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文档简介
1、学案正标题一、考纲要求1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容,并会利用它们进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线IU图象及UI图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热二、知识梳理1.电流(1)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值,叫做电流(2)方向:自由电荷的定向移动形成电流规定正电荷定向移动的方向为电流的方向(3)2.电阻(1)定义式:R.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小3.电阻定律:R.4.电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增
2、大;半导体的电阻率随温度升高而减小;超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体5.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比(2)公式:I.(3)适用条件:适用于金属导体和电解质溶液导电,适用于纯电阻电路6.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式:WqUIUt(适用于任何电路)(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程7.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢(2)公式:PW/tIU(适用于任何电路)8.焦耳定律(1)电热:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成
3、正比,跟导体的电阻及通电时间成正比(2)计算式:QI2Rt.9.热功率(1)定义:单位时间内的发热量(2)表达式:PI2R.10.串、并联电路的特点(1)特点对比 串联并联电流II1I2InII1I2In电压UU1U2UnUU1U2Un电阻RR1R2Rn电压分配, 电流分配 ,功率分配,(2)几个常用的推论串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻无论电阻怎样连接,某一段电路的总耗电功率P总是等于该段电路上各个电阻耗电功率之和无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大三、要点精
4、析1.对电阻率的理解:(1)电阻率可以用计算,在数值上等于用某种材料制成的长为1 m、横截面积为1 m2的导线的电阻值(2)电阻率与导体材料有关,与导体长度l、横截面积S无关(3)电阻率与温度有关例如,金属材料的电阻率随温度的升高而增大半导体材料的电阻率随温度的升高而减小有些材料的电阻率几乎不受温度的影响,可制作标准电阻2.R与R的比较:公式RR意 义电阻定律的表达式电阻的定义式理解指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关适用范围只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体 3.应用公式R时的注意事项应用公式R解题时,要注意公式中各物
5、理量的意义及变化情况(1)公式R中,l为沿电流的方向的长度,S为垂直电流方向的面积(2)导体长度l和横截面积S中只有一个发生变化,另一个不变(3)l和S同时变化,有一种特殊情况是l与S成反比,即导线的总体积VlS不变(4)输电线问题中,输电线的长度等于两地距离的二倍4.对伏安特性曲线的理解(1)图线的区别下图中,图线a、b表示线性元件,图线c、d表示非线性元件图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故RaRb(如图甲所示)图线c的电阻随电压的增大而减小,图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)(1)图线的意义由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线伏安特性曲线
6、上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻5.伏安特性曲线的“三点注意”(1)在IU曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数(2)要区分是IU图线还是UI图线(3)对线性元件:R;对非线性元件:R.应注意,线性元件不同状态时比值不变,非线性元件不同状态时比值不同6.计算电功、电热、电功率的方法技巧(1)PUI、WUIt、QI2Rt,在任何电路中都能使用在纯电阻电路中,WQ、UItI2Rt,在非纯电阻电路中,WQ、UItI2Rt.(2)在非纯电阻电路中,欧姆定律R不成立(3)处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功电热其他能量”寻找等量关
7、系求解(4)导体在某状态下的电功率PUI,也可以从UI图线看该状态纵、横坐标围成的矩形面积,注意不是曲线与坐标轴包围的面积7.8.“柱体微元”模型求解电流大小模型构建带电粒子在外加电场的作用下,形成定向移动的粒子流,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象即为“柱体微元”模型如图所示,粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.模型条件(1)外加电压为恒定电压(2)带电粒子流仅带一种电荷(3)带电粒子在柱体内做定向移动模型特点(1)柱体的长l.柱体的横截面积S.(2)带电粒子在柱
8、体内做匀加速直线运动处理思路(1)选取一小段粒子流为柱体微元(2)运用相关物理规律,结合柱体微元和整体对象的关联性进行分析计算(3)常用的公式导体内的总电荷量:QnlSq.电荷通过横截面D的时间:t.电流表达式:InqSv.四、典型例题1.(2015浙江-14)下列说法正确的是A电流通过导体的热功率与电流大小成正比B力对物体所做的功与力的作用时间成正比C电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比D弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【答案】C【解析】根据公式可得在电阻一定时,电流通过导体的发热功率与电流的平方成正比,A错误;根据公式可得力对物体所做的功与力的作用时间无关,B错误;根据公式
9、可得电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比,C正确;弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关,和弹簧的材料等自身因素有关,D正确;考点:电功率,功,电容,胡克定律2.【2015安徽-17】一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流、自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为ABCnevD【答案】C【解析】试题分析:,I=neSv,联立得E=nev,故选C。考点:考查电路和电场知识3.(2013·高考安徽卷)用图所示的电路可以测量电阻的阻值图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻
