高考物理选修知识点巩固练习 电功和电热、焦耳定律、电阻定律 提高

【巩固练习】一、选择题1加在某电动机上的电压是U（V），电动机消耗的电功率为P（W），电动机线圈的电阻为r（），则电动机线圈上消耗的电热功率为（ ） AP B C D2如图所示，电阻R1=20，电动机线圈的阻值R2=10当开关打开时，电流表的示数是I0=0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（ ） AI=1.5 A BI1.5 A CP=15 W DP15 W3超导材料电阻率恰变为零的温度称为临界温度1987年我国科学家发现了临界温度为90 K的高温超导材料利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4，它供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（ ） A1 kW B1.6103 kW C1.6 kW D10 kW4（2014 利川五中期中）如图所示电路，开关S闭合后，四个灯泡都正常发光，某时刻t，L4因灯丝烧断而突然熄灭，假设其它三灯丝都没烧断，则（）AL2变暗，L3更亮，L1不变BL1、L3更亮，L2变暗CL1更亮，L2、L3变暗DL1、L2、L3都更亮5如图所示，在输入电压U恒定的电路上，将用电器L接在AB两端时消耗的功率是9 W，将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4 W，则AC、BD两根输电线上消耗的功率为（ ） A1 W B2 W C5 W D13 W6（2014 东莞校级期中）一个标有“220V、60W”的白炽灯，加上的电压由零逐渐增加到220V，在此过程中，电压和电流的关系由图像表示，题中给出的四个图线中符合实际的是（ ）7在“测定金属的电阻率”的实验中，由可知，对实验结果的准确性影响最大的是（ ） A导线直径d的测量 B电压U的测量 C电流I的测量 D导线长度的测量8在横截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为，电子电荷量为e，则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为（ ） A0 BIeS CISe DIeS9两根材料相同的均匀导线x和y，x长为，y长为2，串联的电路中，沿长度方向电势x和y，x长为，y长为2，串联在电路中时，沿长度方向电势变化如图所示，则x，y导线的横截面积比为之（ ）A23 B13 C12 D3110甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d1=0.5 mm和d2=1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A，把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是（ ） A6.0 A B7.5 A C10.0 A D8.0 A二、填空题11某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等 （1）若用上述器材测量热敏电阻值随温度变化的特性，请你存图中的实物图上连线 （2）实验的主要步骤： 正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值； 在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关； 重复第步操作若干次，测得多组数据 （3）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻R-t的关系式：R=_+_t（）（保留3位有效数字）12(2015 天津武清三模)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为，查得铜的电阻率为，再利用图示电路测出铜导线的电阻，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程，内阻约；电压表：量程，内阻约；滑动变阻器：最大阻值；滑动变阻器：最大阻值；定值电阻：；电源：电动势，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：实验中滑动变阻器应选 （选填“”或“”），闭合开关S前应将滑片移至_端（选填“”或“”）。在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据实验电路图完成剩余部分的连接。调节滑动变阻器，当电流表的读数为时，电压表示数如图所示，读数为 _V。导线实际长度为 m（保留2位有效数字）。三、解答题13保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展某植物园的建筑层顶装有太阳能发电系统，用来满足园内用电需求已知该发电系统的输出功率为1.0105 W、输出电压为220 V求： （1）按平均每天太阳照射6 h计，该发电系统一年（按365天计）能输出多少电能？ （2）该太阳能发电系统除了向10台1000 W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率100 W，额定电压为220 V的照明灯正常工作？ （3）由于发电系统故障，输出电压降为110 V，此时每盏功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少倍？14一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载重120 kg额定电流3.5 A质量为M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k=0.02倍，取g=10 ms2求： （1）此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率； （2）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑自行车的最大速度； （3）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v1=1.0 rns时人骑车的最大加速度15. 某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为0.2 A和0.3V。重新调节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为1.0 A和6.0 V。（电流表、电压表均为理想电表）求：（1）这台电动机的线圈电阻；（2）电动机正常运转时的输出功率。【答案与解析】【答案】 【解析】一、选择题1【答案】 C 【解析】本题考查电功率电热功率P热=I2r，因为P=IU，所以故正确答案为C2【答案】 BD 【解析】由题意知，电路两端的电压U=R1I0=10 V，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1 A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I1.5 A，B对；同理电动机所消耗的功率也小于10 W，则电路消耗的电功率P15 W，D正确，故选B、D3【答案】 A 【解析】因为超导体电阻为零，不损耗电功率，所以节约的电功率即是用普通材料时线路损耗的电功率，故选A项。4【答案】 B 【解析】L4突然熄灭后，电路总电阻增大，根据欧姆定律得知：电路中总电流I减小，L1两端电压U1=E-IR，I减小，其他量不变，则U1增大，L1更亮L2中电流I2=II1，I减小，I1增大，则I2减小，L2变暗L3电压U3=U1U2，U1增大，U2减小，则U3增大，L3更亮所以L1、L3更亮，L2变暗5【答案】 B 【解析】设用电器电阻为R，接在AB和CD两端时的电压分别为U和U，由，得。因此用电器接在CD两端时，输电线上降落的电压。则两根输出电线的总电阻。所以 。故选B。6【答案】 B 【解析】灯丝在通电后一定会发热，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，U-I曲线上对应于原点连线的斜率必然越来越大，应选B7【答案】 A 【解析】式中，d的方次最大，故d对实验的准确性影响最大，A正确8【答案】 B 【解析】取长度为的一段导体，导体中有电流I，导体处于非静电平衡状态，内部有场强，设场强为E，由电阻定律可得，导体的电阻，由欧姆定律可得导体两端的电压U=IR，再由电势差与电场强度的关系可得U=E，由以上三式可得电场强度E=IS，电子在铜导体中受到的电场力为F=eE=IeS9【答案】 B 【解析】本题考查电阻定律由图象可知，Ux=6 V，Uy=4 V，由两导体串联时电流相同，得，而，所以，则，故正确答案为B10【答案】 B 【解析】本题考查电阻定律和并联电路电流特点的应用因甲、乙两保险丝等长，由，知，当R1、R2并联时，令I1=2 A，则由I1R1=I2R2得I2=8 A6 A，故I1不能取2 A；令I2=6 A，则由I1R1=I2R2得I1=1.5 A2.0 A，故两者并联时，整个电路允许通过的最大电流I=I1+I2=7.5 A故正确选项为B二、填空题11【答案】（1）实物连线图如图 （2）记录温度计的示数记录电压表的示数 （3）100 0.400【解析】改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R与t成线性关系，且纵轴上截距（当t=0时）R=100，斜率为Rt=0.400，所以R=100+0.400t（） 12【答案】（1），a （2）如图所示 （3）2.30 （4）94 【解析】：（1）由（3）中电流表的读数为0.50A时，电压表的读数为2.30V可知，Rx和R0的总阻值约为4.60欧姆，若选用滑动变阻器R1，电源电压为6伏特，电流表的量程只有0.6A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R2。（2）如图（3）2.30V（4）Rx的阻值为1.60欧姆，由可知三、解答题13【答案】（1）7.8841011 J或2.19105 kWh （2）900盏 （3）14【答案】（1）85.7 （2）6.0 ms（3）1.0 ms。【解析】（1）由表可知，电机的额定电压为U0=40 V，额定电流为I0=3.5 A，所以电机正常工作时输人功率为P入=U0I0=140 W又因电机的输出功率为P出=120 W，所以电