第1講歐姆定律、電阻定律、電功率及焦耳定律A組基礎過關1.如圖所示,電解池內有一價離子的電解液,在時間t內通過溶液截面S的正離子數(shù)為n1,負離子數(shù)為n2。設元電荷電荷量為e,則以下說法正確的是()A.溶液內電流方向從A到B,電流大小為n1etB.溶液內電流方向從B到A,電流大小為n2etC.溶液內正、負離子反方向移動,產(chǎn)生的電流相互抵消D.溶液內電流方向從A到B,電流大小為(n1+n2)et答案D溶液內正、負離子反方向移動,通過截面的電荷量為正、負離子電荷量絕對值之和,由電流的定義可算出,電流為(n1+n2)et,故選D。2.歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律,還研究了電阻定律。有一個長方體金屬電阻,材料質量分布均勻,邊長分別為a、b、c,且a>b>c。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()答案A根據(jù)電阻定律R=lS,結合題中各選項圖可知,電阻的阻值最小的應該是橫截面積最大、長度最短的A圖所示的金屬電阻,選項A正確。3.一根長為L、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為,棒內單位體積自由電子數(shù)為n,電子的質量為m,電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時,棒內產(chǎn)生電流,自由電子定向運動的平均速率為v,則金屬棒內的電場強度大小為()A.mv22eLB.mv2SneC.nevD.evSL答案C金屬棒的電阻R=LS,自由電子定向移動形成的電流I=neSv,金屬棒兩端電壓U=IR,故金屬棒內的電場強度E=UL=neSvLLS=nev,選項C正確。4.(多選)(2019河南周口檢測)某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示,則下列說法中正確的是()A.加5V電壓時,導體的電阻是5B.加12V電壓時,導體的電阻約是 1.4C.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,隨著電壓的增大,導體的電阻不斷增大答案AD對某些導電器材,其伏安特性曲線不是直線,但曲線上某一點的 UI 值仍表示該點所對應的電阻值。本題中給出的導體在加5V電壓時,UI 值為 5,所以此時電阻為5;加12V電壓時,UI 值為8,當電壓增大時,UI 值增大,即電阻增大,故選項A、D正確。5.用一個內電阻可以忽略的電源給裝滿絕緣圓管的水銀供電,通過水銀的電流為0.1A。若把全部水銀倒在一個內徑大一倍的絕緣圓管內(恰好能裝滿圓管),那么通過水銀的電流將是()A.0.4AB.0.8AC.1.6AD.3.2A答案C大圓管內徑大一倍,則圓管內水銀的橫截面積為原來的4倍,由于水銀的體積不變,故水銀柱長度變?yōu)樵瓉淼?4,根據(jù)電阻定律R=lS可知電阻變?yōu)樵瓉淼?16;因水銀兩端所加電壓不變,由歐姆定律知電流變?yōu)樵瓉淼?6倍,C正確。6.(多選)我國已經(jīng)禁止銷售100W及以上的白熾燈,以后將逐步淘汰白熾燈。假設某同學研究白熾燈得到某白熾燈的U-I曲線如圖所示。圖像上A點與原點的連線與橫軸成角,A點的切線與橫軸成角,則()A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.在A點,白熾燈的電阻可表示為tanC.在A點,白熾燈的電功率可表示為U0I0D.在A點,白熾燈的電阻可表示為U0I0答案CD白熾燈的電阻為其U-I圖線上各點與原點O連線的斜率,由圖像可知,白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大,A錯誤;在A點,白熾燈的電阻可表示為U0I0,即tan,不能表示為tan或1tan,故B錯誤,D正確;在A點,白熾燈的電功率可表示為U0I0,C正確。7.一個用半導體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端電壓U變化的關系圖像如圖甲所示,若將它與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端,3個用電器消耗的電功率均為P?，F(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路,接在該電源的兩端,設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2,它們之間的關系為()A.P1=4PDB.PD=P4C.PD=P2D.P1<4P2答案D當電阻器D與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時,三者功率相同,可知此時三者電阻相同。當三者按照題圖乙所示電路連接時,電阻器D兩端的電壓小于U,由題圖甲可知,電阻器D的電阻增大,則此時有RD>R1=R2,而D與R2并聯(lián),兩端電壓相等,根據(jù) P=U2R,可知PD<P2,C選項錯誤;按圖乙方式連接后,由歐姆定律可知,電流ID<I2,又I1=I2+ID,根據(jù)P=I2R,可知P1<4P2,結合串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知2UD>UR1,由P=U2R可知不能確定P1與4PD的大小關系,A選項錯誤,D選項正確;由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)總電阻R并<R1,所以D兩端的電壓小于 U2,且D阻值變大,則PD<P4,B選項錯誤。8.(2018廣東六校聯(lián)考)如圖甲所示電路,其中R兩端電壓U隨通過該電阻的直流電流I變化的關系如圖乙所示,電源電動勢為7.0V(內阻不計),且R1=1000(不隨溫度變化)。