10、,G是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表G 的电流为零时,测得MP,PNl2,则Rx的阻值为 ( )AR0BR0CR0DR0【答案】C【解析】选C.当电流表的示数为零时,P点和R0与Rx结点的电势相等,即UR0UMP,URxUPN,解得RxR0,C正确4.一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝,把它拉成3L长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为( )AB3RCDR【答案】
11、D【解析】根据R可知,原电阻丝被拉长3倍后的总阻值为9R,再切成三段后每段的阻值为3R,把它们并联后的阻值为R,故选项D正确5.欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体型的金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且abc.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻的阻值最小的是( )【答案】A【解析】根据电阻定律,电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短,选项A正确6.我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示图象上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,
12、则( )A白炽灯的电阻随电压的增大而减小B在A点,白炽灯的电阻可表示为tanC在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D在A点,白炽灯的电阻可表示为【答案】CD【解析】白炽灯的电阻随电压的增大而增大,选项A错误;在A点,白炽灯的电阻可表示为,或表示为tan ,选项B错误,选项D正确;在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0,选项C正确7.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,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,则下列说法中错误的是( )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
13、电阻为RD对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积【答案】C【解析】小灯泡的电阻R,结合题图知,A、B正确,C错误;小灯泡的功率PU1I2,所以D正确故选C.8.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,则下列说法中正确的是( )A电饭煲的电阻为44 ,洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消
14、耗的电能为6.6×103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【答案】C【解析】由于电饭煲是纯电阻元件,所以R144 ,P1UI11 100 W其在1 min内消耗的电能W1UI1t6.6×104 J洗衣机为非纯电阻元件,所以R2,P2UI2110 W其在1 min内消耗的电能W2UI2t6.6×103 J其热功率P热P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍9.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电
15、场时,一小段长为l的电子束内的电子个数是( )ABCD【答案】B【解析】设电子刚射出电场时的速度为v,则eUmv2,所以v.加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束,由IneSv,可得n,所以长度为l的电子束内的电子数NlSn.10.一横截面积为S的铝导线,当有电压加在该导线上时,导线中的电流强度为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e,此时电子定向移动的速度为v,则在t时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )AnvStBnvtCD【答案】AC【解析】由电流强度的微观表达式IneSv、电流强度的定义式I和带电体所带的电荷量qne,可得t时间内
16、通过导体横截面的自由电子数目NnvSt.11.(多选)下列说法正确的是 ( )A据R可知,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍B不考虑温度对阻值的影响,通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C据可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比D导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关【答案】BD【解析】R是电阻的定义式,导体电阻由导体自身性质决定,与U、I无关,当导体
17、两端电压U加倍时,导体内的电流I也加倍,但比值R仍不变,A错误、B正确;是导体电阻率的定义式,导体的电阻率由材料和温度决定,与R、S、l无关,C错误、D正确12.某电解池,如果在1秒钟内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个横截面的电流是 ( )A0B0.8 AC1.6 AD3.2 A【答案】D【解析】通过横截面的正离子的电量q11.6×1019×2×5.0×1018 C,通过横截面的负离子的电量q21.6×1019×
18、1.0×1019C,则q|q1|q2|3.2 C,则I3.2 A,D正确13.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为 ( )A14B18C116D161【答案】C【解析】对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍,第二根导线对折后,长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为
19、原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得:I1,I2,由I可知,在相同时间内,电荷量之比q1q2I1I2116.14.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,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,则下列说法中正确的是 ( )A随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小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
