2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)21 電流 電阻 電功 電功率(含解析)

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)21 電流 電阻 電功 電功率(含解析) 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖所示,a、b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻電阻絲的伏安特性曲線,下列判斷中正確的是(  ) A.a(chǎn)代表的電阻絲較粗 B.b代表的電阻絲較粗 C.a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值 D.圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比 解析:b圖線的斜率大,表示電阻小,由電阻定律,R=ρ,b代表的電阻絲粗,選項(xiàng)B正確,A、C錯(cuò)誤;電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電阻兩端的電壓無(wú)關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:B 2.一臺(tái)國(guó)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)如下表所示.根據(jù)表中

2、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(guò)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.當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí),通過(guò)該電阻的電荷量為0.3 C,消耗的電能為0.9 J.為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過(guò)該電阻,在其兩端需加的電壓和消耗的電

3、能分別是(  ) A.3 V 1.8 J B.3 V 3.6 J C.6 V 1.8 J D.6 V 3.6 J 解析:設(shè)兩次加在電阻R上的電壓分別為U1和U2,通電的時(shí)間都為t.由公式W1=U1q1和W1=t可得: U1=3 V,=0.1.再由W2=U2q2和W2=t可得:U2=6 V,W2=3.6 J,故D正確. 答案:D 4.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y串聯(lián)在電路中,兩導(dǎo)線沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)變化情況分別如圖中的ab段和bc段圖線所示,則導(dǎo)線x和y的橫截面積之比為(  ) A.21 B.12 C.61 D.16 解析:兩導(dǎo)線串聯(lián),電流相等,I1=I2,從兩段圖線上

4、截取相同的電壓,U1=U2,保證電阻是相等的,此時(shí)長(zhǎng)度之比,即為L(zhǎng)1L2=12,由電阻定律知,橫截面積之比等于長(zhǎng)度之比,即S1S2=12,B正確,A、C、D錯(cuò)誤. 答案:B 5.如圖甲所示,在材質(zhì)均勻的圓形薄電阻片上,挖出一個(gè)偏心小圓孔.在彼此垂直的直徑AB和CD兩端引出四個(gè)電極A、B、C、D.先后分別將A、B或C、D接在電壓恒為U的電路上,如圖乙、丙所示.比較兩種接法中電阻片的熱功率大小,應(yīng)有(  ) A.兩種接法電阻片熱功率一樣大 B.接在AB兩端電阻片熱功率大 C.接在CD兩端電阻片熱功率大 D.無(wú)法比較 解析:可以設(shè)想將電阻片沿AB、CD直徑分為四部分,AC、

5、AD部分電阻大于BC、BD部分電阻.接在AB兩端可視為AD與BD串聯(lián),AC與BC串聯(lián),然后并聯(lián);接在CD兩端可視為AC與AD串聯(lián),BC與BD串聯(lián),然后并聯(lián);由串聯(lián)、并聯(lián)電路知識(shí)可知,接在CD兩端電阻小,接在CD兩端電阻片熱功率大,C正確. 答案:C 二、多項(xiàng)選擇題 6.某導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中AB段(曲線)所示,關(guān)于導(dǎo)體的電阻,以下說(shuō)法正確的是(  ) A.B點(diǎn)的電阻為12 Ω B.B點(diǎn)的電阻為40 Ω C.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1 Ω D.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了10 Ω 解析:根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RA= Ω=30 Ω,RB= Ω=4

6、0 Ω,所以ΔR=RB-RA=10 Ω,B、D正確,A、C錯(cuò)誤. 答案:BD 7.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的電阻為R,額定電壓為U,額定電流為I,當(dāng)其正常工作時(shí),下述正確的是(  ) A.電動(dòng)機(jī)所消耗的電功率為I2R B.t s內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為UIt C.t s內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為I2Rt D.t s內(nèi)輸出的機(jī)械能為(U-IR)It 解析:電動(dòng)機(jī)的消耗電功率為UI,A錯(cuò)誤;t s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為I2Rt,B錯(cuò)誤,C正確;t s內(nèi)輸出的機(jī)械能為UIt-I2Rt,D正確. 答案:CD 8.一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端的電壓U的關(guān)系圖象如圖甲所示,將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并