若改變R2,使A、B與B、C間的電壓相等,這時() 甲乙A.R的阻值為1000B.R的阻值為1500C.通過R的電流為1.5mAD.通過R的電流為2.0mA答案C要使A、B與B、C間的電壓相等,即有E=UAB+UBC,UAB=UBC,解得UBC=3.5V;而UBC=U+IR1,即得U=UBC-IR1,將UBC=3.5V,R1=1000代入得U=3.5V-1000×I。在題給圖像中作出函數(shù)關系U=3.5V-1000×I的圖像如圖所示,兩圖線的交點對應的橫、縱坐標I=1.5mA、U=2V即公共解,由IR=U解得R=UI=1300,故只有選項C正確。9.(2019湖北武漢質檢)一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上(其內電阻可忽略不計),均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0A,通過洗衣機電動機的電流是0.50A,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440B.電飯煲消耗的電功率為1555W,洗衣機電動機消耗的電功率為155.5WC.1min內電飯煲消耗的電能為6.6×104J,洗衣機電動機消耗的電能為6.6×103JD.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍答案C由于電飯煲是純電阻用電器,所以電飯煲的電阻R1=UI1=44,電飯煲消耗的電功率P1=UI1=1100W,其在1min內消耗的電能W1=UI1t=6.6×104J;洗衣機為非純電阻用電器,所以洗衣機電動機的電阻R2UI2=440,洗衣機電動機消耗的電功率P2=UI2=110W,其在1min內消耗的電能W2=UI2t=6.6×103J,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。綜上可知,故只有選項C正確。10.一個直流電動機,線圈電阻是0.5,當它兩端所加電壓為6V時,通過電動機的電流是2A。由此可知()A.電動機消耗的電功率為10WB.電動機發(fā)熱的功率為10WC.電動機輸出的機械功率為10WD.電動機的工作效率為20%答案C電動機是非純電阻器件,電動機消耗的電功率P總=UI=12W,A項錯誤;發(fā)熱功率P熱=I2R=2W,B項錯誤;輸出的機械功率P機=P總-P熱=10W,C項正確;電動機的工作效率=P機P總=83%,D項錯誤。11.如圖所示是某款理發(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(jīng)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()A.電熱絲的電阻為55B.電動機的電阻為12103C.當電吹風吹冷風時,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1120J答案A根據(jù)題述,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,可知電熱絲的功率為880W,由P=U2R可得電熱絲的電阻為R=55,選項A正確;因電動機不是純電阻用電器,故其電阻RMU2PM=12103,B錯誤;當電吹風吹冷風時,電熱絲每秒鐘消耗的電能為0,當電吹風吹熱風時,電動機每秒鐘消耗的電能為120J,選項C、D錯誤。B組能力提升12.用如圖所示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻,R0是定值電阻,G是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關,改變滑動頭P的位置,當通過電流表G的電流為零時,測得MP=l1,PN=l2,則Rx的阻值為()A.l1l2R0B.ll1+l2R0C.l2l1R0D.l2l1+l2R0答案C通過電流表G的電流為零時,P點的電勢與R0和Rx連接點的電勢相等,即U0=UMP,根據(jù)歐姆定律有U0=UMNR0+RxR0,UMP=UMNRMP+RPNRMP,則R0R0+Rx=RMPRMP+RPN,由此得R0Rx=RMPRPN,根據(jù)電阻定律得,電阻絲的電阻Rl,故R0Rx=l1l2,所以Rx=l2l1R0,正確選項為C。13.汽車電動機啟動時車燈會瞬時變暗,如圖所示,在打開車燈的情況下,電動機未啟動時電流表讀數(shù)為10A,電動機啟動時電流表讀數(shù)為58A。若電源電動勢為12.5V,內阻為0.05,電流表內阻不計,則因電動機啟動,車燈的電功率降低了()A.35.8WB.43.2WC.48.2WD.76.8W答案B電動機未啟動時,燈泡兩端的電壓等于路端電壓,設為UL,電動機啟動后燈泡兩端電壓仍等于路端電壓,設為UL'。電動機未啟動時,由歐姆定律得I=ERL+r,求得RL=1.2,燈泡消耗功率為PL=EI-I2r=120W;電動機啟動后,路端電壓UL'=E-I'r=9.6V,燈泡消耗的電功率為PL'=U'L2RL=9.621.2W=76.8W。所以燈泡的電功率降低了P=120W-76.8W=43.2W。14.(多選)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40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率350WA.電動機的輸入功率為576WB.電動機的內電阻為4C.該車獲得的牽引力為104ND.該車受到的阻力為63N答案AD電動機的輸入功率為P入=U額I額=48×12W=576W,A項正確;電動機的發(fā)熱功率為PQ=I2r=P入-P出,代入數(shù)據(jù)解得r=1.6,B項錯誤;由v大=20km/h=509m/s,根據(jù)P出=Fv大解得牽引力F=63N,且當該車行駛速度最大時,f=F=63N,故C項錯誤,D項正確。8