新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練27電阻定律歐姆定律焦耳定律含解析新人教版

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-電阻定律歐姆定律焦耳定律1.(電流)銅的摩爾質(zhì)量為m,密度為ρ,每摩爾銅原子中有n個(gè)自由電子。今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線,當(dāng)通過的電流為I時(shí),電子平均定向移動(dòng)的速率為()A.光速c B.IneSC.ρIneSm D.2.(電阻定律)有Ⅰ、Ⅱ兩根不同材料的電阻絲,長度之比為l1∶l2=1∶5,橫截面積之比為S1∶S2=2∶3,電阻之比為R1∶R2=2∶5,外加電壓之比為U1∶U2=1∶2,則它們的電阻率之比為()A.2∶3 B.4∶3 C.3∶4 D.8∶33.(電功率)(2020浙江寧波高三下學(xué)期二模)有一位同學(xué)想估算一下全校學(xué)生在家上直播課時(shí)消耗的總電能,他查閱了相關(guān)資料,信息如下表:學(xué)生總?cè)藬?shù)上課時(shí)間/節(jié)每天/節(jié)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)時(shí)間/h200030min62使用手機(jī)人數(shù)占比使用電腦人數(shù)占比手機(jī)的功率/W電腦的功率/W20%80%550僅考慮信息表中的用電器,試估算全校學(xué)生在家上直播課時(shí)一天消耗的總電能約為()A.4.1×105J B.8.9×108JC.1.5×109J D.2.0×109J4.(電阻率、電導(dǎo)率)(2020湖南張家界模擬)電導(dǎo)率σ是電阻率ρ的倒數(shù),即σ=1ρ。下列說法正確的是(A.電導(dǎo)率的單位是1B.材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C.材料的電導(dǎo)率越小,其導(dǎo)電性能越強(qiáng)D.電導(dǎo)率大小與溫度無關(guān)5.(伏安特性曲線)(2020北京順義高三下學(xué)期模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組描繪了三種電學(xué)元件的伏安特性曲線,如圖所示,下列判斷中正確的是()A.圖甲反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨電壓的增大而增強(qiáng)B.圖乙反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨溫度的升高而減弱C.圖丙反映該電學(xué)元件加正向電壓和反向電壓時(shí)導(dǎo)電性能一樣D.圖丙反映該電學(xué)元件如果加上較高的反向電壓(大于40V)時(shí),反向電流急劇變大6.(電功率、焦耳定律)某簡易電吹風(fēng)簡化電路如圖所示,其主要部件為電動(dòng)機(jī)M和電熱絲,部分技術(shù)參數(shù)如下表,電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說法正確的是()電吹風(fēng)額定電壓220V電吹風(fēng)額定功率熱風(fēng)時(shí):990W冷風(fēng)時(shí):110WA.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B.該電吹風(fēng)中電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為440ΩC.吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為990WD.吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流為4A素養(yǎng)綜合練7.(2020河北衡水高三第二次質(zhì)檢)如圖所示的U-I圖像中,甲為某電池的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,乙、丙為兩種電子元件的U-I圖線,三個(gè)圖線交于同一點(diǎn),若電池的電動(dòng)勢不變,內(nèi)阻變大,再將乙、丙分別接在這個(gè)電池兩端,乙、丙元件兩端的電壓分別為U1、U2,通過兩元件的電流分別為I1、I2,則下列關(guān)系正確的是()A.U1>U2 B.I1>I2C.U1I1>U2I2 D.U8.(2020上海高三一模)如圖所示,A、B兩盞電燈的額定電壓都為110V,額定功率分別為PA=25W,PB=100W。把它們接到220V的電路上,下面四種接法中,兩燈不可能正常發(fā)光的是()9.(2020山東泰安模擬)如圖所示為一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r=0.8Ω,電路中另一電阻R=10Ω,直流電壓U=160V,理想電壓表示數(shù)UV=110V。試求:(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流;(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率;(3)若電動(dòng)機(jī)以v=1m/s勻速豎直向上提升重物,求該重物的質(zhì)量。(g取10m/s2)10.(2020北京延慶高三下學(xué)期模擬)對于同一物理問題,常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長為l的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子,一個(gè)電子的電荷量為e。該導(dǎo)線通有恒定電流時(shí),導(dǎo)線兩端的電勢差為U,假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。