(新高考)高考物理一轮复习课时作业第8章第1讲《电流电阻电功及电功率》(含解析)

第1讲电流电阻电功及电功率时间：40分钟满分：100分一、选择题(本题共11小题，每小题7分，共77分。其中1～8题为单选，9～11题为多选)1.(2015·安徽高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，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()A.eq\f(mv2,2eL) B.eq\f(mv2Sn,e)C．ρnev D.eq\f(ρev,SL)答案C解析根据E＝eq\f(U,L)，U＝IR，I＝neSv，R＝ρeq\f(L,S)，得到E＝nevρ，C正确。2.两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()A．2∶1 B.1∶2C.6∶1 D.1∶6答案B解析两导线串联，电流相等，I1＝I2，由φ0－φ＝U＝IR＝Iρeq\f(L,S)知，φ­L图像的斜率绝对值k＝eq\f(Iρ,S)；而两导线Iρ相同，则eq\f(S1,S2)＝eq\f(k2,k1)＝eq\f(1,2)，故B正确，A、C、D错误。3.如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联总电阻设为R。下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域判断正确的是()A．特性曲线在Ⅰ区，P1<P2B．特性曲线在Ⅲ区，P1>P2C．特性曲线在Ⅰ区，P1>P2D．特性曲线在Ⅲ区，P1<P2答案C解析I­U特性曲线上的点与原点连线的斜率k＝eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)，k越大，R就越小，所以R1<R2。R1、R2并联后总电阻R更小，所以R的伏安特性曲线在Ⅰ区。由于R1与R2并联，其两端电压U相同，据P＝eq\f(U2,R)知R越大，P越小，所以P1>P2。故C正确。4.2013年，杭州正式推出微公交，它是一零排放的纯电动汽车，这为杭州人绿色出行又提供了一种方案。该电动车配有一块12V三元锂电池，容量达260A·h；采用220V普通电压充电，一次完全充电，约需8小时；行驶时，最大时速可达80km/h，充满电后，可最多行驶80km。则以下判断正确的是[在计算过程中不考虑各种能量转化的效率，可认为电能的价格为0.8元/(kW·h)]()A．充电电流为260AB．充满电后储存的电能为3120JC．折合每公里的电能成本约为0.03元D．匀速行驶时的阻力约为2.0×103N答案C解析充电的功率为P＝eq\f(W,t)＝eq\f(12V×260A·h,8h)＝390W，充电电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(390,220)A≈1.8A，故A错误；充满电后储存的电能为W＝12V×260A·h＝3.12kW·h≈1.12×107J，故B错误；折合每公里的电能成本约为eq\f(3.12×0.8,80)≈0.03元，故C正确；由W＝Fs可知，匀速行驶时的阻力Ff＝F＝eq\f(W,s)＝eq\f(12×260×3600,80×103)N≈140N，故D错误。5.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R＝eq\f(U1,I1)C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2－I1)D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积答案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，根据R＝eq\f(U,I)可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，A错误；根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻应为R＝eq\f(U1,I2)，B、C错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2，也就是图中矩形PQOM所围面积，D正确。6.如图所示，电路两端的电压为U，电流表内阻不计，定值电阻与电动机绕线电阻的阻值均为R。当开关S断开时，电流表的示数为I1，此时定值电阻上消耗的功率为P1；当开关S闭合后，电动机正常转动，电路两端的电压不变，此时电流表的示数为I2，电动机的输入功率为P2，则下列关系式正确的是()A．I2＝2I1 B.I2＞2I1C．P1＝eq\f(U2,R) D.P2＝eq\f(U2,R)答案C解析当开关断开时，由欧姆定律得U＝I1R。当开关闭合后，通过定值电阻的电流仍为I1，通过电动机的电流IM＜I1，故电路中总电流：I2＝I1＋IM＜2I1，故A、B错误；当开关断开时电路为纯电阻电路，所以电路中的电功率为：P1＝eq\f(U2,R)，C正确；当开关闭合后，在电路中有电动机，公式I＝eq\f(U,R)不再适用，所以P2≠eq\f(U2,R)，故D错误。7．有两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l0和d0，乙电阻丝的长度和直径分别为2l0和2d0。将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值为()A.eq\f(U甲,U乙)＝1 B.eq\f(U甲,U乙)＝eq\f(\r(2),2)C.eq\f(U甲,U乙)＝eq\r(2) D.eq\f(U甲,U乙)＝2答案C解析由电阻定律得R＝ρeq\f(l,S)，电功率P＝eq\f(U2,R)，可得U＝eq\r(P·ρ\f(l,S))＝eq\r(P·ρ\f(4l,πd2))。所以加在两根电阻丝上的电压的比值eq\f(U甲,U乙)＝eq\r(2)，C正确。8．如图甲，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是()A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875ΩC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W答案B解析由于不计电源内阻，所以L2和L3两端的电压均为1.5V，由题图乙可知此时灯泡L2和L3中的电流为I＝0.8A，而灯泡L1中的电流为1.0A，则L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；L3的电阻R3＝eq\f(U,I)＝eq\f(1.5V,0.8A)＝1.875Ω，B正确；L3的电功率P3＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，C错误；L2和L3的总功率P′＝2P＝2.4W，D错误。9．如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率答案BD解析设正方形的边长为L、厚度为d，由I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,L·d)＝eq\f(ρ,d)，得I＝eq\f(Ud,ρ)，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确；由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C错误，D正确。10．如图所示，有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电源两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为120W答案CD解析灯泡正常发光，则电路中的电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(6,11)A，电解槽消耗的电功率P电解槽＝UI＝P灯＝60W，故A错误，C正确；电解槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3W，故B错误；电路消耗的总功率P总＝P灯＋P电解槽＝120W，故D正确。11．一微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，下列说法正确的是()A．电动机内阻为1ΩB．电动机内阻为2.5ΩC．电动机正常工作时的效率为60%D．电动机正常工作时的效率为50%答案AC解析当给电动机加0.3V电压时，电动机不转，此时电动机相当于纯电阻用电器，其内阻r＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(0.3V,0.3A)＝1Ω，A正确，B错误；当给电动机加2.0V电压时，电动机正常工作，电动机消耗的功率P＝U2I2＝2.0×0.8W＝1.6W，发热功率Pr＝Ieq\o\al(2,2)r＝0.64W，电动机输出的机械功率P′＝P－Pr＝0.96W，故电动机正常工作时的效率η＝eq\f(P′,P)＝60%，C正确，D错误。二、非选择题(本题共2小题，共23分)12．(10分)如图所示，在相距40km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800Ω，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处有多远？答案12.5km解析设发生短路处距A处为x，根据欧姆定律I＝eq\f(U,R)可得：A端到短路处的两根输电线的总电阻Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,4×10－2)Ω＝250Ω，根据电阻定律可知：Rx＝ρeq\f(2x,S)，A、B两地间输电线的总电阻为R总＝ρeq\f(2l,S)，由上式得eq\f(Rx,R总)＝eq\f(x,l)，解得x＝eq\f(Rx,R总)l＝eq\f(250,800)×40km＝12.5km。13.(13分)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＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4A。求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。答案(1)2Ω72W(2)1Ω(3)16W解析(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律