7、聯(lián)后接在電壓恒為U0的電源上,如圖乙所示,三個(gè)用電器消耗的電功率均為P.現(xiàn)將它們連接成如圖丙所示的電路,仍然接在該電源的兩端,設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2,它們之間的大小關(guān)系為(  ) A.P1=4P2 B.PDP2 解析:當(dāng)三個(gè)電阻并聯(lián)接到電壓為U0的電源上時(shí),消耗的功率都是P,說(shuō)明此時(shí)三個(gè)電阻的阻值相等,因此兩個(gè)定值電阻R1=R2,有P=.若將它們連接成如題圖丙所示的電路,仍然接在該電源的兩端,則R2與D并聯(lián)的阻值小于電阻R1,所以R1兩端電壓U1>U0,D與R2兩端電壓U2

8、D的電阻越大,所以此時(shí)RD>R2.設(shè)題圖丙中總電流為I,則流過(guò)R2的電流I2>I,由P=I2R得P1<4P2,A錯(cuò)誤,C正確;ID

9、 (1)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率; (2)將蓄水池蓄入864 m3的水需要的時(shí)間(不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度). 解析:(1)設(shè)電動(dòng)機(jī)的電功率為P,則P=UI① 設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r上消耗的熱功率為Pr,則 Pr=I2r② 代入數(shù)據(jù)解得 Pr=1×103 W③ (2)設(shè)蓄水總質(zhì)量為M,所用抽水時(shí)間為t.抽水高度為h,蓄水池容積為V,水的密度為ρ,則 M=ρV④ 設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢(shì)能為ΔEp,則ΔEp=Mgh⑤ 設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P0,則P0=P-Pr⑥ 根據(jù)能量守恒定律得P0t×60%×80%=ΔEp⑦ 代入數(shù)據(jù)解得t=2×104 s⑧ 答案:(1)1×103

10、W (2)2×104 s 10.某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量m=3×103 kg.當(dāng)它在水平路面上以v=36 km/h的速度勻速行駛時(shí),蓄電池的輸出電流I=50 A,輸出電壓U=200 V.在此行駛狀態(tài)下,該環(huán)保汽車能夠?qū)⑿铍姵剌敵龉β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī).(g取10 m/s2) (1)求汽車所受阻力; (2)若該環(huán)保汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,其中R1=0.1 Ω,R2=1 950 Ω,求電動(dòng)機(jī)M的熱功率. 解析:(1)蓄電池輸出功率P=UI=200×50 W=104 W. 90%P=Fv, 解得:汽車所受阻力F=900 N. (

11、2)電動(dòng)機(jī)M兩端電壓U′=U-IR1=195 V. R2中電流I2=U′/R2=0.1 A, 電動(dòng)機(jī)輸入電流I′=I-I2=49.9 A. 電動(dòng)機(jī)輸入功率P=U′I′=9 730.5 W, 輸出功率P出=90%P=9 000 W. 電動(dòng)機(jī)M的熱功率P熱=P-P出=730.5 W. 答案:(1)900 N (2)730.5 W 11.有一種“電測(cè)井”技術(shù),用鉆頭在地上鉆孔,通過(guò)在鉆孔中進(jìn)行電特性測(cè)量,可以反映地下的有關(guān)情況,如圖所示為一鉆孔,其形狀為圓柱體,半徑為10 cm,設(shè)里面充滿濃度均勻的鹽水,其電阻率ρ=0.314 Ω·m,現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓,測(cè)得U=100

12、 V,I=100 mA. (1)求:該鉆孔的深度; (2)若截取一段含鹽水的圓柱體與電動(dòng)勢(shì)為200 V、內(nèi)阻為100 Ω的電源相連,通電10 min,當(dāng)截取的圓柱體長(zhǎng)度為多少時(shí),鹽水產(chǎn)生的熱量最多,最多為多少? 解析:(1)鹽水電阻R=U/I=1 000 Ω. 由電阻定律R=ρh/S,S=πr2=3.14×10-2m2. 解得h=100 m. (2)當(dāng)圓柱體電阻等于電源內(nèi)阻時(shí),電源輸出功率最大,鹽水產(chǎn)生熱量最多.電源內(nèi)阻r=100 Ω,則截取的圓柱體內(nèi)阻也應(yīng)該等于R′=100 Ω, 圓柱體長(zhǎng)度L=R′S/ρ=10 m. 圓柱體與電源組成閉合電路,電流I′=E/(r+R′)=1 A 熱量最多為Q=I′2R′t=6×104 J. 答案:(1)100 m (2)10 m 6×104 J

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