高考物理双基突破(二)专题08恒定电流中基本概念精练

PAGEPAGE6内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯专题08恒定电流中基本概念1．如图所示为一磁流体发电机示意图，A、B是平行正对的金属板，等离子体（电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性）从左侧进入，在t时间内有n个自由电子落在B板上，则关于R中的电流大小及方向判断正确的是A．I＝eq\f(ne,t)，从上向下B．I＝eq\f(2ne,t)，从上向下C．I＝eq\f(ne,t)，从下向上 D．I＝eq\f(2ne,t)，从下向上【答案】A2．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图乙所示的电路，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，它们之间的关系为A．P1＝4PD B．PD＝eq\f(P,4)C．PD＝P2 D．P1<4P2【答案】D【解析】由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器D两端的电压小于U，由题图甲图象可知，电阻器D的电阻增大，则有RD>R1＝R2，而RD与R2并联，电压相等，根据P＝eq\f(U2,R)，PD<P2，C错误；由欧姆定律可知，电流ID<I2，又I1＝I2＋ID，根据P＝I2R，P1>4PD，P1<4P2，A错误，D正确；由于电阻器D与电阻R2的并联电阻R<R1，所以D两端的电压小于eq\f(U,2)，且D阻值变大，则PD<eq\f(P,4)，B错误。6．（多选）半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕中心轴线以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小【答案】AB7．电池甲和乙的电动势分别为E1和E2，内电阻分别为r1和r2，已知E1<E2，若用甲、乙电池分别向某个电阻R供电，则在这个电阻上所消耗的电功率相同。若用甲、乙电池分别向某个电阻R′供电，则在R′上消耗的电功率分别为P1和P2，已知R′>R，则A．r1>r2，P1>P2 B．r1<r2，P1<P2C．r1<r2，P1>P2 D．r1>r2，P1<P2【答案】B【解析】将一电动势为E、内电阻为r的电源与一阻值为R的电阻组成一闭合回路，路端电压U和干路电流I的关系为U＝E－Ir。在U－I直角坐标系中作U－I图线，则该图线为一条在纵轴上截距为E、斜率为－r的直线。这条线即为电源的伏安特性曲线。如果再在此坐标系中作出外电阻R的伏安特性曲线为过原点的直线，斜率为R，则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态。此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率。依题意作电池甲和乙及电阻R的伏安特性曲线。由于两电池分别接R时，R消耗的电功率相等，故这三条线必相交于一点，如图所示，由于E1<E2，所以r1<r2。作R′的伏安特性曲线，R′的电阻值比R大，所以R′的伏安特性曲线的斜率大，如图所示。由图可知：当甲电池接R′时，P1＝U1I1当乙电【解析】两个灯泡串联，每个灯泡承受的电压为U＝eq\f(220,2)V＝110V，低于额定电压，灯泡不易损坏，故A正确；两个灯泡并联，每个灯泡承受的电压为U＝220V，仍等于灯泡的额定电压，灯泡正常工作，不能延长电灯泡的使用寿命，故B错误；由P＝eq\f(U2,R)，两个灯泡串联时，U变为原来的eq\f(1,2)，由于灯丝较正常发光时温度偏低，故灯丝电阻较正常发光时小，所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一，故C、D错误。15．有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V，100W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后，亮度最暗的灯泡是A．L1B．L2C．L3D．L4【答案】C16．如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、2W，则此电路中允许消耗的最大功率为A．22WB．12WC．15WD．16W【答案】B【解析】由串并联关系可知R1通过的电流最大，R2和R3两端电压相同，所以R3功率为2W，此时R2功率为2W，干路电流为支路电流的2倍，由热功率公式可知R1功率为8W，电路中总功率为12W，故选B。17．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10（24V/200W）和10个相同的指示灯X1～X10（220V/2W），将其连接在220V交流电源上，电路如图。若工作一段时间后L2灯丝烧断，则A．X1的功率减小，L1的功率增大B．X1的功率增大，L1的功率增大C．X2的功率增大，其它指示灯的功率减小D．X2的功率减小，其它指示灯的功率增大【答案】C18．一架数码相机中的锂电池的电动势为3.6V，容量为1000mA·h。若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为________J；若打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为________J。【答案】32.4J54.0J【解析】锂电池所储存的电能为EIt＝3.6×1000×10－3×3600J＝12960J。若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍摄一张照片所消耗的电能约为eq\f(12960,400)J＝32.4J；若打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍摄一张照片液晶屏消耗的电能约为eq\f(12960,150)J－32.4J＝54.0J。19．如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？【答案】A指向B0.16A【解析】溶液中的电流大小为0.16A，方向由A指向B。NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－离子，它们在电场力作用下向相反方向运动。因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na＋定向移动方向相同，即由A指向B。Na＋和Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝1.6×10－19C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A运动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(q1＋q2,t)＝eq\f(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19,2)A＝0.16A20．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额，如图所示的是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明。（1）该电池的电动势是多少？（2）该手机待机状态下的平均工作电流是多少？（3）每次完全放电过程中，该电池将多少其他形式的能转化为电能？【答案】（1）3.7V（2）14.58mA（3）9324J21．来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流．已知质子电荷量e＝1.60×10－19C。这束质子流每秒打到靶上的个数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为N1和N2，则N1∶N2等于多少？【答案】2∶1【解析】（1）抓关键点：①取靶为垂直于电流方向的一个截面。②确定L和4L两处质子的速度。③L处和4L处的电流是相等的。（2）找突破口：①计算通过“靶截面”的电荷量。②L处和4L处的电流与质子速度、质子数的关系。质子流每秒打到靶上的质子数由I=可知eq\f(n,t)＝eq\f(I,e)＝6.25×1015个。建立如图所示的“柱体微元”模型，设质子经过距质子源L和4L处时的速度分别为v1、v2，在L和4L处作两个长为ΔL（极短）的柱体微元。因ΔL极短，故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v1、v2。对于这两个柱体微元，设单位体积内质子数分别为n1和n2，由I＝eq\f(q,t)＝eq\f(neSvt,t)＝neSv可知，I1＝n1eSv1，I2＝n2eSv2，作为串联根据动能定理，分别有eEL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，eE·4L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，可得v1∶v2＝2∶1，所以有n1∶n2＝2∶1，因此，两柱体微元中的质子数之比N1∶N2＝n1∶n2＝2∶1。22．下表为一个洗衣机所用电动机的工作参数。名称额定电压（V）频率（Hz）工作电流（A）电阻（Ω）转速（r/min）洗涤电动机220500.5201370脱水电动机220