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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 3-1-7-1 電流 電阻 電功 電功率及歐姆定律 1.如圖7－1－9所示是電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，現(xiàn)在把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別為P1和P2，并聯(lián)的總電阻設(shè)為R，下列關(guān)于P1和P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線所在的區(qū)域正確的是(　　) A．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1＜P2 B．特性曲線在Ⅲ區(qū)，P1＞P2 C．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1＞P2 D．特性曲線在Ⅲ區(qū)，P1＜P2 解析：由題圖可知，圖線斜率的倒數(shù)表示電阻，故R1＜R2，當(dāng)兩電阻并聯(lián)時(shí)，電壓相等，由P＝可知，P1＞P2；并聯(lián)后，由電路的串并聯(lián)規(guī)律知其并聯(lián)電阻R＜R1，因此R的伏安特性曲線應(yīng)在Ⅰ區(qū)，故選項(xiàng)C正確． 答案：C 2．(xx濟(jì)南模擬)一臺(tái)國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如表所示．根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí)，通過電熱水器的電流約為(　　) 額定容量 54 L 最高水溫 75℃ 額定功率 1 500 W 額定壓力 0.7 MPa 額定電壓 220 V 電器類別 Ⅰ類 A.6.8 A B．0.15 A C．4.4 A D．0.23 A 解析：由P＝UI，可知該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí)的電流為：I＝＝ A≈6.8 A，故選項(xiàng)A正確． 答案：A 3.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖7－1－10所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是(　　) A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的“面積” 解析：由歐姆定律，圖中任意一點(diǎn)的電阻為該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)的連線的斜率的倒數(shù)．隨著所加電壓的增大，圖中曲線斜率越來越小，即小燈泡的電阻增大，故A項(xiàng)正確；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為OP連線的斜率的倒數(shù)，即R＝ ，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為P＝U1I2，即圖中矩形PQOM所圍的“面積”，故D項(xiàng)正確． 答案：ABD 4．如圖7－1－11所示，是中國科健股份有限公司生產(chǎn)的一塊手機(jī)電池外殼上的文字說明：充電時(shí)電壓恰為限制電壓，歷時(shí)4 h充滿．(假設(shè)充電前電池內(nèi)已無電)該過程電池發(fā)熱，則充電過程中轉(zhuǎn)化成的電熱功率為(　　) A．0.087 5 W 　 B．0.007 29 W C．0.735 W 　 D．0.647 5 W 解析：由電池容量及充電時(shí)間可求得充電電流 I＝ ＝175 mA . 輸入功率P入＝U充I＝4.20.175 W＝0.735 W 轉(zhuǎn)化成有效功率 P有效＝U標(biāo)I＝3.70.175 W＝0.647 5 W. 電熱功率ΔP＝P入－P有效＝0.087 5 W. 即A正確． 答案：A 5.如圖7－1－12所示，xx年國慶群眾游行隊(duì)伍中的國徽彩車，不僅氣勢(shì)磅礴而且還是一輛電動(dòng)車，充一次電可以走100公里左右．假設(shè)這輛電動(dòng)彩車總質(zhì)量為6.75103 kg，當(dāng)它勻速通過天安門前500 m的檢閱區(qū)域時(shí)用時(shí)250 s，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I＝10 A，電壓為300 V，電動(dòng)彩車行駛時(shí)所受阻力為車重的0.02倍．g取10 m/s2，不計(jì)摩擦，只考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求： (1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率； (2)電動(dòng)彩車通過天安門前時(shí)牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率； (3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻和機(jī)械效率． 