高考物理一轮7.1电流、电阻、电功及电功率课时提升作业新人教版选修31
新人教版物理高中选修3-1:巩固练习 电功和电热、焦耳定律、电阻定律 提高
【巩固练习】一、选择题1.加在某电动机上的电压是U (V ),电动机消耗的电功率为P (W ),电动机线圈的电阻为r (Ω),则电动机线圈上消耗的电热功率为( )A .PB .2U rC .22P r UD .22P r P U -2.如图所示,电阻R 1=20Ω,电动机线圈的阻值R 2=10Ω.当开关打开时,电流表的示数是I 0=0.5 A ,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( )A .I=1.5 AB .I <1.5 AC .P=15 WD .P <15 W3.超导材料电阻率恰变为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家发现了临界温度为90 K 的高温超导材料.利用超导材料零电阻的性质,可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4Ω,它供给用电器的电功率为40 kW ,电压为800 V .如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为( )A .1 kWB .1.6×103 kWC .1.6 kWD .10 kW4.如图所示的电路中,L 1、L 2是两个不同的小灯泡,a 、b 间有恒定的电压,它们都正常发光,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,发生的现象是( )A .L 1亮度不变,L 2变暗B .L 1变暗,L 2变亮C .电路消耗的总功率变小D .流过滑动变阻器的电流变小5.如图所示,在输入电压U 恒定的电路上,将用电器L 接在AB 两端时消耗的功率是9 W ,将它接在较远的CD 两端时消耗的功率是4 W ,则AC 、BD 两根输电线上消耗的功率为( ) A .1 W B .2 W C .5 W D .13 W6.实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线,可用下列哪个图象来表示( )7.在“测定金属的电阻率”的实验中,由24d UlIπρ=可知,对实验结果的准确性影响最大的是( )A.导线直径d的测量B.电压U的测量C.电流I的测量D.导线长度l的测量8.在横截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为ρ,电子电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为()A.0 B.Iρe/S C.IS/ρe D.Ie/ρS9.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联的电路中,沿长度方向电势x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则x,y导线的横截面积比为之()A.2∶3 B.1∶3 C.1∶2 D.3∶110.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d1=0.5 mm和d2=1 mm,熔断电流分别为2.0 A和6.0 A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是()A.6.0 A B.7.5 A C.10.0 A D.8.0 A二、填空题11.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性,现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.(1)若用上述器材测量热敏电阻值随温度变化的特性,请你存图中的实物图上连线.(2)实验的主要步骤:①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关;③重复第②步操作若干次,测得多组数据.(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得如图的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻R-t的关系式:R=________+________t(Ω)(保留3位有效数字).12.有一根细长而均匀的金属材料样品,截面为外方(正方形)内圆,如图所示.此金属材料质量约为0.1 kg~0.2 kg,长约为30 cm,电阻约为10Ω.已知这种金属的电阻率为p,密度为 0.因管线内径太小,无法直接测量,请根据下列提供的实验器材,设计一个实验方案测量其内径d。
高考物理一轮复习 课时分层提升练 电流 电阻 电功及电功率
权掇市安稳阳光实验学校电流 电阻 电功及电功率(建议用时45分钟)1.(多选)半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q 。
现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流 ( )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Q 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,将橡胶圆环拉伸,使环半径增大,则电流也将变大D.若使ω、Q 不变,将橡胶圆环拉伸,使环半径增大,则电流将变小【解析】选A 、B 。
环带正电,所以当圆环匀速转动时,等效于一个圆形电流,电流方向即圆环转动方向。
根据I=Qt ,圆环上所有的电荷通过截面的时间为圆环的转动周期,即2πω,所以I=Qω2π,故A 、B 正确。
【补偿训练】(多选)有一横截面积为S 的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q 。
此时电子的定向移动速度为v,在Δt 时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ( ) A.nvS B.nSvΔt C.IΔt qD.IΔt Sq【解析】选B 、C 。
根据电流的定义式可知,在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt,所以在这段时间内通过的自由电子数为N=Q q =IΔtq ,故C 正确,D 错误。
由于自由电子定向移动的速度是v,因此在时间Δt 内,位于以横截面S 、长l =vΔt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)。
这段导线的体积V=S l =SvΔt,所以Δt 内通过横截面S 的自由电子数为N=nV=nSvΔt,故A 错误,B 正确。
2.手机已是我们生活中普遍使用的通信工具,如图所示是一种手机电池外壳上的文字说明,由此可知此电池的电动势和待机状态下的平均工作电流分别是 ( )V,14.66 mA V,700 mA V,14.66 mA V,700 mA【解析】选C 。
高中物理《焦耳定律》新人教版选修3-1
2.如图所示,直流电动机M的电枢电阻一定, 当电源电压U=0.3V时电动机不转动,电流表 的示数为0.3A.当U=2V时,电动机正常运转, 电流表的示数为0.8A. (1)求电动机正常工作时输出的机械功率. (2)如果在电动机正常工作时,转子突然被 卡住,电动机的热功率多大.