(1)求導(dǎo)線中的電流I。(2)所謂電流做功,實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時(shí)間t內(nèi)電流做功W為多少,小紅和小明給出了不同的想法:小紅記得老師上課講過,W=UIt,因此將第(1)問求出的I代入,就可以得到W的表達(dá)式,但是小紅不記得老師是怎樣得出W=UIt這個(gè)公式的。小明提出,既然電流做功是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功,那么應(yīng)該先求出導(dǎo)線中的恒定電場的電場強(qiáng)度,即E=Ul,設(shè)導(dǎo)體中全部電荷為q后,再求出電場力做的功W=qEvt=qUlvt,但是小明沒有得出請問你認(rèn)為小紅和小明的說法對嗎?若小紅的說法對,請給出公式的推導(dǎo)過程;若小明的說法對,請補(bǔ)充完善這個(gè)問題中電流做功的求解過程。(3)為了更好地描述某個(gè)小區(qū)域的電流分布情況,物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的電荷量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j,導(dǎo)線的電阻率為ρ,試證明:Ul=jρ▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁課時(shí)規(guī)范練27電阻定律歐姆定律焦耳定律1.D由電流表達(dá)式I=n'eSv可得v=In'eS,其中n'=nmρ=nρm2.B由R=ρlS得ρ=RSl,ρ1∶ρ2=R1S1l23.C學(xué)生每天在線學(xué)習(xí)的時(shí)間t=0.5×6h+2h=5h=1.8×104s,學(xué)生每天使用電腦的總功率P1=50×2000×0.8W=8×104W,學(xué)生每天使用手機(jī)的總功率P2=5×2000×0.2W=2×103W,學(xué)生每天學(xué)習(xí)使用手機(jī)和電腦需要消耗的電能為E=(P1+P2)·t=1.48×109J,故只有選項(xiàng)C正確。4.A根據(jù)R=ρLS,得σ=1ρ=LRS,則電導(dǎo)率的單位是mΩ·m2=1Ω·m,故A正確;材料的電導(dǎo)率與材料的形狀無關(guān),故B錯(cuò)誤;材料的電導(dǎo)率越小,電阻率越大5.D由題圖甲可知隨著電壓增加圖線斜率不變,即該元件電阻阻值的倒數(shù)不變,阻值不變,導(dǎo)電性能不變,故A錯(cuò)誤;由題圖乙可知隨著電壓增加圖線斜率變小,該元件電阻阻值的倒數(shù)變小,阻值增加,導(dǎo)電性能隨電壓的增大而減弱,但不能說明和溫度的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;由題圖丙可知加正向電壓和反向電壓時(shí)圖線關(guān)于原點(diǎn)不對稱,因?yàn)闄M坐標(biāo)不一樣的,故導(dǎo)電性能不一樣,故C錯(cuò)誤;根據(jù)題圖丙可知該電學(xué)元件如果加上較高的反向電壓(大于40V)時(shí),反向電流急劇變大,故D正確。6.D由題中電路圖可知,開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng),故A錯(cuò)誤;只閉合開關(guān)S2時(shí),僅電動(dòng)機(jī)接入電路,若電動(dòng)機(jī)為純電阻,則電阻為r=2202110Ω=440Ω,由于電動(dòng)機(jī)為非純電阻,故電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻不為440Ω,故B錯(cuò)誤;開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng),總功率為990W,即為電動(dòng)機(jī)的功率和電熱絲的功率之和,則吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為880W,故C錯(cuò)誤;吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為880W,通過電熱絲的電流為I=880220A=7.B當(dāng)電池的內(nèi)阻增大后,電池的U-I圖像變?yōu)樘摼€,如圖所示,可知U1<U2,I1>I2,故A錯(cuò)誤、B正確;兩元件消耗的功率分別為I1U1、I2U2,由U1<U2、I1>I2知不能確定圖中虛線所圍矩形面積的大小關(guān)系,因而不能確定兩元件消耗功率的大小關(guān)系,故C錯(cuò)誤;由圖像看出U1I1和U8.A根據(jù)公式P=U2R可知,燈泡A的電阻RA=UA2PA=110225Ω=484Ω,燈泡B的電阻RB=UB2PB=1102100Ω=121Ω。選項(xiàng)A中燈泡B和可變電阻并聯(lián)后又和燈泡A串聯(lián),燈泡要想正常工作,必須滿足燈泡B與可變電阻并聯(lián)后和燈泡A的電阻相等;并聯(lián)電路,電阻更小;故燈泡A和燈泡B不能正常工作,故A符合題意。選項(xiàng)B中燈泡A和可變電阻并聯(lián)后又和燈泡B串聯(lián),燈泡要想正常工作,必須滿足燈泡A與可變電阻并聯(lián)后和燈泡B的電阻相等;并聯(lián)電路中,電阻越并越小,小于任何一個(gè)分電阻,所以此電路中燈泡A和燈泡B能正常工作,故B不符合題意。選項(xiàng)C中兩燈都可以正常工作,故C不符合題意;選項(xiàng)D中燈泡A和燈泡9.〖答案〗(1)5A(2)550W(3)53kg〖解析〗(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓UR=U-UV=160V-110V=50V,流過電阻R的電流IR=URR=5010A=5A,即通過電動(dòng)機(jī)的電流IM(2)電動(dòng)機(jī)的分壓UM=UV=110V,輸入電動(dòng)機(jī)的電功率P電=IMUM=550W。