（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（二十四）電流 電阻 電功 電功率（含解析）

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1、電流 電阻 電功 電功率 對點訓練：電流的理解及其三個表達式的應(yīng)用 1．有一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流強度為I，設(shè)每單位體積的導線中有n個自由電子，電子的電荷量為e，此時電子的定向移動速度為v，在Δt時間內(nèi)，通過導線的橫截面的自由電子數(shù)目可表示為(　　) A.　　　　　　　　　 　B．nvΔt C. D. 解析：選C　在Δt時間內(nèi)，以速度v移動的電子在銅導線中通過的距離為vΔt，由于銅導線的橫截面積為S，則在Δt時間內(nèi)，電子經(jīng)過的導線體積為V＝vΔtS。又由于單位體積的導線中有n個自由電子，則在Δt時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N＝nvSΔt。由于流經(jīng)導線

2、的電流為I，則在Δt時間內(nèi)，流經(jīng)導線的電荷量為Q＝IΔt，而電子的電荷量為e，則Δt時間內(nèi)通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為：N＝，C正確。 2．[多選](2018·宿州期中)北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為240 m的近似圓形軌道。當環(huán)中電子以3×107 m/s的速度流動而形成的電流是10 mA時，則環(huán)中(已知電子的電荷量e＝－1.6×10－19 C)(　　) A．電流方向和負電子運動方向相同 B．電流方向和正電子運動方向相同 C．運行的電子數(shù)目為5×1011 個 D．運行的電子數(shù)目為1×104個 解析：選BC　電流方向和正電子的運動方向相同，與負電子的運動方向相反，選項A錯

3、誤，B正確；電子運動一周用的時間為：t＝＝ s＝8×10－6 s，而電流表達式為：I＝，則總電荷量為：q＝It＝0.01×8×10－6C＝8×10－8C，在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為：n＝＝＝5×1011(個)，故C正確，D錯誤。 3.(2018·無錫檢測)如圖所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是(　　) A．當n1＝n2時電流強度為零 B．當n1＞n2時，電流方向從A→B，電流強度為I＝ C．當n1＜n2時，電流方向從B→A，電流強度I＝ D．電流方向從A→B，電流強度I＝ 解析：選D

4、　電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運動，因此電流方向是A→B，電流I＝＝。 對點訓練：電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用 4.有A、B兩段電阻絲，材料相同，長度也相同，它們的橫截面的直徑之比為dA∶dB＝1∶2，把它們串聯(lián)在電路中，則下列說法錯誤的是(　　) A．它們的電阻之比RA∶RB＝4∶1 B．通過它們的電流之比IA∶IB＝4∶1 C．電子在兩段中定向移動速度之比vA∶vB＝4∶1 D．兩段電阻絲中的電場強度之比EA∶EB＝4∶1 解析：選B　長度、材料均相同，它們的橫截面的直徑之比為dA∶dB＝1∶2，則橫截面積之比為SA

5、∶SB＝1∶4，根據(jù)R＝ρ可知，電阻之比RA∶RB＝4∶1，故A正確；因兩者是串聯(lián)，通過它們的電流總相等，故B錯誤；根據(jù)電流的微觀表達式I＝neSv，則定向移動速率與橫截面積成反比，因此定向移動速度之比vA∶vB＝4∶1，故C正確；設(shè)電路中電流為I，則兩段中的電場強度E＝，因此電場強度與電壓成正比，則電場強度之比EA∶EB＝UA∶UB＝RA∶RB＝4∶1，故D正確。 5．(2018·蘇州聯(lián)考)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€X和Y，X長為L，Y長為2L，串聯(lián)在電路中，沿導線長度方向電勢φ變化如圖所示，則兩導線的橫截面積之比為(　　) A．2∶3 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 解析：