(1)0.96 W ,(2)4W(转 子不动时的电动机电路是纯 电阻电路).
小结:
1.电功 W UIt 2.焦耳热 Q I 2 Rt
W 3.电功率 P UI t
Q 4.热功率P I 2 R t
小结:焦耳定律 Q=I2Rt
电功和电热: 1)纯电阻电路中(电路中只含有电阻) W=UIt=I2Rt=Q P电=UI= P热=Q/t=I2R 2)非纯电阻电路中: W=UIt 大于I2Rt=Q; P电=UI 大于P热=Q/t=I2R P电=P热+P其它
2.5《焦耳定律》
当电动车遇到八达岭…… 没辙了! 歇菜了! 烧掉了!
为什么呢?
一、电功和电功率
如图一段电路两端的电压为U,通过的电 流为I,在时间t内通过这段电路任一横截 的电荷量 q It .
则电场力做功 W qU 即: W UIt
1.电功:在一段电路中电场力所做的功,也就 是通常所说的电流所做的功,简称为电功.
(3)单位:在国际单位制中是瓦(W),常 用单位还有毫瓦(mW),千瓦(kW). 1kW=103W=106mW=10-3MW
3.额定功率和实际功率:用电器铭牌上所标 称的功率是额定功率,用电器在实际电压下 工作的功率是实际功率. 用电器只有在额定电压下工作实际功率才 等于额定功率.
几种常见家用电器的额定功率
Q 2 P I R t
纯电阻电路:
电能
高考物理一轮复习成套课时练习 第七章第一单元电流、电阻、电功、电功率课时作业 选修3-1
第七章 第1单元 电流、电阻、电功、电功率[课时作业]一、选择题(本题共9小题,每小题7分,共63分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2010·安庆模拟)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的示图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的 关系曲线,有下列几种说法:①图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系 ②图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系 ③图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系 ④图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系其中正确的是 ( ) A .①② B .②④ C .③④ D .①③解析:金属导体的电阻随温度的升高而增大,半导体材料的电阻随温度的升高而减小,③、④正确,故选C. 答案:C2.如图2所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab =10 cm ,bc =5 cm.当将A 与B 接入电压为U 的电路中时,电流为1 A ;若将C 与D 接入同一电路中,则电流为 ( )A .4 AB .2 A C.12 A D.14A 解析:首先计算出沿A 、B 方向和沿C 、D 方向电阻的比值,再利用欧姆定律求出两种情况下的电流比.设沿A 、B 方向的横截面积为S 1,沿C 、D 方向的横截面积为S 2,则S 1S 2=12,A 、B 接入电路中时的电阻为R 1,C 、D 接入电路中时的电阻为R 2,则有R 1R 2=ρl abS 1ρl bcS 2=41.两种情况下电流之比为I 1I 2=R 2R 1=14,故I 2=4I 1=4 A .选项A 正确. 答案:A3.在如图3所示的电路中,AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝,以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标,各点离A 点的距离x 为横坐标,则U 随x 变化的图线应为图4中的 ( )解析:根据电阻定律,横坐标为x 的点与A 点之间的电阻R =ρxS,这两点间的电压U =IR =I ρx S(I 为电路中的电流,它是一个定值),故U 跟x 成正比例关系,故选A. 答案:A4.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中所提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为 ( )A .6.8 AB .0.15 AC .4.4 AD .0.23 A解析:由P =UI 可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为:I =P U = 1500220A≈6.8 A,故选项A 正确. 答案:A5.(2010·黄山模拟)在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,下列说法正确的是 ( ) A .两个灯泡串联 B .两个灯泡并联C .每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一D .每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一解析:两个灯泡串联,每个灯泡承担的电压为220 V/2=110 V ,低于额定电压,灯泡不易损坏;由P =U 2/R ,U 变为原来的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.故选项A 正确. 答案:A6.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道.当环中电子以光速的110的速度流动而形成的电流是10 mA 时,环中运行的电子数目为(已知光速c =3×108 m/s ,电子电荷量e =1.6×10-19C) ( )A .5×1010B .5×1011C .1×102D .1×104解析:设单位长度上电子数目为n , 则单位长度上电子带的电荷量q ′=net 秒内电子通过的距离x =110×ctt 秒内通过某截面的电荷量q =xq ′=nect /10由I =q t得I =nec10∴n =10I ec环中电子数目N =240n =240×10×10-21.6×10-19×3×108个=5×1011个.B 项正确. 