高考物理一轮复习：电流、导体的电阻、电功和电功率及导体电阻率的测量【练】解析版

专题8.1电流、导体的电阻、电功和电功率及导体电阻率的测量【练】

目录

一.练经典题型..................................................................................1

二、练创新情景..................................................................................7

三.练规范解答.................................................................................15

一.练经典题型

1.（2021・大连模拟）某导体中的电流随具两端电压的变化如图所示，则F列说法中正确的是（）

A.加5V电压时，导体的电阻约是5Q

B.加11V电压时，导体的电阻约是L4C

C.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小

D.此导体为线性元件

【答案】：A

【解析】：对某些导电器材，其伏安特性曲线不是史线，但曲线上某一点的气仍表示该点所对应的电阻

值.当导体加5V电压时，电阻力=彳=5。，A正确；当导体加11V电压时，由题图知电流约为1.4A,

电阻此大于L4Q,B错误：当电压增大时，亍值增大，即导体的电阻增大，导体为非线性元件，C、D错

误.

2.（2021・泉州模拟）某金属导线的电阻率为p,电阻为心现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线

的电阻率和电阻分别变为（）

A.4P和4RB.〃和4R

C.〃和16/?D.16〃和16R

【答案】C

【解析】因温度和材料不变，所以电阻率不变；将导线均匀拉长到直径为原来的一半，则横裁面积变为原

来的1长度为原来的4倍，根据电阻定律公式：用=仲=16娱=16R,选项C正确。

广

3.（2021•绵阳月考）（多选）下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损

耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则（）

自重40kg额定电压48V

载重75kg额定电流12A

最大行驶速度20km/h额定输出功率350W

A.日动机的输入功率为576W

B.电动机的内电阻为4Q

C.该车获得的牵引力为104N

D.该车受到的阻力为63N

【答案】：AD

【解析I由于U=48V,Q2A,则P=/U=576W,故选项A正确；因八=产出+今，则一壬/Q

113

=宣Q,故选项B错误；由尸山=用，=尸1V得，F=Ff=63N,故选项C错误，D正确.

4.（2021♦洛阳重点中学月考）（多选）两个电阻品、自的伏安特性曲线如图所示，由图可知（）

A.4为线性元件，占为非线性元件

B.B的电阻R=tan45o=lC

C.&的电阻随电压的增大而减小

D.当U=1V时，4的电阻等于R的电阻

【答案】AD

【解析】由题图可知治的伏安特性曲线为过原点的直线，故及为线性元件，力的伏安特性曲线为曲线，

故R?是非线性元件，故A正确；&的电阻不等于tan45。，应为U与/的比值，大小为2。，故B错误；R2

为非线性元件，其中电阻大小仍等于某一时刻。与/的比值，D正确；由图可知&的阻值随电压增大而增

大，故C错误。

5.（2021♦河南洛阳统考）如图所示,电源的电动势为30V,内阻为1C,与一个标有“6V,12W”的电灯和一个

绕线电阻为2。的电动机串联.开关闭合后，电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为（）

A.36WB.44W

C.48WD.60W

【答案】：A

【解析】：电路中的电灯正常发光，说明电路中电流为/=£=2A,电灯两端电压为6V,电源内阻上电压

为2V,电动机两端电压为6V—2V=22V,电动机输入功率产入=U杭/=22乂2W=44W,电动

机绕线电阻发热功率P媳=囱=8W,故电动机输出的机械功率为PH尸尸入一尸热=36W,选项A正确.

6.（多选）（2021・湖北黄凶模拟因和&是材料相同、厚度相同、上卜表面都为止方形的导体，但当的尺寸

比R?大得多，把它们分别连接在如图所示电路的力、B两端,接4时电压表的读数为5,接金时电压表

的读数为5,则下列判断正确的是（）

A.R\—R，2B.R]>R2

C.Ui<U2D.Ui=U2

【答案】：AD

【解析】：电流从导体的横截面流过，由电阻定律氏=〃4=〃巳=夕可见电阻与边长。无关，选项A正确:

因外电阻相同，故路端电压相等，选项D正确.