6、選B　由題圖可知導線X和Y兩端的電壓之比為＝＝，其電流相同，則電阻之比＝＝，由R＝ρ可得＝，B正確。 對點訓練：伏安特性曲線的理解及應(yīng)用 6．[多選](2018·峨山一中期末)甲、乙兩個電阻的伏安特性曲線畫在同一個坐標系中如圖所示，則(　　) A．甲的電阻是乙的電阻的 B．在兩個電阻兩端加上相同的電壓，通過甲的電流是通過乙的兩倍 C．欲使有相同的電流通過兩個電阻，加在乙兩端的電壓是加在甲兩端電壓的3倍 D．甲的電阻是乙的電阻的2倍 解析：選AC　由I-U圖線可知，電阻為圖線斜率的倒數(shù)，則有＝，故甲的電阻是乙的電阻的，故A正確，D錯誤。兩電阻加上相同電壓，則由I＝可知，通過甲的電流

7、是通過乙的電流的3倍，故B錯誤。根據(jù)歐姆定律可知，欲使有相同的電流通過兩個電阻，加在乙兩端的電壓是加在甲兩端電壓的3倍，故C正確。 7.(2019·鹽城時場中學月考)某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻不斷減小 B．圖像上某點切線的斜率的倒數(shù)即為該狀態(tài)的電阻值 C．電壓為5 V時，導體的電阻是0.2 Ω D．電壓為12 V時，導體的電功率為18 W 解析：選D　由題圖知，隨著電壓的增大，圖像上的點與原點連線的斜率減小，此斜率等于電阻的倒數(shù)，則知導體的電阻不斷增大，故A錯誤；圖像上的點與原點連線的斜率的倒數(shù)等于電

8、阻，故B錯誤；當U1＝5 V時，由題圖知電流為I1＝1.0 A，則導體的電阻R＝＝5 Ω，故C錯誤；加12 V電壓時，電流為1.5 A，則電功率P＝I2U2＝18 W，故D正確。 8．[多選](2018·蘇州五校聯(lián)考)如圖所示為A、B兩電阻的U-I圖像，關(guān)于兩電阻的描述正確的是(　　) A．電阻A的電阻值隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變 B．在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B C．在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻B D．在兩圖線交點處，電阻A的阻值小于電阻B 解析：選AB　由題圖可知，電阻B的斜率不變，電阻A的斜率在逐漸增大，而在U-I圖像中，圖像的斜率表示電阻值大小，故

9、A正確；兩圖線的交點處，電流和電壓均為U1和I1，由歐姆定律知，兩電阻的大小相等，故B正確，C、D錯誤。 對點訓練：電功、電功率及焦耳定律 9．[多選](2019·睢寧模擬)如圖是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖，電動機內(nèi)阻為0.5 Ω，R＝10 Ω，直流電壓U＝150 V，理想電壓表示數(shù)為100 V，g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　) A．通過電動機的電流為5 A B．電動機的輸出功率為500 W C．電動機正常工作1 h，所產(chǎn)生的熱量為4.5×104 J D．正常工作時此電動機能拉動質(zhì)量為30 kg的物體以2 m/s 的速度勻速上升 解析：選AC　電動機跟電

10、阻串聯(lián)，所以電流相等，電阻R兩端的電壓UR＝U－UV＝150 V－100 V＝50 V，電動機的電流為I＝＝ A＝5 A，故A正確；電動機的輸入電功率P＝UVI＝100×5 W＝500 W，電動機內(nèi)阻消耗的功率P消＝I2r＝25×0.5 W＝12.5 W，所以電動機的輸出功率P出＝P－P消＝500 W－12.5 W＝487.5 W，故B錯誤；電動機正常工作1 h，所產(chǎn)生的熱量Q＝P消t＝12.5×3 600 J＝45 000 J＝4.5×104 J，故C正確；物體勻速運動時，拉力等于重力，即電動機的牽引力F＝mg＝300 N，而P出＝Fv，解得：v＝1.625 m/s，故D錯誤。 10．(2