答案:B7.下面列出不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目:根据铭牌上提供的信息,试判断下列说法不.正确的是 ( ) A .正常工作时电风扇中流过的电流最小 B .正常工作时电风扇消耗的电功率最小C .在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电多D .在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电少解析:由P =UI 得空调机的额定功率P 空=1364 W ,所以正常工作时电风扇消耗的电功率最小,电流也最小,故A 、B 均对;由于在24小时内电冰箱的耗电量W =0.8 kW·h,而电风扇的耗电量W =Pt =65×24 W·h=1.56 kW·h,所以C 错,D 对. 答案:C8.(2010·阜阳模拟)小灯泡通电后,其电流I 随所加电压U 变化 的图线如图5所示,P 为图线上一点,PN 为图线的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线,下列说法中正确的是( ) A .随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 1C .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 2-I 1D .对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQON 所围的面积解析:在I -U 图象中,图线上某点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,图象中连线的斜率逐渐减小,电阻应逐渐增大;对应P 点,小灯泡的电压为U 1,电流为I 2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R =U 1I 2;其工作功率为P =U 1I 2,即为图中矩形PQOM 所围的面积,因此本题应选择A 项. 答案:A9.某厂研制的一种节能冰箱,一天的能耗只相当于一个25瓦的灯泡一天工作的能耗,如图6所示为该冰箱内的温 度随时间变化的图象,则该冰箱工作时的功率为( ) A .25 W B .50 W C .75 W D .100 W解析:由冰箱内的温度随时间变化的图象可知,每小时冰箱要启动两次(20~30分钟,50~60分钟),每次工作10分钟,共20分钟,一天工作时间为8小时,则有P ×8=25×24 W,解得P =75 W ,C 项正确. 答案:C二、计算题(本题共3小题,共37分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算 步骤,有数值计算的要注明单位)10.(11分)如图7甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P 、Q 为电极,设a =1 m ,b =0.2 m ,c =0.1 m ,当里面注满某电解液,且P 、Q 加上电压后,其U -I 图线如图乙所示,当U =10 V 时,求电解液的电阻率ρ是多少?解析:由图乙可求得电解液的电阻为R =U I =105×10-3Ω=2000 Ω 由图甲可知电解液长为:l =a =1 m 截面积为:S =bc =0.02 m 2结合电阻定律R =ρl S得ρ=RS l =2000×0.021Ω·m=40 Ω·m.答案:40 Ω·m11.(12分)将电动势为3.0 V 的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V ,当电路中有6 C 的电荷流过时,求:(1)有多少其他形式的能转化为电能; (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能;(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能.解析:(1)W =Eq =3.0×6 J=18 J ,电源中共有18 J 其他形式的能转化为电能. (2)W 1=U 1q =2.4×6 J=14.4 J ,外电路中共有14.4 J 电能转化为其他形式的能. (3)内电压U 2=E -U 1=3.0 V -2.4 V =0.6 V ,所以W 2=U 2q =0.6×6 J=3.6 J ,内电路中共有3.6 J 电能转化为其他形式的能.也可由能量守恒求出:W 2=W -W 1=3.6 J. 答案:(1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J12. (14分)2009年9月12日,在夏季达沃斯论坛举办地大连,河南海奥通公司向人们展示他们生产的具有世界领 先水平的纯电动车,如图8所示,这辆有三十多个座位 的客车的动力装置的一套电池能反复充电1200多次; 每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让客车一次性跑 500 km ,客车时速最高可达180 km.如果客车总质量为9×103kg.当它在某城市快速公交路面上以v =90 km/h 的速度匀速行驶时,驱动 电机的输入电流I =150 A ,电压U =300 V .在此行驶状态下(取g =10 m/s 2),求: (1)驱动电机的输入功率P 电;(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P 机,求汽车所受阻力的大小;(3)如果当它在某城市快速公交路面上以v =90 km/h 的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是多少?解析:(1)驱动电机的输入功率P 电=IU =150×300 W=4.5×104W. (2)在匀速行驶时P 机=0.8P 电=Fv =F f vF f =0.8P 电v=1440 N.(3)汽车所受阻力不变,可认为做匀减速运动,根据牛顿第二定律:a =F f m =14409×103 m/s 2=0.16 m/s 2又因为v =at 所以t =v a≈156 s.答案:(1)4.5×104W (2)1440 N (3)156 s。