7.（2021•济南质检）有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面枳是乙的两倍，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.通过甲、乙两导体的电流相同

B.通过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、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等

【答案】：B

【解析】：由/=?可知，/乙=2/甲，B正确，A错误；由/=〃】检/可知，同种金属材料制成的导体，〃相同,

因S甲=25乙，故y用:y乙=1：4,C、D错误.

8.（多选）（2021・黄冈期末）将两截限值均为3长度均为L的均匀铜棒片和铝棒〃沿中轴线对接后串联接入

电路中，已知两棒的横截面积分别为2和2，忽略温度变化对电阻的影响，下列说法正确的是（）

（）438：

A.通过铜棒和铝棒的电流大小•定相同

B.铜棒两端的电压与铝棒两端电区之比为

C.铜和铝的电阻率之比为2：S8

D.电路稳定后两棒中电场强度均为零

【答案】AC

【解析】由串联电路的特点知，4=/"=/，故A正确：铜棒和铝棒的电阻相等，通过它们的旦流相等，则

根据U=/R得铜棒两端的电压与铝棒两端电压相等，故B错误；铜棒和铝棒的电阻相等，由可知,

铜和铝的电阻率之比为SMSg,故C正确；电路稳定后两棒中电场强度不为零，在电场力作用下电荷定向移

动形成电流，故D错误。

9.（2021・赣州一模）有一只小灯泡，其额定电压的标值为2.5V,额定功率的标值模糊不清。其同学想通过

测绘灯丝伏安特性曲线的方法来测出该灯泡的额定功率。

（1）已知小灯泡的灯丝电阻约为5C,请先在图甲中补全伏安法测量灯丝电阻的电路图，再选择电流表、电压

表的合适鼠程，并按图甲连接方式将图乙中的实物连成完整的电路。

（2）开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应置于（选填"端"8端”或28正中间”）。

（3）该同学通过实验作出了灯丝的伏安特性曲线如图内所示，则小灯泡的额定功率为W.

【答案】（1）如图所示

(2)8端(3)1.1

【解析】（1）测绘伏安特性曲线时电压、电流需从。开始测量，滑动变阻器采用分压式接法，灯泡的电阻

约为5C,属于小电阻，电流表采取外接法,灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择3V量程，灯泡的额定

电流约为0.5A,电流表量程选择0.6A。

(2)开关S闭合之前，将图乙中滑动变阻器的滑片应置于4端，使测量电路部分处于短路状态，闭合开关时,

电压表、电流表示数为零，起到保护作用。

(3)当电压U=2.5V时，/=0.44A,根据尸=3=2.5x0.44W=1.1W。

10.(2021•陕西宝鸡市高考模拟检测(二))有一根均匀的管线状导体，横截面如图甲所示，长约为5.0cm,电阻

值约为6Q.

可供选择的器材有：

A.电流表(量程0.6A,内阻约为0.1C)

B.电流表(量程3A,内阻约为003Q)

C.电压表(量程3V,内阻约为3kC)

D.滑动变阻器(1750Q,0.3A)

E.滑动变阻器(15C,3A)

F.蓄电池(6V,内阻很小)

G.开关一个，带夹子的导线若干

(1)使用游标卡尺测量管线状导体的长度如图乙所示，则管线状导体的长度£=cm.

(2)要精确测量管线样品的阻值，电流表应选,滑动变阻器应选.(填选项前的字母)

(3)清将如图所示的实际测量电路补充完整.

(4)己知管线状导体材料的电阻率为p,通过测量得出电压表示数为U,电流表示数为/,外径为d,要想求

得管线状导体内形状不规则的中空部分的横截面枳S,在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是

,计算中空部分横截面积的表达式为s=.

【答案】(1)5.01(2)AE(3)见解析图(4)管线状导体长度L学一影

【解析】(1)游标卡尺的精度为0.1mm,所以管线状导体的长度/,=(50+”0.1)mm=5.01cm.

