高考物理一轮复习知能演练 7.1 电流、电阻、电功及电功率 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 7.1 电流、电阻、电功及电功率 沪科版1. 一根粗细均匀的金属导线, 两端加上恒定电压u时, 通过金属导线的电流为i, 金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v, 若将金属导线均匀拉长, 使其长度变为原来的2倍, 仍给它两端加上恒定电压u, 则此时()a. 通过金属导线的电流为b. 通过金属导线的电流为c. 自由电子定向移动的平均速率为d. 自由电子定向移动的平均速率为解析: 选bc.金属导线均匀拉长2倍, 则导线的横截面积变为原来的1/2, 由电阻定律可得, 导线的电阻变为原来的4倍, 由欧姆定律可得, 通过金属导线的电流变为原来的1/4, 即为i/4, a错误, b正确; 由电流的微观表达式inesv, 可以解得, 金属导线中自由电子定向移动的平均速率变为原来的1/2, 即为v/2, d错误, c正确. 2.图713(2012西安高新一中高三质检)如图713所示电解池内有一价离子的电解液, 在时间t内通过溶液截面s的正离子数为n1, 负离子数为n2, 设元电荷电荷量为e, 则以下说法正确的是()a. 溶液内电流方向从a到b, 电流为b. 溶液内电流方向从b到a, 电流为c. 溶液内正、负离子反方向移动, 产生的电流相互抵消d. 溶液内电流方向从b到a, 电流为解析: 选 d.溶液内正、负离子反方向移动, 通过截面的电荷量为正、负离子电荷量绝对值之和, 由电流的定义可算出, 电流为, 选 d.3.图714小灯泡通电后其电流i随所加电压u变化的图线如图714所示, p为图线上一点, pn为图线在p点的切线, pq为u轴的垂线, pm为i轴的垂线, 则下列说法中不正确的是()a. 随着所加电压的增大, 小灯泡的电阻增大b. 对应p点, 小灯泡的电阻为rc. 对应p点, 小灯泡的电阻为rd. 对应p点, 小灯泡的功率为图中矩形pqom所围面积解析: 选c.由于灯泡的电阻r, 结合图像知, a、b正确, c错误; 小灯泡的功率pui, 所以d正确. 4. 电阻r和电动机m串联接到电路中, 如图715所示, 已知电阻r跟电动机线圈的电阻值相等, 电键接通后, 电动机正常工作. 设电阻r和电动机m两端的电压分别为u1和u2, 经过时间t, 电流通过电阻r做功为w1, 产生热量为q1, 电流通过电动机做功为w2, 产生热量为q2, 则有()图715a. u1u2, q1q2b. u1u2, q1q2c. w1w2, q1q2 d. w1w2, q2q2解析: 选a.电动机是非纯电阻, 其两端电压u2iru1, b错; 电流做的功w1iu1t, w2iu2t, 因此w1w2, c错; 产生的热量由qi2rt可判断q1q2, a对d错. 5. 如图716甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器, p、q为电极, 设a1 m, b0.2 m, c0.1 m, 当里面注满某电解液, 且p、q加上电压后, 其ui图线如图乙所示, 当u10 v时, 求电解液的电阻率是多少？图716解析: 由题图乙可求得电解液的电阻为r 2000 由题图甲可知电解液长为: la1 m截面积为: sbc0.02 m2结合电阻定律r得 m40 m.答案: 40 m一、选择题1. 下列关于电流方向的说法中, 正确的是()a. 电流的方向就是自由电子定向移动的方向b. 电流的方向规定为正电荷定向移动的方向c. 在金属导体中, 电流的方向与自由电子定向移动的方向相同d. 在电解液中, 电流的方向与离子定向移动的方向相同解析: 选 b.电流方向规定为与正电荷定向移动的方向相同, 与负电荷移动的方向相反, 在电解液中电流方向与正离子定向移动的方向相同. 2. 有一横截面积为s的铜导线, 流经其中的电流为i, 设每单位体积的导线中有n个自由电子, 电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v, 在t时间内, 通过导线横截面的自由电子数目可表示为()a. nvsb. nvtc. d.解析: 选c.根据电流的定义式可知, 在t内通过导线横截面的电荷量qit所以在这段时间内通过的自由电子数为n所以c项正确, d项错. 由于自由电子定向移动的速率是v, 因此在时间t内, 位于横截面s为底、长lvt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图). 这段导线的体积vslsvt, 所以t内通过横截面s的自由电子数为nnvnsvt.选项a、b均错. 3. 两根完全相同的金属导线, 如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍, 把另一根导线对折后绞合起来, 则它们的电阻之比为()a. 641 b. 321c. 161 d. 41解析: 选a.设金属导线原来的电阻为r拉长后l14l, 因为总体积vls保持不变, 所以截面积s1s/4, 所以r116r对折后l2l/2, 截面积s22s所以r2r/4则后来两导线的电阻之比r1r2641.故选a.图7174. 如图717所示, 厚度均匀的矩形金属薄片边长ab10 cm, bc5 cm.当将a与b接入电压为u的电路中时, 电流为1 a; 若将c与d接入同一电路中, 则电流为()a. 4 a b. 2 ac. a d. a解析: 选a.首先计算出沿a、b方向和沿c、d方向电阻的比值, 再利用欧姆定律求出两种情况下的电流比. 