高考物理一轮总复习71电流电阻电功及电功率限时规范特训

【金版教程】2016高考物理一轮总复习 7.1电流 电阻 电功及电功

率限时规范特训

限时：45分钟 满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分) 1. 下列关于电流的说法中正确的是( ) A. 根据I＝q/t，可知I与q成正比

B. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一 C. 电流既有强弱，又有方向，是矢量

D. 如果在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流一定是恒定电流

解析：A选项中I＝q/t是电流的定义式，不能从此认为I与q成正比，故A错误；电流虽然既有强弱，又有方向，但是电流的加减法则是代数加减，所以电流是标量，C错误；恒定电流是大小和方向均保持不变的电流，所以D错误。

答案：B

2. (多选)截面积为S的导线中通有电流I。已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是( )

A. nSvΔt C.

B. nvΔt D.

IΔt eIΔt Se

解析：因为I＝

qΔt，所以q＝I·Δt，自由电子数为：N＝＝

qIΔt，则选项C正确。又

ee因为电流的微观表达式为I＝nevS，所以自由电子数为N＝＝项A正确。

答案：AC

qIΔtnevSΔt＝＝nvSΔt，选

eee3. 当电阻两端加上某一稳定电压时，一定时间内通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C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( )

1

A. 3 V,1.8 J C. 6 V,1.8 J

B. 3 V,3.6 J D. 6 V,3.6 J

解析：由q＝It可知，相同时间内通过的电荷量为原来的2倍，则电流为原来的2倍。由U＝IR可知电压为原来的2倍。由W＝qU可知原来的电压为3 V，故电阻两端现在所加电压为6 V，消耗的电能为3.6 J，选项D正确。

答案：D

4. 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“220 V,60 W”。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 C. 电风扇最多

B. 电烙铁最多 D. 一样多

解析：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)。综上所述，只有选项B正确。

答案：B

5. 如图所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率一定为( )

A. IR C. UI

2

U2

B.

RD. UI－IR

2

解析：不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P＝UI，选项C正确；只有电

U22

路为纯电阻电路时，才有P＝UI＝IR＝，故A、B错误；而UI－IR为电能转化为除热能外

R2

其他形式能的功率，故D错误。

答案：C

2

6. (多选)如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势

E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )

A. 通过电动机的电流为10 A B. 电动机的输入功率为20 W C. 电动机的热功率为4W D. 电动机的输出功率为16 W

解析：由E＝30 V，电动机两端电压为10 V可得R和电源内阻上分担的电压为20 V，则I＝

2

20

A＝2 A，故A错误；电动机输入功率P＝UI＝10 V×2 A＝20 W，故B正确；P热

9＋1

＝IRM＝4×1 W＝4 W，故C正确；P输出＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确。

答案：BCD

7. [2014·北京朝阳期末]电位器是变阻器的一种。如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是( )

A. 连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 B. 连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C. 连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D. 连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

解析：根据电位器结构和连接可知：连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，

3

回路电流减小，灯泡变暗，A错误；同理，D正确；连接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误。

答案：D

8. 示波管是一种多功能电学仪器，其结构图如图所示，电子枪中的炽热金属丝不断放出可认为初速度为零的电子，在加速电场加速，再经偏转电极XX′和YY′，最后在荧光屏上形成图象。现在偏转电极XX′和YY′上不加电压，加速电场电压为U，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内电子个数是( )

A.

IΔLeIeSm 2eUm 2eUB. D.

IΔLeSISΔLem 2eUm 2eUC. 12

解析：eU＝mv，I＝ne/t，ΔL＝vt，

2联立解得：n＝答案：A

9. (多选)某起重机的电动机输入电压为380 V，当起重机以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×10 kg的货物时，测得电动机的电流为20 A，g取10 m/s。则下列说法正确的是( )

A. 电动机的内阻为19 Ω B. 电动机的内阻为4.75 Ω C. 电动机的输出功率为7.6×10 W D. 电动机的工作效率为75 %

解析：由UI＝mgv＋Ir，可得电动机的内阻为r＝4.75 Ω，选项B正确、A错误；电动机的输出功率为mgv＝5.7×10 kg×10 m/s×0.1 m/s＝5.7×10 W，选项C错误；电动机的工作效率为η＝

3

2

3

2

3

3

2

IΔLem。选项A正确。 2eUmgv×100%＝75%，选项D正确。 UI4

答案：BD

10. 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示。导电介质的电阻率为ρ，由其制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心作为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜作为另外一个电极。设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R的合理表达式应为( )

ρA. R＝C. R＝2π

b＋a 2πabρab b－aρB. R＝D. R＝2π

b－a 2πabρab b＋a2

解析：根据单位(量纲)检查方程知C、D选项等式左边单位是Ω，右边单位是Ω·m，左右单位不同，故C、D错误；A、B选项等式两边单位相同，单位是合理的，但将b＝a代入(A)式，得到R≠0，而由R＝ρ，l＝0，应得R＝0，矛盾，故A错；将b＝a代入(B)式得R＝0，故B正确。

答案：B

二、非选择题(本题共2小题，共40分)

lS

11. (16分)如图所示，在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，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10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？

解析：设发生短路处距A处为x，根据欧姆定律I＝可得：A端到短路处的两根输电线的总电阻

UR 5

U102xRx＝＝ Ω＝250 Ω根据电阻定律可知：R＝ρ xI4×10－2SA、B两地间输电线的总电阻为R总＝ρ

由上式得解得x＝

2l

SRxx＝ R总lRx250

l＝×40 km＝12.5 km。 R总800

答案：12.5 km

12. (24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＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4 A。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为多少。 解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：

U12

R＝＝ Ω＝2 Ω I16

其发热功率为：

P＝UI1＝12×6 W＝72 W。

(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＝

UI2－P输出12×5－35

＝ Ω＝1 Ω。 2

I252

(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：

P化＝UI3－I23rA

所以P化＝(12×4－4×2) W＝16 W。

6

2

U102xRx＝＝ Ω＝250 Ω根据电阻定律可知：R＝ρ xI4×10－2SA、B两地间输电线的总电阻为R总＝ρ

由上式得解得x＝

2l

SRxx＝ R总lRx250

l＝×40 km＝12.5 km。 R总800

答案：12.5 km

12. (24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＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4 A。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为多少。 解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：

U12

R＝＝ Ω＝2 Ω I16

其发热功率为：

P＝UI1＝12×6 W＝72 W。

(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＝

UI2－P输出12×5－35

＝ Ω＝1 Ω。 2

I252

(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：

P化＝UI3－I23rA

所以P化＝(12×4－4×2) W＝16 W。

6

2

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