直流電壓U=160 V，電壓表示數(shù)UV=110 V。試求： (1)通過電動機的電流。(2)輸入電動機的電功率。(3)若電動機以v=1 m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量(g取10 m/s2)?！窘馕觥?1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓UR=U-UV=(160-110)V=50 V，流過電阻R的電流IR= A=5 A，即通過電動機的電流，IM=IR=5 A。(2)電動機的分壓UM=UV=110 V，輸入電動機的功率P電=IMUM=550 W。(3)電動機的發(fā)熱功率P熱=r=20 W，電動機輸出的機械功率P出=P電-P熱=530 W，又因P出=mgv，所以m=53 kg。 答案：(1)5 A(2)550 W(3)53 kg(25分鐘50分)7.(7分)一個電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計)，均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0 A，通過洗衣機電動機的電流是0.50 A，則下列說法中正確的是()A.電飯煲的電阻為44 ，洗衣機電動機線圈的電阻為440 B.電飯煲消耗的電功率為1 555 W，洗衣機電動機消耗的電功率為155.5 WC.1 min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6104 J，洗衣機電動機消耗的電能為 6.6103 JD.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍【解析】選C。由于電飯煲是純電阻元件，所以R1=44 ，P1=UI1=1 100 W，其在1 min內(nèi)消耗的電能W1=UI1t=6.6104 J，洗衣機為非純電阻元件，所以R2，P2=UI2=110 W，其在1 min 內(nèi)消耗的電能 W2=UI2t=6.6103 J，其熱功率P熱P2，所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍。8.(7分)在長度為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)體中就會產(chǎn)生勻強電場。導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場力作用下先做加速運動，然后與做熱運動的陽離子碰撞而減速，如此往復(fù)所以，我們通常將自由電子的這種運動簡化成速率為v(不隨時間變化)的定向運動。已知阻礙電子運動的阻力大小與電子定向移動的速率v成正比，即f=kv(k是常量)，則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于()A. B. C. D.【解析】選B。電子定向移動，由平衡條件，kv=e，則U=，導(dǎo)體中的電流I=neSv，電阻R=，選項B正確。9.(7分)(多選) 一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線，在其兩端加上電壓U時，通過導(dǎo)線的電流為I，導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將導(dǎo)線均勻拉長，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼模俳o它兩端加上電壓2U，則()A.通過導(dǎo)線的電流為B.通過導(dǎo)線的電流為C.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為D.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為【解析】選A、D。將導(dǎo)線均勻拉長，使其半徑變?yōu)樵瓉淼?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼谋叮瑢?dǎo)線長度要變?yōu)樵瓉淼?倍，金屬導(dǎo)線電阻率不變，由電阻公式R=可知，導(dǎo)線電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍；電壓變?yōu)?U，由歐姆定律I=可知，電流變?yōu)樵瓉淼?，故A正確，B錯誤；電流I變?yōu)樵瓉淼模瑱M截面積變?yōu)樵瓉淼?，單位體積中自由移動的電子數(shù)n不變，每個電子所帶的電荷量e不變，由電流的微觀表達式I=nevS可知，電子定向移動的速率變?yōu)樵瓉淼?，故C錯誤，D正確。10.(7分)(多選) 某同學(xué)設(shè)計了一個測定列車加速度的儀器，如圖所示，AB是一段圓弧形的電阻，O點為圓心，圓弧半徑為r。O點下用一電阻不計的金屬線懸掛著一個金屬球，球的下部與AB接觸良好且無摩擦。A、B之間接有內(nèi)阻不計、電動勢為9 V的電池，電路中接有理想電流表A，O、B間接有一個理想電壓表V。整個裝置在一豎直平面內(nèi)，且裝置所在平面與列車前進的方向平行。下列說法中正確的有()A.從圖中看出列車一定是向右加速運動B.當(dāng)列車的加速度增大時，電流表A的讀數(shù)增大，電壓表V的讀數(shù)也增大C.若電壓表顯示3 V，則列車的加速度為gD.如果根據(jù)電壓表示數(shù)與列車加速度的一一對應(yīng)關(guān)系將電壓表改制成一個加速度表，則加速度表的刻度是不均勻的【解析】選C、D。小球所受的合力水平向右，則知列車向右做加速運動或向左做減速運動，故A錯誤；小球的加速度為 a=gtan ，當(dāng)加速度增大，增大，BC段電阻增大，因為總電阻不變，所以電流不變，BC段電壓增大，電壓表讀數(shù)增大，故B錯誤；電壓表為3 V時，知BC段的電阻是總電阻的三分之一，則=30，則a=gtan 30=g，故C正確；根據(jù)a=gtan 知，a與不成正比關(guān)系，因為電流不變，電壓表示數(shù)的大小與電阻成正比，BC段電阻與成正比，所以a與電壓表示數(shù)的關(guān)系不成正比，所以加速度表的刻度不均勻，故D正確。11.(7分) (多選)通常一次閃電過程歷時0.20.3 s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成。每個閃擊持續(xù)時間僅4080 s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中。在某一次閃電前，云、地之間的電勢差約為1.0109 V，云、地間距離約為1 km；第一個閃擊過程中云、地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時間約為60 s。假定閃電前云、地間的電場是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A.閃電電流的瞬時值可達到1105 AB.整個閃電過程的平均功率約為11014 WC.閃電前云、地間的電場強度約為1106 V/mD.整個閃電過程向外釋放的能量約為6106 J【解析】選A、C。由電流的定義式I=知，I= A=1105 A，A項正確；整個過程的平均功率P= W=31010 W(t代入0.2 s或0.3 s)，B項錯誤；由E= V/m=1106 V/m，C項正確；整個閃電過程向外釋放的能量為電場力做的功W=qU=6109 J，D項錯誤。12.(15分)一輛電動自行車的銘牌上給出的技術(shù)參數(shù)如表所示。質(zhì)量M=70 kg的人騎著此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力f恒為車和人總重力的k倍，k=0.02。g取10 m/s2。求：規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁鐵電動機車型26電動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3.5 A(1)此電動自行車的電動機在額定電壓下正常工作時的效率。(2)僅在電動機以額定功率提供動力的情況下，人騎車行駛的最大速率。(3)僅在電動機以額定功率提供動力的情況下，當(dāng)車速v=2.0 m/s時，人騎車的加速度大小?！窘馕觥?1)由題表可知，電動機的額定電壓為U0=40 V，額定電流為I0=