專題25 電流 電阻 電功 電功率（解析版）

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1、高考物理一輪復(fù)習(xí)限時(shí)訓(xùn)練 專題25 電流 電阻 電功 電功率 (限時(shí)：45min) 一、 選擇題（本大題共10小題） 1．關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大 B．電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流越大 C．單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大 D．因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶? 【答案】C　 【解析】電流的大小等于單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，故A錯(cuò)誤，C正確；電流的微觀表達(dá)式I＝neSv，電流的大小由單位體積的電荷數(shù)、每個(gè)電荷所帶電荷量、導(dǎo)體的橫截面積和電荷定向移動(dòng)的速率共同決定，故B錯(cuò)誤；矢量運(yùn)算遵循平行四邊形

2、定則，標(biāo)量的運(yùn)算遵循代數(shù)法則，電流的運(yùn)算遵循代數(shù)法則，故電流是標(biāo)量，故D錯(cuò)誤。 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．由R＝可知，電阻與電壓、電流都有關(guān)系 B．由R＝ρ可知，電阻只與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積有關(guān)系 C．各種材料的電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而減小 D．所謂超導(dǎo)現(xiàn)象，就是當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象 【答案】D 【解析】　R＝是電阻的定義式，R與電壓和電流無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；而R＝ρ是電阻的決定式，即電阻與ρ、l、S都有關(guān)系，故B錯(cuò)誤；電阻率一般與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)

3、零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，故D正確。 3．(2019·宿州模擬)白熾燈接在220 V的電源上能正常發(fā)光?，F(xiàn)將其接在一可調(diào)電壓的電源上，使電壓從零逐漸增加到220 V。在電壓從零逐漸增加的過(guò)程中(　　) A．燈絲的電阻值不變 B．電流將逐漸減小 C．每增加1 V電壓而引起的電流變化量是逐漸增大的 D．每增加1 V電壓而引起的電流變化量是逐漸減小的 【答案】D　 【解析】金屬材料的電阻率會(huì)隨溫度升高而增大，通電后，隨著電壓的增加，電流也增大，溫度升高，燈絲的電阻增大，其U-I圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率也逐漸增大，所以每增加1 V電壓而引起的電流

4、變化量是逐漸減小的，故選項(xiàng)D正確。 4．(2018·長(zhǎng)沙調(diào)研)改革開放以來(lái)，人們的生活水平和生活質(zhì)量有了較大的改善，電冰箱、空調(diào)、電視機(jī)等家用電器得到了普遍使用。根據(jù)圖中銘牌上提供的信息，判斷在12小時(shí)內(nèi)正常使用的電冰箱與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇消耗電能的情況是(　　) 　 A．電冰箱比電風(fēng)扇多 B．電風(fēng)扇比電冰箱多 C．電風(fēng)扇與電冰箱一樣多 D．電冰箱比電風(fēng)扇可能多，也可能少 【答案】B　 【解析】依據(jù)電冰箱銘牌可知，電冰箱在12 h內(nèi)消耗電能0.25 kW·h，而電風(fēng)扇在12 h內(nèi)消耗電能W＝Pt＝0.78 kW·h，

5、B項(xiàng)正確。 5．有兩盞電燈L1和L2，用圖中所示的兩種方式連接到電路中，已知電壓U相同，且兩盞電燈均能發(fā)光。比較在甲、乙兩個(gè)電路中電燈L1的亮度，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．甲圖電路中燈L1比乙圖電路中燈L1亮 B．乙圖電路中燈L1比甲圖電路中燈L1亮 C．兩個(gè)電路中燈L1一樣亮 D．不知它們的額定電壓和額定功率，無(wú)法判斷 【答案】B　 【解析】因?yàn)殡妷篣相同，兩盞電燈串聯(lián)后，電壓要按照電燈阻值的大小分配，L1兩端電壓小于U；兩盞電燈并聯(lián)后，加在電燈兩端的電壓都為U，因此并聯(lián)后的燈泡較亮，選項(xiàng)B正確。 6．(2018·河北邢臺(tái)一中月考)兩根用同種材料制成的電阻絲甲和乙，甲

6、電阻絲的長(zhǎng)度和直徑分別為l和d；乙電阻絲的長(zhǎng)度和直徑分別為2l和2d。將甲、乙兩根電阻絲分別接入電路時(shí)，如果兩電阻絲消耗的電功率相等，則加在兩根電阻絲上的電壓的比值應(yīng)滿足(　　) A.＝1　　 B.＝ C.＝ D.＝2 【答案】C　 【解析】由P＝可知＝＝＝ρ∶ρ＝2，所以加在兩根電阻絲上的電壓的比值應(yīng)滿足＝。故C正確。 7.在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0 A和1.0 V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V。

7、則當(dāng)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(　　) A．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為7.5 Ω B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2.0 Ω C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30.0 W D．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為26.0 W 【答案】D　 【解析】因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0 A和1.0 V，電動(dòng)機(jī)在沒有將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)屬于純電阻元件，故說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r＝＝＝1.0 Ω，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V，則電動(dòng)機(jī)的總功率為P總＝U2I2＝2.0 A×15.0 V＝30.0 W，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱＝I22r＝(2.

