复习方略2015高考物理一轮复习71电流电阻电功及电功率课时提升作业沪科版选修3-1

1、课时提升作业(二十一)电流电阻电功及电功率一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.(多选)下列说法中正确的是()A.由R=可知,电阻与电压、电流都有关系B.由R=可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系C.金属的电阻率随温度的升高而减小D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零2.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是()A.甲、乙两导体的电流相同B.乙导体的电流是甲导体的两倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D.甲、乙

2、两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等3.(2014·黄山模拟)铜的摩尔质量为m,密度为,每摩尔铜原子中有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为()A.光速c B.C. D.4.如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电动机内阻为R1。当开关闭合,电动机正常工作时,滑动变阻器接入电路中的电阻为R2,电动机两端的电压为U,通过电动机的电流为I。电动机输出的机械功率P等于()A.UIB.I2R1C.UI-I2R1D.U5.(2014·湖北武汉调研)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关

3、S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是()A.电热丝的电阻为55B.电动机的电阻为C.当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 JD.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J二、计算题(本题15分。需写出规范的解题步骤)6.如图所示,在相距40km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10V,电流表的示数为40mA,求发生短路处距A

4、处有多远?强化专练(建议：25分钟)强化点1：电功率、电热的计算1.家用电器即使没有使用,只要插头插在电源上处于待机状态,也会消耗电能。根据下表提供的数据,估算这些电器待机1天耗电约为()家用电器1台台式电脑1台平板电视机1台空调1台洗衣机待机功率/瓦4142A.0.3度B.0.6度C.0.9度D.1.2度2.(2012·上海高考)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C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()A.3 V,1.8 J B.3 V,3.6 JC.6 V,1.8 J D.6 V,3.6

5、J强化点2：电阻定律的应用3.把两根同种材料做成的电阻丝,分别接在两个电路中,甲电阻丝长为l,直径为d,乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压应满足()A.=1 B.=C.= D.=2强化点3：纯电阻电路与非纯电阻电路的理解4.(多选)如图所示,一直流电动机与阻值R=9的电阻串联在电源上,电源电动势E=30V,内阻r=1,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈电阻RM=1,则下列说法中正确的是()A.通过电动机的电流为10 AB.电动机的输入功率为20 WC.电动机的热功率为4 WD.电动机的输出功率为16 W5.(多选)某集装箱吊车的

6、交流电动机输入电压为380V,当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20 A,g取10m/s2,则()A.电动机的内阻为4.75B.电动机的输出电压为285 VC.电动机的输出功率为7.6×103WD.电动机的工作效率为75%6.如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12V,电解槽内阻rA=2,当S1闭合、S2、S3断开时,电流表A示数为6A;当S2闭合、S1、S3断开时,A示数为5A,且电动机输出功率为35W;当S3闭合、S1、S2断开时,A示数为4A。求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?(2)电

7、动机的内阻是多少?(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?答案解析素能全练1.【解析】选B、D。R=是电阻的定义式,R与电压和电流无关,故A错误;R=是电阻的决定式,横截面积一定,电阻与导体的长度成正比,长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,故B正确;金属的电阻率随温度的升高而增大,故C错误;当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象,此时的导体叫超导体,故D正确。2.【解析】选B。由I=可知,I乙=2I甲,B正确,A错误;由I=nvSq可知,同种金属材料制成的导体,n相同,因S甲=2S乙,故有v甲v乙=14,C、D均错误。3.【解题指南】解答

8、该题应注意：(1)电子定向移动的速率不是电流的传导速率,也不等于光速c。(2)根据电流的微观表达式I=nqSv求解,但要注意n为单位体积内的自由电子数。【解析】选D。每摩尔铜的体积为,单位体积内铜原子个数为n=,由电流的微观表达式I=neSv得：v=,故选项D正确。4.【解析】选C。电动机输入功率为UI,内阻发热消耗功率为I2R1,电动机输出的机械功率P等于UI-I2R1,选项C正确。【加固训练】一台电动机,额定电压是100V,电阻是1。正常工作时,通过的电流为5A,则电动机因发热损失的功率为()A.500 WB.25 WC.1 000 WD.475 W【解析】选B。电动机的发热功率应为P=I