解析：(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P入＝UI＝300 V10 A＝3 000 W. (2)電動(dòng)彩車通過天安門前的速度v＝s/t＝2 m/s 電動(dòng)彩車行駛時(shí)所受阻力為f＝0.02mg＝0.026.7510310 N＝1.35103 N 電動(dòng)彩車勻速行駛時(shí)F＝f，故電動(dòng)彩車通過天安門前時(shí)牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)＝Fv＝2 700 W. (3)設(shè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻為R，由能量守恒定律得： P入t＝P機(jī)t＋I(xiàn)2Rt 解得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻R＝3 Ω 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械效率η＝P機(jī)/P入100%＝90%. 答案：(1)3 000 W　(2)2 700 W　(3)3 Ω　90% 1．三個(gè)同樣的電阻，額定功率均為10 W，把其中兩個(gè)并聯(lián)再與第三個(gè)串聯(lián)接入電路，則此電路允許消耗的最大電功率為(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．10 W B．15 W C．20 W D．30 W 解析：設(shè)每個(gè)電阻的阻值為R，額定電流為I，由P＝I2R＝10 W，電路消耗的最大電功率為P總＝I2＝I2R＝15 W. 答案：B 2．我國“神舟七號(hào)”載人飛船于2008年9月25日成功發(fā)射．“神舟七號(hào)”載人飛船上面的電子儀器及各種動(dòng)作控制都是由太陽能電池供電的．由于光照而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)．“神舟七號(hào)”載人飛船上面的太陽能電池就是根據(jù)光生伏特效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽能電池．在正常太陽光照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%.假設(shè)單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電壓，可輸出0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是(　　) A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J 解析：由η＝UIt/E得每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是E＝UIt/η＝0.26 J. 答案：C 3．投影儀的光源是強(qiáng)光燈泡，發(fā)光時(shí)必須用風(fēng)扇給予降溫．現(xiàn)設(shè)計(jì)投影儀的簡(jiǎn)易電路，要求：帶動(dòng)風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)后，燈泡才可以發(fā)光；電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，燈泡絕對(duì)不可以發(fā)光，電動(dòng)機(jī)的電路元件符號(hào)是M.則在下圖所示的四個(gè)電路中符合要求的是(　　) 解析：電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)后，燈泡才可發(fā)光，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，燈泡不發(fā)光，符合該要求的是C電路． 答案：C 4.如圖7－1－13所示為一未知電路，現(xiàn)測(cè)得兩個(gè)端點(diǎn)a、b之間的電阻為R，若在a、b之間加上電壓U，測(cè)得通過電路的電流為I，則該未知電路的電功率 一定為(　　) A．I2R B. C．UI D．UI—I2R 解析：不管電路是否為純電阻電路，電路的電功率一定為P＝UI，選項(xiàng)C正確；只有電路為純電阻電路時(shí)，才有P＝UI＝I2R＝，故A、B錯(cuò)誤；而UI—I2R為電路轉(zhuǎn)化為其他能量的功率，故D錯(cuò)誤． 答案：C 5．有一內(nèi)電阻為4.4 Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V 60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(　　) A．電解槽消耗的電功率為120 W B．電解槽的發(fā)熱功率為60 W C．電解槽消耗的電功率為60 W D．