8、0 A)2×1.0 Ω＝4.0 W，故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝P總－P熱＝30.0 W－4.0 W＝26.0 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 8．某電力公司曾舉辦“計(jì)量日進(jìn)您家”活動(dòng)，免費(fèi)上門為市民進(jìn)行家庭用電耗能診斷分析，針對(duì)每戶家庭提出個(gè)性化的節(jié)能建議。在上門實(shí)測(cè)過(guò)程中，電力技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，家電待機(jī)耗電成為最容易被市民忽略的問題。以電視機(jī)為例，待機(jī)一天的耗電量在0.2度左右，小小機(jī)頂盒一天待機(jī)耗電量更是高達(dá)0.4度。根據(jù)專家統(tǒng)計(jì)：每使用1度(千瓦時(shí))電，就相應(yīng)消耗了0.4 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)產(chǎn)生0.272 kg碳粉塵、0.997 kg二氧化碳、0.03 kg二氧化硫、0.015 kg氮氧化物。根據(jù)

9、下表提供的數(shù)據(jù)，若按照1度電電費(fèi)為0.5元，估算一戶普通家庭待機(jī)一年(　　) 每戶普通家庭 家用電器平均數(shù) 一臺(tái)臺(tái) 式電腦 兩臺(tái)平板 電視機(jī) 兩臺(tái) 空調(diào) 一臺(tái)洗 衣機(jī) 每臺(tái)電器待機(jī) 平均功率(W) 4 1 4 2 A.多消耗電能14度 B．多交電費(fèi)7元 C．相應(yīng)多消耗了標(biāo)準(zhǔn)煤56 kg D．相應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳為1 400 kg 【答案】C　 【解析】一戶普通家庭待機(jī)一年消耗電能為E＝(4＋2×1＋2×4＋2)×24×365÷ 1 000度≈140度，相應(yīng)消耗了標(biāo)準(zhǔn)煤m1＝140×0.4 kg＝56 k

10、g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；多交電費(fèi)140×0.5元＝70元，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；相應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳為m2＝140×0.997 kg≈140 kg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 9．(多選)如圖所示是電阻R的I-U圖像，圖中α＝45°，由此得出(　　) A．通過(guò)電阻的電流與兩端電壓成正比 B．電阻R＝0.5 Ω C．因I-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，故R＝＝1.0 Ω D．在R兩端加上6.0 V的電壓時(shí)，每秒通過(guò)電阻橫截面的電荷量是3.0 C 【答案】AD　 【解析】由I-U圖像可知，圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，即I和U成正比，A正確；電阻R＝＝ Ω＝2 Ω，B錯(cuò)誤；由于縱、橫坐標(biāo)的標(biāo)度不一樣，故不能用

11、tan α計(jì)算斜率表示電阻的倒數(shù)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在R兩端加上6.0 V電壓時(shí)，I＝＝ A＝3.0 A，每秒通過(guò)電阻橫截面的電荷量q＝It＝3.0×1 C＝3.0 C，選項(xiàng)D正確。 10．(2019·南昌六校聯(lián)考)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R0′＝1 Ω。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使圖甲中電路的輸出功率最大；調(diào)節(jié)R2時(shí)可使圖乙中電路的輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝ 2 W)，則R1和R2連入電路中的阻值分別為(　　) A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，

12、2 Ω 【答案】B　 【解析】因?yàn)轭}圖甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R1接入電路中的阻值為R1＝r－R0＝2 Ω；而題圖乙電路是含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率P＝IU＝I(E－Ir)＝I(12－3I)＝－3I2＋12I＝－3(I2－4I)＝－3(I－2)2＋12，所以當(dāng)I＝2 A時(shí)，輸出功率P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P0＝2 W，發(fā)熱功率為P熱＝I2R0′＝4 W，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入＝P0＋ P熱＝6 W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為Um＝＝3 V，電阻R2兩端的電壓為U2＝E－Ir－Um＝3 V，所以R2接入電路中的

13、阻值為R2＝＝1.5 Ω，B正確。 二、計(jì)算題（本大題共2小題） 11.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，閉合開關(guān)S后，標(biāo)有“8 V,12 W”的燈泡恰能正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)M繞線的電阻R0＝4 Ω，求： (1)電源的輸出功率P出； (2)10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q； (3)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。 【答案】(1)16 W　(2)10 J　(3)3 W 【解析】(1)由題意知，并聯(lián)部分電壓為U＝8 V，內(nèi)電壓應(yīng)為U內(nèi)＝E－U＝2 V 總電流I＝＝2 A， 電源的輸出功率P出＝UI＝16 W； (2)流過(guò)燈泡的電流I1＝＝1.5 A 則流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I2＝I

14、－I1＝0.5 A 電動(dòng)機(jī)的熱功率P0＝I22R0＝1 W 10 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝P0t＝10 J； (3)電動(dòng)機(jī)的總功率P＝UI2＝4 W 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)＝P－P0＝3 W。 12．(2019·泰安模擬)如圖所示是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r＝0.8 Ω，電路中另一電阻R＝10 Ω，直流電壓U＝160 V，電壓表示數(shù)UV＝110 V。試求： (1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流； (2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率； (3)若電動(dòng)機(jī)以v＝1 m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。(g取10 m/s2) 【答案】(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg 【解析】(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓UR＝U－UV＝160 V－110 V＝50 V， 流過(guò)電阻R的電流IR＝＝ A＝5 A， 即通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流IM＝IR＝5 A。 (2)電動(dòng)機(jī)的分壓UM＝UV＝110 V， 輸入電動(dòng)機(jī)的電功率P電＝IMUM＝550 W。 (3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱＝IM2r＝20 W， 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出＝P電－P熱＝530 W， 又因P出＝mgv， 所以m＝＝53 kg。