(2)因管线状导体的阻值约为6Q,电压表的量程为3V,则电流最大约为0.5A,故电流表应选A.为调节方

便，应选用总阻值与管线状导体相差不大的滑动变阻器E.

(3)因疯蒜闻Q,故测量电路应为电流表外接法电路.因滑动变阻器的总阻值大于管线状导

体阻值，且实验中不要求电压从零开始调节，故滑动变阻器为限流接法，如图所示.

(4)管线状导体长度为L,由导体电阻公式得一，可得5=苧一噜.

/兀吗口2-S4

二、练创新情景

1.(多选)(2021•江西南昌调研)如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝〃构成.已

知电吹风的额定电压为220V,1次冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为100()W.关于该电吹风，下

列说法正确的是()

若Si、S2闭合,则电吹风吹冷风

电热丝的电阻为55。

电动机工作时输出的机械功率为880W

D.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J

【答案1BD

【解析】：开关均闭合时，电动机、电热丝均工作，电吹风吹热风，选项A错误；电动机工作时输出的机械

2

功率为电动机的功率减去自身消耗的功率，其数值一定小于120W,选项C错误；由得呼/?=U?=

Ar

2202

南』Q=55Q,选项B正确：电吹风吹热风、冷风时电动机消耗的电功率不变，均为I20W,故每

秒钟消耗的电能为120J,选项D正确.

2.（多选）（2021•贵州六盘水高三质检）在如图甲所示的电路中，L］、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，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（）.25A,则此时（）

A.L|上的电压为L2上电压的2倍

B.Li消耗的电功率为0.75W

C.。的电阻为12Q

D.L|、L?消耗的电功率的比值大于4：1

【答案】：BD

【解析】：电路中的总电流为0.25A,L］中电流为0.25A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.（）V,L）

消耗的功率为Pi=U/i=0.75W,选项B正确.根据并联电路规律，L2中电流为0.125A,由小灯泡的伏安

特性曲线可知电压大约为0.3V,J的电压大约为L2电压的10倍，选项A错误.由欧姆定律，L2的电阻为

%=尊=黑7c=24。，选项C错误.L2消耗的电功率为22=以2=0.3乂0.125W=0.0375W,L1、L,消

120.125

耗的电功率的比值人于4：1,选项D正确.

3.（2021•邢台一中月考）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/和4乙电阻

丝的长度和直径分别为2/和2d.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应满足（）

义甲应

~UU乙一2

fD.先2

【答案】：C

【解析】：由电阻定律火=不，P斗,得。=5%=＞得,所以加在两根电阻丝上的电玉的比值应满

足综上本题选C.

UL

4.（2021・黄冈模拟）体和&是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但用的尺寸比%大得多，

把它们分别连接在如图所示电路的月、4两端，接均时电压表的读数为5,接&时电压表的读数为5，

则下列判断正确的是（）

A.火|=火2B.

C.U\〈ihD.Ui=S

【答案】：AD

【解析】：电流从导体的横截面流过，由电阻定律&=4=〃恭=夕可见电阻与边长。无关，选项A正确:

因外电阻相同，故路端电压相等，选项D正确.

5.（2021•江西红色七校第一次联考）如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌。假定该家庭用此电饭锅每天

煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价1kW,h为0.54元。则该电饭锅（）

QMidea'热效率值（%）79

全留能电饭费

待机能松（W）1.5

货号:FS406c

觉号:MB-FS406c颂定容量：4.0L保温能松（W）30

额定电压:220V~50HzUi定功率：900W

内锅材质（金属或非金属）金属

A.工作时的额定电流为0.41A

B.保温时的电流为0.2A

C.每次煮饭需消耗电能4.5kW-h

D.一年因煮饭而产生的电费约为177元

【答案】D

【解析】由题中所给信息知：额定电流/p="9喙00公W=4.1A,选项A错误；保温时电流/P=%=30奈W7=0.14

A,选项B错误；每次煮饭消耗电能昂=9()()xl()7kWx；h=().45kWh,选项C错误；一年因煮饭而产生

的电费0.45x2x365x0.54元=177.39元，选项D正确。

6.(2021•南昌六校联考)如图所示，电源电动势E=12V,内阻r=3Q,扁=1。，直流电动机内阻*0=1

C。当调节滑动变阻器4时可使用甲中电路的输出功率最大；调节色时可使图乙中电路的输出功率最大，

且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为凡=2W),则/?,和R2连入电路中的阻值分别为()

甲乙

A.2C,2cB.2C,1.5Q

C.1.5Q,1.5QD.1.5Q,2Q

【答案】B

【解析】因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以凡接入

电路中的阻值为%=/一&=2C：而题图乙电路是含电动机的非纯电阻电路，欧姆定律不适月，电路的输

出功率P=/(/=/(E-/r)=/(12-30=-3/2+12/=-3(/2-4/)=-3(Z-2)2+l2,所以当1=2A时，输出功率P

有最大值，此时电动机的输出功率为尸o=2W,发热功率为/＞热=/2R"=4W,所以电动机的输入功率为。入=

PX

Po-P后6N,电动机两端的电压为V,电阻&两端的电压为S=E—"—Um=3V,所以/?2

接入电路中的阻值为自=华=1.5。，B正确。

7.(2021•江西红色七校第一次联考)通常一次闪电过程历时0.2〜0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成.每

个闪击持续时间仅40〜80a，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1.0x|()9v,云、地间距离约为1km；第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6C,闪击持

续时间约为60g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”12A

B.整个闪电过程的平均功率约为1x1014w

C.闪电前云、地间的电场强度约为1X106v/m

D.整个闪电过程向外释放的能量约为6x106j

【答案】:AC

【解析】：由电流的定义式/=’知/="A=lxlO，A,选项A正确；整个过程的平均功率

t60x106tt

6x10x109u10xi（）9

02W=3xMW”代入0.2s或0.3s）,选项B错误；由£=5=果#V/m="1（）6丫的，选项C

正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功%=qU=6xlO9J,选项D错误.

8.（2021♦石家庄模拟）为了探究某电阻凡在不同温度下的阻值，某同学设计了如图甲所示的电路，其中A

为内阻不计、量程为3mA的电流表，左为电动势为1.5V、内阻约为1。的电源，R为滑动变阻器，修为

电阻箱，S为单刀双掷开关.

⑴实验室中提供的滑动变阻器有两个：匕（0〜150C）,心（0〜500C）,本实验中滑动变阻器R应选用

（选填或“火/）.

（2）完成下面实验步骤：

①调节温度，使凡的温度达到不

②将S拨向接点1，调节，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数/；

③将S拨向接点2,调节，使电流表的读数仍为/,记下此时电阻箱的读数描,则当温度为人时,

电阻R尸；

④改变4的温度，重兔步骤②③，即可测得电阻片的阻值随温度变化的规律.

（3）现测得电阻凡随温度，变化的图象如图乙所示.把该电阻与电动势为3.0V、内阻不计的电源当，量程为

3.0V的理想电压表V（图中未画出）和电阻箱金连成如图丙所示的电路，用该电阻做测温探头，将电压表的

电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计若要求电压表的读数必须陵温度的升高

而增大，则应在原理图丙中（选填％、加'或“氏c”）两点接入电压表.如果电阻箱阻值处=75。，则

电压表刻度盘2.0V处对应的温度数值为

【答案】：（1）凡？（2）②R③&Ro（3）6、c50

【解析】：（1）由电源的电动势为L5V,电流表量程为3mA可知，达到满偏时，电路总电阻约为500C,故

滑动变阻器选择RB.

（2）实验中选用替代法测量电阻，第二步中，先将S拨向接点1,调节滑动变阻器记录电流表读数/；然

后将S拨向接点2,调节电阻箱为，使电流表读数仍为/,此时电阻箱的读数即为待测电阻的阻值，即凡=

R。.

