2020屆高考物理總復習 作業(yè)33 電流 電阻 電功 電功率（含解析）

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1、作業(yè)33　電流 電阻 電功 電功率 一、選擇題 1．導體中電流I的表達式I＝nqSv，其中S為導體的橫截面積，n為導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個自由電荷所帶的電荷量，v是(　　) A．導體運動的速率 B．導體傳導的速率 C．電子熱運動的速率 D．自由電荷定向移動的速率 解析：從微觀上看，電流取決于導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷所帶的電荷量、自由電荷定向移動速率，還與導體的橫截面積有關(guān)，公式I＝nqSv中的v就是自由電荷定向移動的速率．故選D. 答案：D 2．導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，對于同種材料的導體，下列說法正確的是(　　) A．橫截面積一定，電

2、阻與導體的長度成正比 B．長度一定，電阻與導體的橫截面積成正比 C．電壓一定，電阻與通過導體的電流成正比 D．電流一定，電阻與導體兩端的電壓成反比 解析：由R＝ρ可知，在橫截面積S一定時，電阻R與長度l成正比，長度l一定時，電阻R與橫截面積S成反比，故A正確、B錯誤；R＝是電阻的定義式，提供了一種測電阻的方法，但電阻R與電壓U、電流I無關(guān)，故C、D均錯誤． 答案：A 3．(2019年沈陽質(zhì)檢)如圖33－1所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長為ab＝10 cm，bc＝5 cm，當將C與D接入電壓恒為U的電路時，電流強度為2 A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為(　　) 圖

3、33－1 A．0.5 A　　　　　　　 B．1 A C．2 A D．4 A 解析：設(shè)金屬薄片厚度為D，根據(jù)電阻定律公式R＝ ρ，有RCD＝ρ，RAB＝ρ，故＝·＝；根據(jù)歐姆定律，電壓相同時，電流與電阻成反比．故兩次電流之比為4∶1，故第二次電流為0.5 A，故選A. 答案：A 4．如圖33－2甲、乙所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為(　　) 圖33－2 A．R甲＝R乙 B．R甲＝R乙 C．R甲＝2R乙

4、 D．R甲＝4R乙 解析：將四分之一圓形薄合金片看成一個電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個電阻并聯(lián)，R甲＝，圖乙中等效為兩個電阻串聯(lián)，R乙＝2r，所以R甲＝R乙，所以B正確． 答案：B 5．(2019年湖北武漢調(diào)研)電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備之一．如圖33－3所示，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，ac間的電阻是cd間電阻的(n－1)倍，某次測量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，則輸入端的電壓為(　　) 圖33－3 A．nU B. C．(n－1)U D. 解析：設(shè)電路中電流為I，由電路圖知輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U＝IRcd＝Rcd＝

5、Rcd＝，則輸入端的電壓U入＝nU，故A正確，其他選項錯誤． 答案：A 圖33－4 6．(2019年宜昌模擬)如圖33－4所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細均勻的電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是(　　) A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗 B．b代表的電阻絲較粗 C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值 D．圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比 解析：圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故Ra>Rb，C錯誤；由R＝ρ知a的橫截面積較小，A錯誤，B正確；由圖象知導體的電阻與電壓無關(guān)，D錯誤． 答案：B 7．(多選)電阻R1、R2、R3串聯(lián)在電路中．已知R1＝10 Ω、R3＝

6、5 Ω，R1兩端的電壓為6 V，R2兩端的電壓為12 V，則(　　) A．電路中的電流為0.6 A B．電阻R2的阻值為20 Ω C．三只電阻兩端的總電壓為21 V D．電阻R3兩端的電壓為4 V 解析：電路中電流I＝＝A＝0.6 A，A對；R2阻值為R2＝＝Ω＝20 Ω，B對；三只電阻兩端的總電壓U＝I(R1＋R2＋R3)＝21 V，C對；電阻R3兩端的電壓U3＝IR3＝0.6×5 V＝3 V，D錯． 答案：ABC 圖33－5 8．(2019年河南商丘模擬)(多選)如圖33－5所示，圖線a表示的導體的電阻為R1，圖線b表示的導體的電阻為R2，則下列說法正確的是(　　)

7、A．R1∶R2＝1∶3 B．把R1拉長到原來的3倍長后電阻等于R2 C．將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則功率之比 P1∶P2＝1∶3 D．將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流之比I1∶I2＝1∶3 解析：根據(jù)I－U圖象知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R1∶R2＝1∶3，A正確；根據(jù)公式R＝ρ可得，把R1拉長到原來的3倍長后，橫截面積減小為原來的，所以電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，B錯誤；串聯(lián)電路電流相等，所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，電流之比I1∶I2＝1∶1，根據(jù)公式P＝I2R可得，功率之比P1∶P2＝1∶3，C正確；并聯(lián)電路電壓相等，電流之比等于電阻的反比，所以將R1與R2并聯(lián)后接于電

