2017屆高三物理課時限時跟蹤練習題8

分層限時跟蹤練(二十一)(限時40分鐘)一、單項選擇題1．(2016·邯鄲檢測)下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法錯誤的是()A．電功率越大，電流做功越快，電路中產生的焦耳熱一定越多B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，UI>I2RD．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路【解析】電功率公式P＝eq\f(W,t)，功率越大，表示電流做功越快；對于一段電路，有P＝IU，I＝eq\f(P,U)，焦耳熱Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)Rt，可見Q與P、U、t都有關，P越大，Q不一定越大，A項錯誤．W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，而I＝eq\f(U,R)只適用于純電阻電路，B項正確．在非純電阻電路中，電流做的功＝焦耳熱＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C項正確．Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產生的焦耳熱，D項正確．【答案】A2．(2015·安慶檢測)如圖7-1-8所示，把兩個相同的燈泡分別接在甲、乙電路中，甲電路兩端的電壓為8V，乙電路兩端的電壓為16V．調節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時變阻器消耗的功率分別為P1和P2，兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，則下列關系中正確的是()圖7-1-8A．P甲<P乙 B．P甲>P乙C．P1>P2 D．P1＝P2【解析】由兩燈都正常發(fā)光可知，R1中電流是R2中電流的兩倍，R1兩端電壓是R2兩端電壓的二分之一，根據(jù)P＝UI知，兩變阻器消耗的功率相等，兩電路中消耗的總功率相等，D項正確．【答案】D3．某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖7-1-9所示，則下列說法中正確的是()圖7-1-9A．加5V電壓時，導體的電阻約是10ΩB．加11V電壓時，導體的電阻約是1.4ΩC．由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻不斷減小D．由圖可知，隨著電壓的減小，導體的電阻不斷減小【解析】對某些導體，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點的eq\f(U,I)值仍表示該點所對應的電阻值．本題中給出的導體加5V電壓時，eq\f(U,I)值為5，所以此時電阻為5Ω，A錯誤；當電壓增大時，eq\f(U,I)值增大，即電阻增大，綜合判斷可知B、C錯誤，D正確．【答案】D4．在如圖7-1-10所示的電路中，電源電動勢為12V，電源內阻為1.0Ω，電路中的電阻R0為1.5Ω，小型直流電動機M的內阻為0.5Ω，其他電阻不計．閉合開關S后，電動機轉動，電流表的示數(shù)為2.0A圖7-1-10A．電動機的輸出功率為14WB．電動機兩端的電壓為7.0VC．電動機產生的熱功率為4.0WD．電源輸出的功率為24W【解析】電動機兩端的電壓UM＝E－I(r＋R0)＝7.0V，B正確；電動機輸出的功率P出＝UMI－I2rM＝12W，A錯誤；電動機產生的熱功率P熱＝I2rM＝2.0W，C錯誤；電源輸出的功率P＝EI－I2r＝20W，D錯誤．【答案】B5．(2015·黃岡模擬)如圖7-1-11甲所示，兩根橫截面積相同的不同材料制成的導線Ⅰ和Ⅱ，串聯(lián)后接入電路．若導線上任意一點的電勢φ隨該點與a點距離x的變化關系如圖乙所示．導線Ⅰ和Ⅱ的電阻率分別為ρ1、ρ2，電阻分別為R1、R2，則()圖7-1-11A．ρ1<ρ2，R1<R2 B．ρ1>ρ2，R1<R2C．ρ1<ρ2，R1>R2 D．ρ1>ρ2，R1>R2【解析】由U＝IR，R＝eq\f(ρL,S)，根據(jù)導線上任意一點的電勢φ隨該點與a點距離x的變化關系圖線，可知ρ1<ρ2，2R1＝R2，選項A正確．【答案】A二、多項選擇題6．截面積為S的導線中通有電流I.已知導線每單位體積中有n個自由電子，每個自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動的速率是v，則在時間Δt內通過導線截面的自由電子數(shù)是()A．nSvΔt B．nvΔtC.eq\f(IΔt,e) D．eq\f(IΔt,Se)【解析】建立如圖所示模型，因為I＝eq\f(q,Δt)，所以q＝IΔt，自由電子數(shù)為：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，則選項C正確；又因為電流的微觀表達式為I＝nevS，所以自由電子數(shù)為N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e)＝nvSΔt，選項A正確．【答案】AC7．(2015·襄陽調研)如圖7-1-12所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體，但R1的尺寸比R2的尺寸大．在兩導體上加相同的電壓，通過兩導體的電流方向如圖，則下列說法中正確的是()圖7-1-12A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．R1中自由電荷定向移動的速率大于R2中自由電荷定向移動的速率D．