20、积【答案】D【解析】由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系,可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大,选项A错误;根据欧姆定律,对应P点,小灯泡的电阻应为R,选项B、C错误;对应P点,小灯泡的功率为PU1I2,也就是图中矩形PQOM所围面积,选项D正确15.(2015·泰安模拟)有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的额定电压和额定功率均为“220 V,60 W”现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量 &
21、#160; ( )A日光灯最多B电烙铁最多C电风扇最多D一样多【答案】B【解析】电烙铁是纯电阻用电器,即以发热为目的,电流通过它就是用来产热而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器,电流通过它们时产生的热量很少,电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)综上所述,只有B正确16.如图所示为一未知电路,现测得两个端点a、b之间的电阻为R,若在a、b之间加上电压U,测得通过电路的电流为I,则该未知电路的电功率一定为 ( )AI2RBCUIDUII2R【答案】C【解析】不管电路是否为纯电阻电路,电路的电功率一定
22、为PUI,选项C正确;只有电路为纯电阻电路时,才有PUII2R,故A、B错误;而UII2R为电能转化为其他形式能量的功率,故D错误17.(2015·北京东城模拟)如图甲所示,在材质均匀的圆形薄电阻片上,挖出一个偏心小圆孔在彼此垂直的直径AB和CD两端引出四个电极A、B、C、D.先后分别将A、B或C、D接在电压恒为U的电路上,如图乙和图丙所示比较两种接法中电阻片的热功率大小,下列选项正确的是 ( )A两种接法电阻片热功率一样大B接在AB两端电阻片热功率大C接在CD两端电阻片热功率大D无法比较【答案】C【解析】可以设想将电阻片沿AB、CD直
23、径分为四部分,AC、AD部分电阻大于BC、BD部分电阻接在AB两端可视为AD与BD串联,AC与BC串联,然后并联;接在CD两端可视为AC与AD串联,BC与BD串联,然后并联;由串联并联电路知识可知,接在CD两端电阻小,接在CD两端电阻片热功率大,选项C正确18.(多选)如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M的线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是( )A电炉放出的热量与电动机放出的热量相等B电炉两端电压小于电动机两端电压C电炉两端电压等于电动机两端电压D电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率【答案】AB【解析】电炉是纯电阻,电动机是非纯电
24、阻,由于电炉和电动机构成串联电路,二者的电流相等,则电炉两端电压小于电动机两端电压,B正确、C错误;又QI2Rt,电动机线圈电阻和电炉的电阻相同,A正确;电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率,D错误19.在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件,其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝如图所示,电源的输出电压恒定当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R0两端的电压U0越高,反之,电压U0就越低这样,管道内空气的流速就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制,如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出,放在实验室中测量它的伏安特性曲线,得到结果正
25、确的是( )【答案】D【解析】由题意知,电热丝是热敏电阻,温度越低,电阻越小,则知温度越高,电阻越大,而I-U图线上任意一点与原点连线的斜率等于电阻的倒数,电压和电流增大时,电阻的温度升高,电阻增大,图线上的点与原点连线斜率的倒数越小则知D正确故选D20.关于电阻和电阻率,下列说法中正确的是( )A把一根粗细均匀的导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B由可知,R,C材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体,当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它的电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大【答案】D【解析】电阻决定式为:,可
26、知把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻变为原来的一半,但电阻率与温度和材料有关,与其他因素无关,故电阻率不变,故A错误电阻率与材料和温度有关,与导体电阻,长度,横截面积都无关,故B错误电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大;半导体的电阻率随温度升高而减小;超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体故C错误由电阻决定式为:,对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大,故D正确故选:D。21.某同学做三种导电元件的导电性实验,他根据所测数据分别绘制了三种元件的IU图象如图所示,
27、则下列判断正确的是( )A只有乙图象是正确的B甲、丙图象是曲线,肯定误差太大C甲、丙为线性元件,乙为非线性元件D甲、乙、丙三个图象都可能是正确的,并不一定有较大误差【答案】D【解析】金属的电阻率随温度的升高而增大,题图丙可能为金属导体;半导体材料的电阻率随温度升高而减小,如题图甲;某些线性元件的电阻率不随温度变化,如题图乙因此,甲、乙、丙三个图象都可能正确,并不一定因误差引起22.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到电压为220 V的交流电上(如图所示),下列说法正确的是( )A
28、开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗的总功率不变【答案】A【解析】开关接通时,灯泡发生短路,电阻小于开关断开时的电阻,由公式,可知,开关接通时比开关断开时消耗的总功率大,故A正确;开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,电路中电阻减小,由公式可知,消耗的功率增大;故B错误;开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率减小,且电烙铁发热较少,故C错误;开关断开时,灯泡串联在电路中,电灯发光,总电阻增大,可供在焊接