设沿a、b方向的横截面积为s1, 沿c、d方向的横截面积为s2, 则, a、b接入电路中时的电阻为r1, c、d接入电路中时的电阻为r2, 则有.两种情况下电流之比为, 故i24i14 a. 选项a正确. 5.图718电阻r1和r2分别标有“2 , 1.0 a”和“4 , 0.5 a”, 将它们串联后接入电路中, 如图718所示, 则此电路中允许消耗的最大功率为()a. 1.5 w b. 3.0 wc. 5.0 w d. 6.0 w解析: 选a.两电阻的额定电流不同, r2允许通过的最大电流为0.5 a, 为保证电路安全, 电路允许通过的最大电流i0.5 a, 所以, 此电路中允许消耗的最大功率为pi2(r1r2)1.5 w.6. (2012安徽高三质检)一个直流电动机所加电压为u, 电流为i, 线圈内阻为r, 当它工作时, 下述说法中正确的是()a. 电动机的输出功率为u2/rb. 电动机的发热功率为i2rc. 电动机的输出功率为iui2rd. 电动机的功率可写作iui2ru2/r解析: 选bc.电动机是非纯电阻电路, 电动机的输出功率p出uii2r, 发热功率为i2r, 正确选项为b、c.7.图719两根材料相同的均匀导线a和b, 其长度分别为l和2l, 串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图719所示, 则a和b导线的横截面积之比为()a. 23 b. 13c. 12 d. 31解析: 选 b.由图像可知两导线电压降分别为ua6 v, ub4 v; 由于它们串联, 则3rb2ra; 由电阻定律可知, 解得, 选项b正确. 8.图7110如图7110所示, 电阻r120 , 电动机线圈电阻r210 .当开关s断开时, 电流表的示数为0.5 a; 当开关s闭合后, 电动机转起来, 电路两端电压不变. 电流表显示的电流i和电路消耗的电功率p应是()a. i1.5 a b. i1.5 ac. p15 w d. p15 w解析: 选b d.s断开时, uir110 v; s闭合时, 对电动机, imr2u, 即im1 a, iimi11.5 a, 故选项b正确, a错误; 电动机消耗的功率为pmimu10 w, 电阻r1消耗的功率为pri1u5 w, ppmpr15 w, 故选项d正确, c错误. 9. (原创题)我国2011年9月29日发射的“天宫一号”卫星上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的. 由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应. “天宫一号”上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池. 在正常照射下, 太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 v的电动势, 可获得0.1 a的电流, 则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()a. 0.24 j b. 0.25 jc. 0.26 j d. 0.28 j解析: 选c.根据wuit可得每秒太阳能电池产生的能量为w0.60.11 j0.06 j, 设太阳能每秒照射的能量为q, 则由能的转化和守恒定律得q23%w, 所以q0.26 j.10. (2012延安高三检测)一个用半导体材料制成的电阻器d, 其电流i随它两端的电压u的关系图像如图7111甲所示, 将它与两个标准电阻r1、r2并联后接在电压恒为u的电源上, 如图乙所示, 三个用电器消耗的电功率均为p.现将它们连接成如图丙所示的电路, 仍然接在该电源的两端, 设电阻器d和电阻r1、r2消耗的电功率分别为pd、p1、p2, 它们之间的大小关系为()图7111a. p14p2 b. pdp2c. p14p2 d. pdp2解析: 选bc.当三个电阻并联接到电压为u的电源上时, 消耗的功率都是p, 说明此时三个电阻的阻值相等, 因此两个定值电阻r1r2, 有p.若将它们连接成如题图丙所示的电路, 仍然接在该电源的两端, 则r2与d并联的阻值小于电阻r1, 所以r1两端电压u1u, d与r2两端电压u2u, 由d的iu图像可知, 电压越小d的电阻越大, 所以此时rdr2.设题图丙中总电流为i, 则流过r2的电流i2i, 由pi2r得p14p2, a错误. c正确. 由p得: pdp2, d错误, b正确. 故选bc.二、非选择题11.图7112用一个标有额定电压为12 v的灯泡做实验, 测得灯丝电阻随灯泡两端的电压变化如图7112所示. 则: (1)灯泡两端加上12 v电压后, 需0.5 s灯泡才能达到正常亮度, 为什么这时电流比开始小, 计算电流的最大值？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比, 室温为300 k, 那么灯泡正常发光时灯丝的温度为多少？解析: (1)灯泡刚通电时, 灯未正常发光, 温度低电阻小, 电流大. 此时电阻r01 所以电流最大值为: imax a12 a.(2)当r01 时, 温度t0300 k灯正常发光时, r5 , 由于电阻与绝对温度成正比, 则, 所以tt0300 k1500 k.答案: 见解析12.图7113(2012合肥模拟)如图7113所示, a为电解槽, m为电动机, n为电炉子, 恒定电压u12 v, 电解槽内阻ra2 , 当s1闭合、s2、s3断开时, 电流表a示数为6 a; 当s2闭合、s1、s3断开时, a示数为5 a, 且电动机输出功率为35 w; 当s3闭合、s1、s2断开