電路消耗的總功率為60 W 解析：燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且干路電流I＝I燈＝，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝60 W，C對(duì)A錯(cuò)；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝1.3 W，B錯(cuò)；整個(gè)電路消耗的功率P總＝220 V＝120 W，D錯(cuò)． 答案：C 6.在如圖7－1－14所示電路中，E為電源，其電動(dòng)勢(shì)E＝9.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；AB為滑動(dòng)變阻器，其電阻R＝30 Ω；L為一小燈泡，其額定電壓U＝6.0 V，額定功率P＝1.8 W；S為開關(guān)，開始時(shí)滑動(dòng)變阻器的觸頭位于B端，現(xiàn)在接通開關(guān)S.然后將觸頭緩慢地向A方滑動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置C處時(shí)，小燈泡剛好正常發(fā)光，則CB之間的電阻應(yīng)為(　　) A．10 Ω B．20 Ω C．15 Ω D．5 Ω 解析：燈泡的工作電流I＝＝ A＝0.3 A 故其電阻為RL＝＝ Ω＝20 Ω，此時(shí)A、C間電阻R1＝＝ Ω＝10 Ω， 故CB間電阻R2＝R－R1＝20 Ω，故B選項(xiàng)正確． 答案：B 7.有一家用電熨斗，其電路結(jié)構(gòu)如圖7－1－15所示，改變內(nèi)部連線方式可以使電熨斗處于斷開狀態(tài)或獲得低、中、高三個(gè)不同的溫度擋，下圖是它的四種不同的連接方式，其中能獲得高擋溫度的是(　　) 解析：電熨斗工作時(shí)，工作電壓不變，由P＝U2/R知，電路總電阻R最小時(shí)，即R1、R2并聯(lián)后電阻最小，能使其獲得高擋溫度，D正確． 答案：D 8．把六個(gè)相同的小燈泡接成如圖7－1－16甲、乙所示的電路，調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光，甲、乙兩電路所消耗的功率分別用P甲和P乙表示，則下列結(jié)論中正確的是(　　) A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲 答案：B 9.如圖7－1－17所示，三個(gè)燈泡上分別標(biāo)有“110 V、40 W”“110 V、25 W” “110 V、5 W”等字樣，當(dāng)三個(gè)燈泡以幾種不同的方式連接在電路中，只要調(diào)節(jié)可變電阻R，并在AB間加 220 V的交流電，都可以使三個(gè)燈泡正常發(fā)光．當(dāng)三個(gè)燈泡都正常發(fā)光時(shí)，電路中消耗的總功率可能是(　　) A．60 W B．90 W C．130 W D．150 W 答案：BC 10．(xx上海模擬)通過某一金屬氧化物制成的導(dǎo)體棒P中的電流遵循I＝KU3的規(guī)律，其中K＝0.02 A/V3，現(xiàn)將該棒P與一個(gè)遵從歐姆定律的電阻器Q串聯(lián)在一起后，接在一個(gè)兩端電壓為6.0 V的電源上，則電路中的電流為0.16 A，所串聯(lián)的電阻器Q的阻值是多少？ 解析：設(shè)P和Q上的電壓分別為UP、UQ，對(duì)導(dǎo)體棒P：由I＝KU3得： UP＝＝ V＝2.0 V 則UQ＝U總－UP＝(6.0－2.0) V＝4.0 V 對(duì)導(dǎo)體Q：由I＝，得：RQ＝＝ Ω＝25 Ω. 答案：25 Ω 11.如圖7－1－18所示，變阻器R0的滑片P在移動(dòng)過程中電壓表的示數(shù)變化范圍是0～4 V，電流表的示數(shù)變化范圍是1～0.5 A，電源的內(nèi)阻可忽略不計(jì)．求電阻R的阻值、變阻器R0的最大阻值和電源電壓U. 解析：當(dāng)電壓表示數(shù)U1＝0 V時(shí)，電流表示數(shù)I1＝1 A 電源電壓：U＝I1R＝1 AR① 當(dāng)電壓表示數(shù)U2＝4 V時(shí)，電流表示數(shù)I2＝0.5 A R0＝＝＝8 Ω 電源電壓：U＝U2＋I(xiàn)2R＝4 V＋0.5 AR② 由①②解得：U＝8 V，R＝8 Ω. 答案：8 Ω　8 Ω　8 V 12.如圖7－1－19所示的電路中，輸入電壓UAB＝200 V，可變電阻的總阻值R0＝150 Ω，允許通過的電流為4 A，求： (1)當(dāng)輸出端a、b開路時(shí)Uab的值； (2)當(dāng)輸出端接入R＝40 Ω的負(fù)載時(shí)，Uab的可能變化范圍． 解析：(1)a、b開路時(shí)，可變電阻上方部分無電流，也就無電壓， 因此A、a兩點(diǎn)等電勢(shì)，即Uab＝UAB＝200 V. (2)當(dāng)滑動(dòng)觸頭向下方移動(dòng)，下方部分電流強(qiáng)度達(dá)到臨界狀態(tài)，即為4 A時(shí)，下方部分電阻R下＝ Ω＝50 Ω，上方部分電阻為100 Ω，此時(shí)Uab＝200 V≈57.1 V. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向上方移動(dòng)，上方分電流強(qiáng)度達(dá)到臨界狀態(tài)，即為4 A時(shí)，同理可知，上方部分的電阻R上＝(50－40) Ω＝10 Ω，此時(shí)Uab＝200 V＝160 V. 答案：(1)200 V　(2)57.1 V≤Uab≤160 V