29、时照明使用,消耗总功率减小,故D错误;故选A。23.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示根据表中所提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为( )额定容量54 L最高水温75 额定功率1 500 W额定压力0.7 MPa额定电压220 V电器类别类A.6.8 A B0.15 AC4.4 A D0.23 A【答案】A【解析】由PUI可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为:IA6.8 A,故选项A正确24.电位器是变阻器的一种如图所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯泡的亮度,下列
30、说法正确的是( )A串接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗B串接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C串接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D串接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮【答案】AD【解析】根据电位器结构和连线可知:串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗,A正确;同理,D正确;串接A、C时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变,故B、C错误25.通常一次闪电过程历时约0.20.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成每个闪击持续时间仅4080 s,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109
31、 V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的根据以上数据,下列判断正确的是( )A闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J【答案】AC【解析】由电流的定义式I知IA1×105 A,A正确;整个过程的平均功率W3×1010 W(t代入0.2 s或0.3 s),B错误;由EV/m1×106 V/m,C
32、正确;整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功WqU6×109 J,D错误26.如图所示,用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电池充电下列说法正确的是( )A电能转化为化学能的功率为0.12 WB充电器输出的电功率为0.14 WC充电时,电池消耗的热功率为0.02 WD充电器把0.14 W的功率储存在电池内【答案】ABC【解析】充电器对电池的充电功率为P总UI0.14 W,电池充电时的热功率为P热I2r0.02 W,所以电能转化为化学能的功率为P化P总P热0.12 W,因此充电器把0.12 W的功率储存在电池内,故A、B、C正确,D错误
33、27.如图所示是某导体的IU图线,图中45°,下列说法正确的是( )A通过该导体的电流与其两端的电压成正比B此导体的电阻R2 CIU图线的斜率表示电阻的倒数,所以Rcot 45°1.0 D在该导体两端加6.0 V电压时,每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C【答案】ABD【解析】由题图可知,通过该导体的电流I与其两端电压U成正比,A正确;导体电阻R2 ,对应IU图线斜率的倒数,但Rcot 45°,B正确,C错误;当U6.0 V时,I3.0 A,故每秒通过该导体截面的电荷量为qIt3.0 C,D正确28.在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格
34、的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25 A,则此时( )AL1两端的电压为L2两端电压的2倍BL1消耗的电功率为0.75 WCL2的电阻为12 DL1、L2消耗的电功率的比值大于41【答案】BD【解析】电路中的总电流为0.25 A,L1中电流为0.25 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V,故L1消耗的电功率为PUI0.75 W,选项B正确根据并联电路规律,L2中电流为0.125 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V,L1两端的电压大约为L2两端电压的10倍,选项A错误由欧姆定律可知L2的电阻大约为R2.4 ,选
35、项C错误L2消耗的电功率为PUI0.3×0.125 W0.037 5 W,故L1、L2消耗的电功率的比值大于41,选项D正确29.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A3 V,1.8 JB3 V,3.6 JC6 V,1.8 JD6 V,3.6 J【答案】D【解析】设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2,通电的时间都为t.由W1U1q1和W1t可得:U13 V,0.1 s/.再由W2U2q2和W2t可求出:U26 V,W23.6 J,故选
36、项D正确30.竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用绝缘细线悬挂了一个带正电的小球,将平行金属板按如图所示的电路连接,开关闭合后绝缘细线与左极板间的夹角为.保持开关闭合,当滑动变阻器R的滑片在a位置时,电流表的读数为I1,夹角为1;当滑片在b位置时,电流表的读数为I2,夹角为2,则( )A1<2,I1<I2B1>2,I1>I2C12,I1I2D1<2,I1I2【答案】D【解析】本题考查电路的动态分析及带电小球在电场中的受力问题,意在考查学生对分压电路的理解和认识在滑动变阻器的滑片由a位置滑到b位置的过程中,平行金属板两端的电压增大,小球受到的电场力增大
37、,因此夹角增大,即1<2;另外,电路中的总电阻不变,因此总电流不变,即I1I2.对比各选项可知,答案选D.31.(2015·长春检测)两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中,两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab段和bc段图线所示,则导线x和y的横截面积之比为 ( )A21B12C61D16【答案】B【解析】两导线串联,电流相等,I1I2,从两段图线上截取相同的电压,U1U2,保证电阻是相等的,此时长度之比,即为L1L212,由电阻定律知,横截面积之比等于长度之比,即S1S212,B正确,A、C、D错误32.
