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1、2022屆高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 第一節(jié) 歐姆定律、電阻定律、電功率及焦耳定律課后達標 新人教版
一、單項選擇題
1.在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場,設其初速度為零,經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質量為m,則在剛射出加速電場時,一小段長為Δl的電子束內的電子個數(shù)是( )
A. B.
C. D.
解析:選B.設電子剛射出電場時的速度為v,則eU=mv2,所以v= .加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束,由I=neSv,可得n== ,所以長度為Δl的電子束內的電子數(shù)N=Δ
2、lSn=?。健ぁ ?
2.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5 V電壓時,導體的電阻約是5 Ω
B.加11 V電壓時,導體的電阻約是1.4 Ω
C.由圖可知,隨著電壓的增大,導體的電阻不斷減小
D.此導體為線性元件
解析:選A.對某些導電器材,其伏安特性曲線不是直線,但曲線上某一點的值仍表示該點所對應的電阻值.當導體加5 V電壓時,電阻R1==5 Ω,A正確;當導體加11 V電壓時,由題圖知電流約為1.4 A,電阻R2大于1.4 Ω,B錯誤;當電壓增大時,值增大,導體為非線性元件,C、D錯誤.
3.一個內電阻可以忽略的電源,給一個絕
3、緣的圓管子里裝滿的水銀供電,電流為0.1 A,若把全部水銀倒在一個內徑大一倍的絕緣圓管子里,那么通過的電流將是( )
A.0.4 A B.0.8 A
C.1.6 A D.3.2 A
解析:選C.因電阻R=ρ,內徑大一倍,截面積就變?yōu)樵瓉淼乃谋叮忠蛩y體積不變,所以長度l變?yōu)樵瓉淼?,故電阻變?yōu)樵瓉淼模噪娏髯優(yōu)樵瓉淼?6倍,為1.6 A.
4.(2018·廣州模擬)定值電阻R1、R2、R3的阻值均為2 Ω,在電路中所消耗的電功率的最大值分別為10 W、10 W、2 W,現(xiàn)將這三個電阻按照如圖所示的方式連接,則這部分電路消耗的電功率的最大值為( )
A.22 W B.1
4、2 W
C.15 W D.16 W
解析:選B.由題意知R1=R2=R3=2 Ω,P1m=10 W,P2m=10 W,P3m=2 W,首先分析兩個并聯(lián)電阻R2、R3所允許消耗的最大功率.因為R2與R3并聯(lián),則兩端電壓相等,由公式P=知道,R2與R3所消耗的功率一樣.已知R2與R3本身允許的最大功率分別是10 W和2 W,所以R2、R3在該電路中的最大功率都是2 W,否則會超過R3的最大功率.再分析R1在電路中允許的最大功率.把R2與R3看成一個并聯(lián)電阻R′,則電路就是R1與R′串聯(lián),而串聯(lián)電路所流過的電流一樣,再由P=I2R知道,R1與R′所消耗功率之比為R1∶R′,R2與R3的并聯(lián)阻值
5、R′=,即=2,所以R1消耗的功率是并聯(lián)電阻R′的兩倍,則R1消耗的功率是2×4 W=8 W<10 W,所以這部分電路消耗的總功率最大為2 W+2 W+8 W=12 W.
5.某一導體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示,關于導體的電阻,以下說法正確的是( )
A.B點的電阻為12 Ω
B.B點的電阻為40 Ω
C.導體的電阻因溫度的影響改變了1 Ω
D.導體的電阻因溫度的影響改變了9 Ω
解析:選B.A點電阻RA= Ω=30 Ω,B點電阻RB= Ω=40 Ω,故A錯誤、B正確.ΔR=RB-RA=10 Ω,故C、D錯誤.
6.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖,它主要由電
6、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220 V,吹冷風時的功率為120 W,吹熱風時的功率為1 000 W.關于該電吹風,下列說法正確的是( )
A.電熱絲的電阻為55 Ω
B.電動機的電阻為 Ω
C.當電吹風吹冷風時,電熱絲每秒鐘消耗的電能為1 000 J
D.當電吹風吹熱風時,電動機每秒鐘消耗的電能為1 000 J
解析:選A.根據(jù)題述,電吹風的額定電壓為220 V,吹冷風時的功率為120 W,吹熱風時的功率為1 000 W,可知電熱絲功率為880 W,由P=可得電
7、熱絲的電阻為R=55 Ω,電動機為非純電阻電器,R電動≠= Ω,選項A正確,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120 J,選項C、D錯誤.
二、多項選擇題
7.