9、2r=52×1W=25 W,B正确。5.【解析】选A。根据题述,电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W,可知电热丝功率为880 W,由P=可得电热丝的电阻为R=55,选项A正确,B错误。当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为0,当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J,选项C、D错误。6.【解题指南】解答该题应注意：(1)公式R=中,l为导线的长度,不一定为两地间距,该题中l=2×40km。(2)短路的意义指用导线将两条输电线直接相连。【解析】设发生短路处距离A处为x,据题意知,A、B两地间的距离l=40km

10、,电压表的示数U=10V,电流表的示数I=40mA=4.0×10-2A,R总=800。(5分)根据欧姆定律I=可得：A端到短路处的两根输电线的电阻Rx=250 (2分)根据电阻定律可知：Rx= (3分)A、B两地间输电线的电阻为R总= (2分)由得= (2分)解得x=l=×40km=12.5 km。 (1分)答案：12.5km【加固训练】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2m左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×

11、;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32cm3,当在其两底面上加上1000V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。【解析】(1)由电阻定律：R=则=所以=·m=8×106·m。(2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：R=,由R=得=,联立r2h=V代入数据解得h=0.02m,r=0.04m所以髓质的电阻率为8×106·m;圆面半径为4 cm,高为2 cm。答案：(1)8×106·m(2)4 cm2 cm强化专练1.【解析】选

12、A。1度=3.6×106J,这些电器待机一天耗电W=Pt=(4+1+4+2)×24×3600J=9.5×105J=0.3度。故A正确,B、C、D错误。2.【解析】选D。消耗的电能Q=I2Rt=It·IR=qU=0.9J,则电阻两端的电压为U=V=3 V,当相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻时,由q=It可知,I=2I,又U=IR,则有U=2U=2×3V=6 V,所以Q=I2Rt=4Q=4×0.9J=3.6 J,故选项D正确。3.【解题指南】解答该题的思路是：(1)电功率相等,分析电压关系,选择公式P=分析。(2)再由电阻

13、定律找出R的关系。【解析】选C。根据电阻定律R甲=,R乙=,P甲=,P乙=,若使P甲=P乙,即=,= =2,=,所以选项C是正确的。【加固训练】一根金属导线截面均匀,长为L、电阻为R。现在先截去再拉长至nL,则导线电阻变为()A.n2R B.RC.R D.R【解析】选D。设金属导线电阻率为,截去后电阻率仍为,设变化前后导线的截面积分别为S1和S2,截去再拉长后电阻变为R2,由电阻定律可知R2=R。截去后体积变为原来的,则(LS1)=(nL)S2,解得R2=R。故D正确。4.【解析】选B、C、D。由E=30V,电动机两端电压为10V可得R和电源内阻上分担电压为20V,则I=A=2 A,故A错;电

14、动机输入功率P=UI=10V×2 A=20 W,故B正确;P热=I2RM=4×1W=4 W,故C正确;P输出=P-P热=20W-4 W=16 W,故D正确。【加固训练】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“220V,60W”。现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量()A.日光灯最多 B.电烙铁最多C.电风扇最多 D.一样多【解析】选B。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),故只有B正确。5.【解析】选

15、A、D。电动机输出功率为P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W;由UI=P+I2R解得R=4.75,选项A正确,C错误;电动机没有输出电压,选项B错误;电动机的工作效率为=75%,选项D正确。【加固训练】(多选)如图所示,用输出电压为1.4V,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0.12 J的电能储蓄在电池内【解析】选A、B、C。充电器对电池的充电功率为P总=UI=0.14W,电池充电时的热功率为P热=I2r=0.02W,所以转化为化学能的功率为P化=P总-P热=0.12W,但0.12 W0.12 J,故A、B、C正确,D错误。6.【解析】(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律I=得R=2,其发热功率为PR=UI1=12×6W=72W。(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI2=I22rM+P输出,所以rM=1。(3)电解槽工作时,由能量守恒