38、(原创题)如图所示电路中,电源电动势E80 V,内阻r5.6 ,R16 000 ,R24 000 ,R30.3 ,R46 000 ,R50.1 ,R60.2 ,R78 000 ,估算R7消耗的功率为 ( )A80 WB8 WC0.8 WD0.08 W【答案】C【解析】根据“大电阻与小电阻并联,其等效电阻小于小电阻;大电阻与小电阻串联,其等效电阻大于大电阻”知R7中电流近似为I0.01 A,R7消耗的功率PI2R70.8 W,C正确33.(10分)某同学用图甲所示的
39、电路探究电学元件的UI关系,得到的数据描在图乙所示的坐标纸上(1)观察图乙所描数据点的分布情况,画出电学元件的UI曲线;(2)当电压表示数U2.0 V时,元件的电功率值为_W(保留2位有效数字),此值与元件的实际功率值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)【答案】(1)见解析(2)1.0 偏大 【解析】(1)将题图乙中的点迹描成平滑的曲线,如图所示(2)由题图乙可知,当U2.0 V时,电流I0.5 A,则功率PUI1.0 W;由题图甲可知,电流表的读数是电学元件和电压表这个并联电路的总电流,此功率比电学元件的实际功率偏大34.(10分)(2015·宁夏银川一中一模)(1)某实验小组在
40、“测定金属丝电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的读数依次是_mm、_A、_V.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ,电流表内阻约为几欧,电压表内阻约为20 k,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E4.5 V,内阻较小则以下电路图中,_(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路,但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏_(选填“大”或“小”)(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的_(选“甲”或“乙”),Rx的表达式为_【答案】(1)0.
41、9981.000 0.42 2.222.24(2)甲 小(3)乙RA或2.0 【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm,可动刻度为49.9×0.01 mm0.499 mm,金属丝直径为0.5 mm0.499 mm0.999 mm.电流表读数为0.42 A,电压表读数要向后估读一位,即读数为2.23 V.(2)因RVRx(Rx5.3 ),测量电路采用电流表外接法,故最佳电路为甲电路,此时测量结果因电压表的分流而偏小(3)若已知电流表内阻时,最佳电路为乙电路,由欧姆定律得:RxRA,那么RxRA2.0 .35.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻r0.8
42、,电路中另一电阻R10 ,直流电压U160 V,电压表示数UV110 V试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?(g取10 m/s2)【答案】(1)5 A (2)550 W (3)53 kg【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URUUV(160110)V50 V,流过电阻R的电流IRA5 A,即通过电动机的电流IMIR5 A.(2)电动机的分压UMUV110 V,输入电动机的功率P电IMUM550 W.(3)电动机的发热功率P热r20 W,电动机输出的机械功率P出P电P热530 W,又因P出mgv,所
43、以m53 kg.36.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 m左右而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105.(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32 cm3,当在其两底面上加上1 000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10A,求圆柱体的圆面半径和高【答案】(1)8×106·m (2)4 cm 2 cm【解析】(1)由电阻定律:R则所以·m8×106·m.(2)由部分电
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