2021年高考物理一轮总复习 实验、探究 决定导线电阻的因素课时作业 新人教版选修3-1
年高考物理一轮总复习实验、探究决定导线电阻的因素课时作业新人教版选修3-11.(1)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图a 所示,读数为________mm.(2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图b所示,读数为________cm.ab第1题图2.在“测定金属的电阻率”的实验中,为了安全、准确、方便地完成实验:(1)除电源(电动势为4V,内阻很小)、电压表V(量程3V,内阻约3kΩ),待测电阻丝(约3Ω)、导线、开关外,电流表应选用____________,滑动变阻器应选用____________(选填下列器材的字母符号).电流表A1(量程600mA,内阻约1Ω)电流表A2(量程3A,内阻约0.02Ω)滑动变阻器R1(总阻值10Ω)滑动变阻器R2(总阻值100Ω)第2题图(2)若用如图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的____________点相连(选填“a”或“b”).若某次测量中,金属丝的长度为l,直径为D,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、l、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ=____________ .3.某学习小组的同学欲测出一只有刻度无示数的电流表的内阻和满偏电流.①他们先用欧姆表“×10”档粗测电流表内阻,指针稳定时如图所示,其示数为____________Ω(保留两位有效数字).②接着他们利用下列器材进行测量.要求:测量精度尽可能高,电表读数变化范围尽可能大,滑动变阻器调节范围尽量大.第3题图待测电流表A1:量程1mA左右,共有N格.电流表A2:量程10mA,内阻r2=10 Ω;电流表A3:量程10mA,内阻9 Ω左右;滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω,额定电流2A;定值电阻R2:阻值R2=120 Ω;电池组E:电动势约为5V,内阻约1Ω;开关S一个,导线若干.a.在答题卡对应位置的方框内画出你帮他们设计的电路图并标明所选器材的代码;b.若A2、A3的示数分别为I2、I3、电流表A1偏转了N1格,则A1表的内阻为__________,满偏电流为__________.(结果用I2、I3、N1、N、r2表示).4.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约4-5Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的试管中,管内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯、电源(3V,内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、电键、导线若干.(1)为测量误差尽可能小,某同学设计了如下电路图,请根据电路图把实物图用连线代替导线连好.第4题图(2)简要写出完成接线后的主要实验步骤a、往保温杯中加入热水,稍等读出温度值.b、__________________________________c、重复a、b测出不同温度下的数据.d、__________________________________5.在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻R x约为5 Ω.实验室备有下列实验器材A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ)B.电压表V2(量程15 V,内阻约为75 kΩ)C.电流表A1(量程3 A,内阻约为0.2 Ω)D.电流表A2(量程600 mA,内阻约为1 Ω)E.变阻器R1(0~100 Ω, 0.3 A)F.变阻器R2(0~2 000 Ω, 0.1 A)G.电池E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)H.开关S,导线若干(1)为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有__________________.(2)为减小实验误差,应选用下图中________(填“a”或“b”)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把实物图乙用导线连接起来.乙丙第5题图(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635 mm,两电表的示数分别如图丙所示,则电阻值为________Ω,电阻率为________.甲6.有一根长陶瓷管,其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图甲所示.用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度.乙第6题图某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻厚度d的实验.A.米尺(最小分度为mm);B.游标卡尺(游标为20分度);C.电流表A1(量程0~5mA,内阻约10Ω);D.电流表A2(量程0~100mA,内阻约0.6Ω);E.电压表V1(量程5V,内阻约5kΩ);F.电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ)G.滑动变阻器R1(阻值范围0~10Ω,额定电流1.5A);H.滑动变阻器R2(阻值范围0~100Ω,额定电流1A);I.电源E(电动势6V,内阻可不计);J.开关一个,导线若干.(1)他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l=10.00cm,用20分度游标卡尺测量该陶瓷管的外径,其示数如图乙所示,该陶瓷管的外径D=________cm.