(3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱=IM2電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出=P電-P熱=530W,又因?yàn)镻出=mgv,所以m=P出gv=10.〖答案〗(1)neSv(2)見〖解析〗(3)見〖解析〗〖解析〗(1)電流定義式I=Qt,在t時(shí)間內(nèi),流過橫截面的電荷量Q=nSvte,因此I=neSv(2)小紅和小明說的都有一定道理。a.小紅的說法對。由于I=Qt,故在t時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電荷量Q=It,對于一段導(dǎo)線來說,每個(gè)橫截面通過的電荷量均為Q,則從兩端來看,相當(dāng)于Q的電荷電勢降低了U,則W=QU=UItb.小明的說法對。恒定電場的電場強(qiáng)度E=Ul,導(dǎo)體中全部電荷為q=nSle電場力做的功W=qEvt=qUlvt=nSelUl又因?yàn)镮=neSv,故W=UIt。(3)由歐姆定律U=IR和電阻定律R=ρlS,得U=IρlS,則Ul=由電流密度的定義j=QSt得Ul=jρ電阻定律歐姆定律焦耳定律1.(電流)銅的摩爾質(zhì)量為m,密度為ρ,每摩爾銅原子中有n個(gè)自由電子。今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線,當(dāng)通過的電流為I時(shí),電子平均定向移動(dòng)的速率為()A.光速c B.IneSC.ρIneSm D.2.(電阻定律)有Ⅰ、Ⅱ兩根不同材料的電阻絲,長度之比為l1∶l2=1∶5,橫截面積之比為S1∶S2=2∶3,電阻之比為R1∶R2=2∶5,外加電壓之比為U1∶U2=1∶2,則它們的電阻率之比為()A.2∶3 B.4∶3 C.3∶4 D.8∶33.(電功率)(2020浙江寧波高三下學(xué)期二模)有一位同學(xué)想估算一下全校學(xué)生在家上直播課時(shí)消耗的總電能,他查閱了相關(guān)資料,信息如下表:學(xué)生總?cè)藬?shù)上課時(shí)間/節(jié)每天/節(jié)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)時(shí)間/h200030min62使用手機(jī)人數(shù)占比使用電腦人數(shù)占比手機(jī)的功率/W電腦的功率/W20%80%550僅考慮信息表中的用電器,試估算全校學(xué)生在家上直播課時(shí)一天消耗的總電能約為()A.4.1×105J B.8.9×108JC.1.5×109J D.2.0×109J4.(電阻率、電導(dǎo)率)(2020湖南張家界模擬)電導(dǎo)率σ是電阻率ρ的倒數(shù),即σ=1ρ。下列說法正確的是(A.電導(dǎo)率的單位是1B.材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C.材料的電導(dǎo)率越小,其導(dǎo)電性能越強(qiáng)D.電導(dǎo)率大小與溫度無關(guān)5.(伏安特性曲線)(2020北京順義高三下學(xué)期模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組描繪了三種電學(xué)元件的伏安特性曲線,如圖所示,下列判斷中正確的是()A.圖甲反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨電壓的增大而增強(qiáng)B.圖乙反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨溫度的升高而減弱C.圖丙反映該電學(xué)元件加正向電壓和反向電壓時(shí)導(dǎo)電性能一樣D.圖丙反映該電學(xué)元件如果加上較高的反向電壓(大于40V)時(shí),反向電流急劇變大6.(電功率、焦耳定律)某簡易電吹風(fēng)簡化電路如圖所示,其主要部件為電動(dòng)機(jī)M和電熱絲,部分技術(shù)參數(shù)如下表,電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說法正確的是()電吹風(fēng)額定電壓220V電吹風(fēng)額定功率熱風(fēng)時(shí):990W冷風(fēng)時(shí):110WA.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B.該電吹風(fēng)中電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為440ΩC.吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為990WD.吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流為4A素養(yǎng)綜合練7.(2020河北衡水高三第二次質(zhì)檢)如圖所示的U-I圖像中,甲為某電池的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,乙、丙為兩種電子元件的U-I圖線,三個(gè)圖線交于同一點(diǎn),若電池的電動(dòng)勢不變,內(nèi)阻變大,再將乙、丙分別接在這個(gè)電池兩端,乙、丙元件兩端的電壓分別為U1、U2,通過兩元件的電流分別為I1、I2,則下列關(guān)系正確的是()A.U1>U2 B.I1>I2C.U1I1>U2I2 D.U8.(2020上海高三一模)如圖所示,A、B兩盞電燈的額定電壓都為110V,額定功率分別為PA=25W,PB=100W。把它們接到220V的電路上,下面四種接法中,兩燈不可能正常發(fā)光的是()9.