我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100 W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.圖象上A點與原點的連線與橫軸成α角,A點的切線與橫軸成β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tan β
C.在A點,白熾燈的電功率可表示為U0I0
D.在A點,白熾燈的
8、電阻可表示為
解析:選CD.白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大,選項A錯誤;在A點,白熾燈的電阻可表示為,選項B錯誤,D正確;在A點,白熾燈的電功率可表示為U0I0,選項C正確.
8.在如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為8 V,燈泡L標有“3 V,6 W”字樣,電動機線圈的電阻RM=1 Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光,下列說法正確的是( )
A.電動機的輸入電壓是5 V
B.流過電動機的電流是2 A
C.電動機的效率是80%
D.整個電路消耗的電功率是10 W
解析:選AB.燈泡恰能正常發(fā)光,說明燈泡電壓為3 V,電流為2 A,電動機的輸入電壓是8 V-3 V=5 V,流過電動機的電流是
9、I=2 A,選項A、B正確;電動機內阻消耗功率I2RM=4 W,電動機輸入功率為5×2 W=10 W,輸出功率為6 W,效率為η=60%,整個電路消耗的電功率是10 W+6 W=16 W,選項C、D錯誤.
9.在如圖甲所示的電路中,L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當開關S閉合后,電路中的總電流為0.25 A,則此時( )
A.L1兩端的電壓為L2兩端電壓的2倍
B.L1消耗的電功率為0.75 W
C.L2的電阻為12 Ω
D.L1、L2消耗的電功率的比值大于4
解析:選BD.電路中的總電流為0.25 A,L1中電流為0.25 A,由
10、小燈泡的伏安特性曲線可知L1兩端的電壓為3.0 V,L1消耗的電功率為P1=U1I1=0.75 W,選項B正確;根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可知,L2中的電流為0.125 A,由小燈泡的伏安特性曲線可知其兩端電壓大約為0.3 V,故L1兩端的電壓約為L2兩端電壓的10倍,選項A錯誤;由歐姆定律可知,L2的電阻為R2== Ω=2.4 Ω,選項C錯誤;L2消耗的電功率為P2=U2I2=0.3×0.125 W=0.037 5 W,即L1、L2消耗的電功率的比值大于4,選項D正確.
10.如圖所示,用輸出電壓為1.4 V、輸出電流為100 mA的充電器對內阻為2 Ω的鎳—氫電池充電.下列說法正確的是( )
11、
A.電能轉化為化學能的功率為0.12 W
B.充電器輸出的電功率為0.14 W
C.充電時,電池消耗的熱功率為0.02 W
D.充電器把0.14 W的功率儲存在電池內
解析:選ABC.充電器的輸出功率為P出=IU=0.1×1.4 W=0.14 W,故B正確;電池消耗的熱功率為:P熱=I2r=0.12×2 W=0.02 W,故C正確;電能轉化為化學能的功率為:P轉=P出-P熱=0.12 W,故A正確、D錯誤.
三、非選擇題
11.在如圖甲所示的電路中,電阻R1和R2都是純電阻,它們的伏安特性曲線分別如圖乙中Oa、Ob所示.現(xiàn)在電路兩端BC之間加上恒定的電壓U0=7.0 V.調節(jié)滑
12、動變阻器R3,使電阻R1和R2消耗的電功率恰好相等,求此時電阻R1和R2的阻值為多大?R3接入電路的阻值為多大?
解析:R1、R2和R3串聯(lián),電流相等.當電阻R1和電阻R2消耗的電功率相等時,有R1=R2
由伏安特性曲線可知,此時電路中的電流I=2.5 mA
這時加在電阻R1和R2上的電壓U1=U2=2.5 V
由歐姆定律得R1=R2==1 000 Ω
滑動變阻器R3兩端電壓為U3=U0-U1-U2=2 V
由歐姆定律得R3==800 Ω.
答案:R1=R2=1 000 Ω R3=800 Ω
12.如圖所示,A為電解槽,M為電動機,N為電爐子,恒定電壓U=12 V,電解槽內
13、阻RA=2 Ω,當S1閉合,S2、S3斷開時,A示數(shù)為6 A;當S2閉合,S1、S3斷開時,A示數(shù)為5 A,且電動機輸出功率為35 W;當S3閉合,S1、S2斷開時,A示數(shù)為4 A.求:
(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== Ω=2 Ω
其發(fā)熱功率為P=UI1=12×6 W=72 W.
(2)電動機為非純電阻元件,由能量守恒定律得
UI2=IRM+P輸出
所以RM== Ω=1 Ω.
(3)電解槽為非純電阻元件,由能量守恒定律得
P化=UI3-IRA
所以P化=(12×4-42×2) W=16 W.
答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W