8、源上，電流之比I1∶I2＝3∶1，D錯誤． 答案：AC 9．(多選)電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒開后的保溫狀態(tài)，如圖33－6所示是一學生設(shè)計的電飯鍋電路原理示意圖，S是用感溫材料制造的開關(guān)．下列說法中正確的是(　　) 圖33－6 A．加熱狀態(tài)時是用R1、R2同時加熱的 B．當開關(guān)S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài)，S斷開時為保溫狀態(tài) C．當＝7，R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的 D．當＝2－1，R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的 解析：由P＝得：當接通S時，電阻變小，功率變大，處于加熱狀態(tài)；當斷開S時，電阻變大，功率變小，處于保溫狀

9、態(tài)．可知，R2是供加熱用的電阻絲，故A錯誤，B正確．逆推：當R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的時，根據(jù)公式P＝，可知＝××8得＝2－1，C錯誤，D正確． 答案：BD 10．(2019年昆明三中期中)(多選)如圖33－7所示，電阻R1＝20 Ω，電動機的線圈電阻R2＝10 Ω.當開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)是0.5 A，當開關(guān)S閉合后，電動機轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P為(　　) 圖33－7 A．I＝1.5 A B．I<1.5 A C．P＝15 W D.P<15 W 解析：當開關(guān)S斷開時，由歐姆定律得，U＝I1R1＝1

10、0 V，當開關(guān)S閉合后，通過R1的電流仍為0.5 A，電動機的電流I2<＝A＝1 A，故電流表的電流I<1.5 A，電路消耗的電功率P＝UI<15 W，故A、C錯誤，B、D正確． 答案：BD 圖33－8 11．(2019年上海靜安一模)(多選)硅光電池作為電源已廣泛應用于人造衛(wèi)星、燈塔和無人氣象站等，高速公路上安裝的“電子眼”通常也采用硅光電池供電．硅光電池的原理如圖所示，a、b是硅光電池的兩個電極，P、N是兩塊硅半導體，E區(qū)是兩塊半導體自發(fā)形成的勻強電場區(qū)，P的上表面鍍有一層增透膜．光照射到半導體P上，使P內(nèi)受原子束縛的電子成為自由電子，自由電子經(jīng)E區(qū)電場加速到達半導體N，從而產(chǎn)生

11、電動勢，形成電流．以下說法正確的是(　　) A．E區(qū)勻強電場的方向由N指向P B．電源內(nèi)部的電流方向由P指向N C．a(chǎn)電極為電池的正極 D．硅光電池是一種把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 解析：根據(jù)題意，E區(qū)電場能使P逸出的自由電子向N運動，因負電荷受到的電場力與電場方向相反，所以電場方向由N指向P，由于電流的方向與負電荷的運動方向相反，所以電源內(nèi)部的電流方向由N指向P，選項A正確，B錯誤；根據(jù)以上對電流方向的分析可知，a為電源正極，該電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，選項C正確，D錯誤． 答案：AC 12．(2019年北京昌平臨川育人學校月考)(多選)鋰電池因能量高、環(huán)保無污染而廣泛使用在

12、手機等電子產(chǎn)品中，現(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖33－9所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內(nèi)阻為r，下列說法正確的是(　　) 圖33－9 A．電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為UI－I2r B．充電器輸出的電功率為UI＋I2r C．電池產(chǎn)生的熱功率為I2r D．充電器的充電效率為×100% 解析：充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能和熱能，根據(jù)能量守恒定律，有UI＝I2r＋P化，故電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率P化＝UI－I2r，選項A正確；充電器輸出的電功率為P＝UI，選項B錯誤；電池產(chǎn)生的熱功率為P熱＝I2r，選項C正確；充電器的充電效率為η＝×100%＝×100%，選

13、項D錯誤． 答案：AC 二、非選擇題 13．如圖33－10所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖．電動機內(nèi)電阻r＝0.8 Ω，電路中另一電阻R＝10 Ω，直流電壓U＝160 V，電壓表示數(shù)UV＝110 V．試求： (1)通過電動機的電流； (2)輸入電動機的電功率； (3)若電動機以v＝1 m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量？(g取10 m/s2) 圖33－10 解析：(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓UR＝U－UV＝(160－110)V＝50 V，流過電阻R的電流IR＝＝A＝5 A，即通過電動機的電流，IM＝IR＝5 A. (2)電動機的分壓UM＝U

14、V＝110 V，輸入電動機的功率P電＝IMUM＝550 W. (3)電動機的發(fā)熱功率P熱＝Ir＝20 W，電動機輸出的機械功率P出＝P電－P熱＝530 W，又因P出＝mgv，所以m＝＝53 kg. 答案：(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg 14．如圖33－11所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12 V，電解槽內(nèi)阻rA＝2 Ω，當S1閉合，S2、S3斷開時，電流表A示數(shù)為6 A；當S2閉合，S1、S3斷開時，電流表A示數(shù)為5 A，且電動機輸出功率為35 W；當S3閉合，S1、S2斷開時，電流表A示數(shù)為4 A．求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率； (2)電動機的內(nèi)阻； (3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率． 圖33－11 解析：(1)電爐子工作時，由歐姆定律I＝，得 R＝＝Ω＝2 Ω 其發(fā)熱功率為PR＝UI1＝12×6 W＝72 W. (2)電動機工作時，由能量守恒定律，得UI2＝IrM＋P輸出，所以rM＝＝Ω＝1 Ω. (3)電解槽工作時，由能量守恒定律，得P化＝UI3－IrA 所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W. 答案：(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 6 　　　　　　　　　 7