(2020山東泰安模擬)如圖所示為一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r=0.8Ω,電路中另一電阻R=10Ω,直流電壓U=160V,理想電壓表示數(shù)UV=110V。試求:(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流;(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率;(3)若電動(dòng)機(jī)以v=1m/s勻速豎直向上提升重物,求該重物的質(zhì)量。(g取10m/s2)10.(2020北京延慶高三下學(xué)期模擬)對于同一物理問題,常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長為l的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子,一個(gè)電子的電荷量為e。該導(dǎo)線通有恒定電流時(shí),導(dǎo)線兩端的電勢差為U,假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。(1)求導(dǎo)線中的電流I。(2)所謂電流做功,實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時(shí)間t內(nèi)電流做功W為多少,小紅和小明給出了不同的想法:小紅記得老師上課講過,W=UIt,因此將第(1)問求出的I代入,就可以得到W的表達(dá)式,但是小紅不記得老師是怎樣得出W=UIt這個(gè)公式的。小明提出,既然電流做功是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功,那么應(yīng)該先求出導(dǎo)線中的恒定電場的電場強(qiáng)度,即E=Ul,設(shè)導(dǎo)體中全部電荷為q后,再求出電場力做的功W=qEvt=qUlvt,但是小明沒有得出請問你認(rèn)為小紅和小明的說法對嗎?若小紅的說法對,請給出公式的推導(dǎo)過程;若小明的說法對,請補(bǔ)充完善這個(gè)問題中電流做功的求解過程。(3)為了更好地描述某個(gè)小區(qū)域的電流分布情況,物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的電荷量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j,導(dǎo)線的電阻率為ρ,試證明:Ul=jρ▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁課時(shí)規(guī)范練27電阻定律歐姆定律焦耳定律1.D由電流表達(dá)式I=n'eSv可得v=In'eS,其中n'=nmρ=nρm2.B由R=ρlS得ρ=RSl,ρ1∶ρ2=R1S1l23.C學(xué)生每天在線學(xué)習(xí)的時(shí)間t=0.5×6h+2h=5h=1.8×104s,學(xué)生每天使用電腦的總功率P1=50×2000×0.8W=8×104W,學(xué)生每天使用手機(jī)的總功率P2=5×2000×0.2W=2×103W,學(xué)生每天學(xué)習(xí)使用手機(jī)和電腦需要消耗的電能為E=(P1+P2)·t=1.48×109J,故只有選項(xiàng)C正確。4.A根據(jù)R=ρLS,得σ=1ρ=LRS,則電導(dǎo)率的單位是mΩ·m2=1Ω·m,故A正確;材料的電導(dǎo)率與材料的形狀無關(guān),故B錯(cuò)誤;材料的電導(dǎo)率越小,電阻率越大5.D由題圖甲可知隨著電壓增加圖線斜率不變,即該元件電阻阻值的倒數(shù)不變,阻值不變,導(dǎo)電性能不變,故A錯(cuò)誤;由題圖乙可知隨著電壓增加圖線斜率變小,該元件電阻阻值的倒數(shù)變小,阻值增加,導(dǎo)電性能隨電壓的增大而減弱,但不能說明和溫度的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;由題圖丙可知加正向電壓和反向電壓時(shí)圖線關(guān)于原點(diǎn)不對稱,因?yàn)闄M坐標(biāo)不一樣的,故導(dǎo)電性能不一樣,故C錯(cuò)誤;根據(jù)題圖丙可知該電學(xué)元件如果加上較高的反向電壓(大于40V)時(shí),反向電流急劇變大,故D正確。6.D由題中電路圖可知,開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng),故A錯(cuò)誤;只閉合開關(guān)S2時(shí),僅電動(dòng)機(jī)接入電路,若電動(dòng)機(jī)為純電阻,則電阻為r=2202110Ω=440Ω,由于電動(dòng)機(jī)為非純電阻,故電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻不為440Ω,故B錯(cuò)誤;開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng),總功率為990W,即為電動(dòng)機(jī)的功率和電熱絲的功率之和,則吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為880W,故C錯(cuò)誤;吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為880W,通過電熱絲的電流為I=880220A=7.B當(dāng)電池的內(nèi)阻增大后,電池的U-I圖像變?yōu)樘摼€,如圖所示,可知U1<U2,I1>I2,故A錯(cuò)誤、B正確;兩元件消耗的功率分別為I1U1、I2U2,由U1<U2、I1>I2知不能確定圖中虛線所圍矩形面積的大小關(guān)系,因而不能確定兩元件消耗功率的大小關(guān)系,故C錯(cuò)誤;由圖像看出U1I1和U8.A根據(jù)公式P=U2R可知,燈泡A的電阻RA=UA2PA=110225Ω=484Ω,燈泡B的電阻RB=UB2PB=1102100Ω=121Ω。選項(xiàng)A中燈泡B和可變