（3）由于电阻以随温度升高而增大，由闭合电路欧姆定律可知其两端电压也增大，所以电压表与之并联，即

电压表接在6、c•两点.根据题图乙中图象可得凡=（100+/）Q,由串联分压规律可得电压表示数为2.0V时,

凡=150Q,解得/=50（℃）.

9.（2021・吉林长春外国语学校质检）（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直

径以及电流表、电压表的读数如图甲所示，则金属丝的直径的读数是,电流表的读数是

，电压表的读数是.

（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0〜10C,电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kQ电源为干电

池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V,内阻很小.则图乙电路图中（填电路

图卜.方的字母代号）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结果仍然会比真实值偏

（填“大”或“小”）.

（3）若实验所用的电流表内阻的准确值心是已知的，那么准确测量金属丝电阻凡-的最佳电路应是图乙中的

—电路（填电路图下方的字母代号）.此时测得电流为/、电压为U,则金属丝电阻&=（用

题中字母代号表示）.

甲

ABCD

乙

【答案】：(1)0.881mm0.42A2.25V(2)A小(3)By-/?A

【解析】：(1)螺旋测微器先读固定部分为0.5mm,可动部分可估读为38.1x0.0]mm=0.381mln,故总示数

为：(0.5+0.381)mm=0.881mm；电流表量程为0.6A,则最小刻度为0.02A,读数为0.42A；电压表量程

为3V,最小刻度为0.1V,则读数为2.25V.

(2)因电源不能在大功率卜长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内电阻较大，由以上读数可

知，待测金属丝的电阻约为5Q,故采用电流表外接法误差较小，故选A；在实验中电压表示数准确，但电

流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小.

(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测金属丝

电阻及电流表总电阻及岑则待测金属丝电阻凡

10.(2021•四川省凉山州三模)某实脸小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡在不同电压下的实

际功率，实验电路如图甲所示：

u1

乙

UN

3.00口।।।]][]]।।।口口।।]y

：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：!：

2X)0二二二二二二二二二二二二-王：

___________________________7____

1.00二二二二二二二二二二二二二12：二二二二：

二二二二二二二2三■二二二二二二二二二二二：

°0.050O.l(K)().15()0.200//A

丙

(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片尸应在端.(填或“”)

(2)闭合开关，把滑片尸向另一端移动过程中，发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变，则电路

中出现故障的元件可能是.(填"A”或"B”)

A.小灯泡B.滑动变阻器

(3)该小组根据实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，可判定在图乙中小灯泡的功率P与加在

其两端电压的平方U的图象正确的是.(选填“1”、“2”或“3”)

(4)某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端，已知电源的电动势E=3V、内阻r=2Q,则此

时每个小灯泡的实际功率为.(结果保留两位有效数字)

【答案】⑴。(2)B(3)3(4)0.44(0.42〜0.46)

【解析】⑴此电路是分压电路，滑动变阻器的“部分与小灯泡并联，开始时应使小灯泡两端电压最小,

故清片应置于。端：

(2)电流表与电压表均有明显读数，说明灯泡所在电路正常，电压表与电流表读数几乎不变，说明滑动变阻

器没有起到应有的作用，故可能存在故隙的是滑动变阻器，故选B：

(3)由。=下，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，P随U的变化变缓，即图线为3；

K

(4)灯泡两端的电压为U,流过每个灯泡的电流为/，则£=。+2",得。=3—4/,在题图内中画出电源的U

一/图线如图所示

交点坐标U=2.20V,7=0.20A,所以每个小灯泡的实际功率为：Q=U/=().44W.

三.练规范解答

1.(2021•湖南岳阳一中段考)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数:

规格后轮驱动直流电机

车型26"电动自行车额定输出功率120W

整车质量30kg额定电压40V

最大载重120kg额定电流4A

请根据上表计算：

(1)此电动机的内阻和电动