R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率【解析】設正方形邊長為L、厚度為d，則I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,Ld)＝eq\f(ρ,d)，則I＝eq\f(Ud,ρ)相等，B項正確；由I＝nqSv＝nqLdv知，L越大，v越小，D項正確．【答案】BD8．(2016·武漢檢測)如圖7-1-13所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構成．當閉合開關S1、S2后，電動機驅動風葉旋轉，將空氣從進風口吸入，經電熱絲加熱，形成熱風后從出風口吹出．已知電吹風的額定電壓為220V，吹冷風時的功率為120W，吹熱風時的功率為1000W．關于該電吹風，下列說法正確的是()圖7-1-13A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動機線圈的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當電吹風吹熱風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD．當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J【解析】電吹風吹熱風時電熱絲消耗的功率為P＝1000W－120W＝880W，對電熱絲，由P＝eq\f(U2,R)可得電熱絲的電阻為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，選項A正確；由于不知道電動機線圈的發(fā)熱功率，所以電動機線圈的電阻無法計算，選項B錯誤；當電吹風吹熱風時，電熱絲每秒消耗的電能為880J，選項C錯誤；當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J，選項D正確．【答案】AD9．(2015·貴陽模擬)下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術參數(shù)，不計其自身機械損耗．若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則()自重額定電壓載重額定電流最大行駛速度額定輸出功率40kg48V75kg12A20km/h350WA.電動機的輸入功率為576WB．電動機的內電阻為4ΩC．該車獲得的牽引力為104ND．該車受到的阻力為63N【解析】電動機的輸入功率P入＝UI＝48×12W＝576W，A正確；電動機正常工作時為非純電阻電路，不能用歐姆定律求內電阻，故選項B錯誤；電動車速度最大時，牽引力F與阻力Ff大小相等，由P出＝Ffvm得Ff＝eq\f(P出,vm)＝eq\f(350,\f(20,3.6))N＝63N，故C錯誤，D正確．【答案】AD三、非選擇題10．如圖7-1-14(甲)所示為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m．當里面注滿某電解液，且P、Q間加上電壓后，其U-I圖線如圖(乙)所示，則當U＝10V時，甲乙圖7-1-14【解析】由題圖乙可求得U＝10V時，電解液的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5×10－3)Ω＝2000Ω.由題圖甲可知電解液長為l＝a＝1m橫截面積為S＝bc＝0.02m結合電阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(2000×0.02,1)Ω·m＝40Ω·m.【答案】40Ω·m11．如圖7-1-15所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內阻rA＝2Ω，當S1閉合，S2、S3斷開時，?示數(shù)為6A；當S2閉合，S1、S3斷開時，?示數(shù)為5A，且電動機輸出功率為35W；當S3閉合，S1、S2斷開時，?示數(shù)為圖7-1-15(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動機的內阻；(3)在電解槽工作時，電能轉化為化學能的功率為多少．【解析】(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得：R＝eq\f(U,I1)＝eq\f(12,6)Ω＝2Ω其發(fā)熱功率為：P＝UI1＝12×6W＝72W.(2)電動機為非純電阻元件，由能量守恒定律得：UI2＝Ieq\o\al(2,2)rM＋P輸出所以：rM＝eq\f(UI2－P輸出,Ieq\o\al(2,2))＝eq\f(12×5－35,52)Ω＝1Ω.(3)電解槽為非純電阻元件，由能量守恒定律得：P化＝UI3－Ieq\o\al(2,3)rA＝(12×4－42×2)W＝16W.【答案】(1)2Ω72W(2)1Ω(3)16W12．如圖7-1-16所示，電動機內電阻r＝0.8Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V．試求：圖7-1-16(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＝1m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質量(g取10m/s【解析】(1)由電路中的電壓關系可得電阻R的分壓UR＝U－UV＝(160－110)V＝50V流過電阻R的電流IR＝eq\f(UR,R)＝eq\f(50,10)A＝5A即通過電動機的電流IM＝IR＝5A(2)電動機的分壓UM＝UV＝110V輸入電動機的功率P電＝IMUM＝550W.(3)電動機的發(fā)熱功率P熱＝Ieq\o\al(2,M)r＝20W電動機輸出的機械功率P出＝P電－P熱＝530W又因P出＝mgv所以m＝eq\f(P出,gv)＝53kg.【答案】(1)5A(2)550W