(2)为了比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选择电流表________,电压表________,滑动变阻器________.(填写器材前面的字母代号)(3)画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图.(4)若电压表的读数为U,电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为ρ,计算电阻膜厚度d的数学表达式为:d=________(用已知量的符号表示).7.某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示.读得直径d=__________mm.(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:电阻R(Ω)121.050.023.910.0 3.1导线直径d(mm)0.8010.999 1.201 1.494 1.998导线截面积S(mm2)0.5040.784 1.133 1.753 3.135第7题图请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.__________(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为 3.1 Ω的导线长度l=______m(结果保留两位有效数字)..课时作业(三十) 实验、探究:决定导线电阻的因素 1.0.617mm 0.675mm 【解析】(1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm ,固定刻度读数为0.5 mm ,可动刻度读数为11.7 mm ,结果为d =0.5 mm +11.7×0.01 mm =0.617 mm. (2)20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm.游标尺上第15格与主尺刻度对齐,主尺读数为6 mm.故结果d =6 mm +15×0.05 mm =0.675cm2.(1)A 1 R 1 (2)b πUD 24Il 【解析】 (1)电路中最大电流值为I m =4v 3Ω=43A ,刚达到电流表A 2的13左右,故电流表应选用A 1;为了便于控制,滑动变阻器应选用R 1,(2)由于电阻丝的阻值较小,因此电流表应采用外接法,即电压表的左端应与电路中的b 点相连;由R =U I 和R =ρl S 得,ρ=πUD 24Il. 3.①70 ②a.电路见图 b.I 2r 2I 3-I 2 N (I 3-I 2)N 1【解析】 ①根据欧姆表读数规则,示数为7×10Ω=70Ω.②根据伏安法测电阻原理,把内阻已知的电流表A 2作为电压表使用,电路中串联电流表A 2,测量出干路电流,计算出电流表A 2中电流.由I 1r =(I 0-I 2)r ,解得A 2表的内阻为r =I 2r 2I 3-I 2 由(I 2-I 0)/N 2=I/N 解得满偏电流为I =N (I 3-I 2)N 1. 第3题图第4题图4.(1)实物图连线如图 (2)b.调节滑动变阻器,快速读出电压表及电流表的读数.d 、绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线 【解析】 读出温度值后,要调节滑动变阻器,快速读出电压表及电流表的读数.重复a 、b 测出不同温度下的数据.绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线.5.(1)ADEGH (2)b 实物连接如图所示(3)2.4 1.27×10-6Ω·m第5题图【解析】 (1)略.(2)由于R x 阻值较小,应采用电流表外接法.(3)U =1.20V I =0.50A所以R x =U I =2.4Ω 由R x =ρL π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22,得ρ=1.27×10-6Ω·m. 6.(1)1.340cm (2)C E G (3)如图所示 (4)d =ρlI πDU 【解析】 (1)该陶瓷管的外径D =13mm +8×120第6题图mm =13.40mm =1.340cm.(2)电源电动势为6V ,电压表选择选项E :流过电阻膜的最大电流约为6V/1k Ω=6mA ,电流表选择选项C ,即“电流表A 1(量程0~5mA ,内阻约10Ω)”,因为另一电流表的量程太大,指针偏转太小,测量误差太大;两个滑动变阻器的最大阻值都远小于待测电阻膜的阻值,所以只能采用分压接法,而采用分压接法时要选择小阻值滑动变阻器,所以滑动变阻器选择选项G.(3)因为待测电阻膜的阻值太大,所以电流表要内接;滑动变阻器采用分压接法.实验电路图如图所示.(4)根据R =U/I ,R =ρ1S ,S =πDd 可得,电阻膜厚度d =ρlI πDU. 7.(1)1.200 (2)不满足,R 与S 2成反比 (3)19 【解析】 (2)猜测计算如下表 R(Ω)121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 S(mm 2)0.504 0.784 1.133 1.753 3.135可见,R 与S 应满足RS =常量(或R 与S 成反比).(3) ρ=5.1×10-7Ω·m R =3.1Ω S =3.135(mm)2由电阻定律R =ρl S 得l =RS ρ=3.1×3.135×10-65.1×10-7 m =19.06m ≈19m.。
2021《复习方略》高中物理(沪科版)一轮复习课时提升作业选修3-1 7.2电路 电路的基本规律
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课时提升作业(二十二)电路电路的基本规律素能全练(建议:20分钟50分)选择题(本题共8小题,1~6题每小题6分,7、8题每小题7分,共50分。