11、019·揚州中學模擬)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(nèi)阻rA＝2 Ω，當S1閉合，S2、S3斷開時，電流表A示數(shù)為6 A；當S2閉合，S1、S3斷開時，電流表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，電流表A示數(shù)為4 A。求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率分別是多大？ (2)電動機的內(nèi)阻是多少？ (3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為多少？ 解析：(1)當S1閉合，S2、S3斷開時，電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I1＝ 解得R＝2 Ω 其發(fā)熱功率為PR＝UI1＝12×6 W＝72 W。 (2) 當

12、S2閉合，S1、S3斷開時，電動機為非純電阻元件，由能量守恒定律得： UI2＝I22rM＋P輸出 解得rM＝1 Ω。 (3)當S3閉合，S1、S2斷開時，在電解槽工作時，由能量守恒定律得：P化＝UI3－I32rA 解得P化＝16 W。 答案：(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 考點綜合訓練 11．(2019·大豐模擬)兩只額定電壓均為110 V的燈泡A和B，額定功率分別為40 W和100 W，為了使它們接到220 V電源上能正常發(fā)光，同時電路消耗的電功率最小，如圖所示的四個電路中最合理的是圖(　　) 解析：選B　A圖中，燈泡A的電壓等于220 V，大于

13、額定電壓，燈泡會燒壞；B圖中，由于額定電壓都是110 V，額定功率PA＝40 W、PB＝100 W，由此可知RB

14、消耗的功率最小的為B項。 12．(2018·無錫模擬)燃油車退出已提上日程，不久的將來，新能源車將全面替代燃油車。某景區(qū)電動車載滿游客時總質(zhì)量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面勻速行駛，驅(qū)動電機的輸入電流I＝20 A，輸入電壓U＝400 V，電動車行駛時所受阻力為車重的，g取10 m/s2，不計電機內(nèi)部摩擦，只考慮驅(qū)動電機的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求： (1)驅(qū)動電機的輸入功率； (2)電動車行駛時輸出的機械功率； (3)驅(qū)動電機的內(nèi)阻。 解析：(1)驅(qū)動電動機的輸入功率： P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W。 (2)電動車行駛時所受阻力：f＝mg＝

15、1.75×103 N； 電動車勻速行駛時：F＝f，電動車行駛時輸出的機械功率： P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W。 (3)驅(qū)動電機內(nèi)阻的發(fā)熱功率： P熱＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W， 根據(jù)P熱＝I2r，有：r＝＝ Ω＝2.5 Ω。 答案：(1)8 000 W　(2)7×103 W　(3)2.5 Ω 13．電動自行車因其價格相對于摩托車低廉，而且污染小，受到群眾喜愛，某電動車銘牌如下表所示。取g＝10 m/s2，試求： 規(guī)格 后輪驅(qū)動直流永磁電機 車型：20″電動自行車 電機輸出功率：175 W 電源輸出電壓：≥36 V

16、 額定工作電壓/電流：36 V/5 A 整車質(zhì)量：40 kg 最大載重量：120 kg (1)求此車所裝電動機的線圈電阻； (2)求此車所裝電動機在額定電壓下正常工作時的效率； (3)一個60 kg的人騎著此車，如果電動自行車所受阻力為人和車總重力的0.02倍，求電動自行車在平直公路上行駛的最大速度。 解析：(1)由表格可知：電機輸出功率為P出＝175 W，電源的輸出電壓為U＝36 V，電流為I＝5 A，設(shè)內(nèi)阻為R， 則根據(jù)能量守恒定律得：UI－I2R＝P出， 代入數(shù)據(jù)解得：R＝0.2 Ω。 (2)電動機的總功率為：P總＝UI＝36×5 W＝180 W， 電動機輸出功率為：P出＝175 W， 所以電動機的效率為：η＝×100%＝×100%≈97.2%。 (3)一個60 kg的人騎著此車，車和人的總的質(zhì)量為100 kg，此時電動自行車所受阻力為：f＝0.02mg＝0.02×100×10 N＝20 N， 行駛的最大速度是：vm＝＝＝ m/s＝8.75 m/s。 答案：(1)0.2 Ω　(2)97.2%　(3)8.75 m/s 7