多选题已在题号后标出)1.一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和内阻r为( )A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2ΩC.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω2.(2022·甘肃省甘谷质检)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关后,滑动变阻器滑片P向左移动。
下列结论正确的是( )A.电流表读数变小,电压表读数变大B.小灯泡L变亮C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变大3.(2022·营口模拟)如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的状况,下列说法正确的是( ) A.阴影部分的面积表示电源输出功率B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C.当满足α=β时,电源效率最高D.当满足α=β时,电源效率小于50%4.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。
当R2的滑动触头在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。
现将R2的滑动触头向b端移动,则三个电表示数的变化状况是( )A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小5.(2022·西安模拟)某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10(24 V 200 W)和10个相同的指示灯X1~X10(220 V 2 W),将其连接在220V沟通电源上,电路图如图所示。
【与名师对话】高考物理总复习 第1讲 电流 电阻 电功和电功率 新人教版选修31PPT课件
(对应学生用书 P133)
1.R=ρSl 是电阻的决定式,对同一段导体,往往 l 与 S 是相 关联变化的,分析求解时应全面考虑.
2.要根据电流正确判断l、S,沿电流方向导体的长度 为l,垂直于电流方向的截面积才是S.
3.电阻定律中涉及的l、S可以与实际问题巧妙地结合 起来,解题时要能正确分析.
2.电功率 (1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢 . (2)公式:P=Wt = UI . 3.焦耳定律 (1)电热:电流流过一段导体时产生的 热量 . (2)计算式:Q= I2Rt .
(1)电功与电热的比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
电动机、电风扇、电解槽 常见电器 白炽灯、电烙铁、电炉等
思考 有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗?在非 纯电阻电路中欧姆定律是否成立?
[提示] 不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路, 当电动机不转动时,仍为纯电组电路,欧姆定律仍适用,电能 全部转化为内能.只有在电动机转动时才为非纯电阻电路, U>IR,欧姆定律不能适用,此时大部分电能转化为机械能.
(2)定义式和决定式的比较
公式
R=UI
R=ρSl
电阻的定义式
①电阻的决定式.
②电阻定律的表达式.
不 仅提供了一种测定电阻的方法,并 指明了电阻的决定因素
同 不能说明电阻 R 由 U 或 I 决定
点
适用于粗细均匀的金属
适用于计算纯电阻电路的电阻
导体和浓度均匀的电解
液
相同 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)
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【红对勾】高考物理一轮复习 课时作业21 电流 电阻 电功 电功率(含解析)
课时作业21 电流 电阻 电功 电功率时间:45分钟一、单项选择题1.如图所示,a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )A .a 代表的电阻丝较粗B .b 代表的电阻丝较粗C .a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D .图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比解析:b 图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律,R =ρlS,b 代表的电阻丝粗,选项B 正确,A 、C 错误;电阻是导体本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项D 错误.答案:B2.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中所提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时通过电热水器的电流约为( )C .4.4 AD .0.23 A解析:由P =UI 可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为:I =P U =1 500220A≈6.8 A,故选项A 正确.答案:A3.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C ,消耗的电能为0.9J .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( )A .3 V 1.8 JB .3 V 3.6 JC .6 V 1.8 JD .6 V 3.6 J解析:设两次加在电阻R 上的电压分别为U 1和U 2,通电的时间都为t .由公式W 1=U 1q 1和W 1=U 21R t 可得: U 1=3 V ,t R =0.1.再由W 2=U 2q 2和W 2=U 22Rt 可得:U 2=6 V ,W 2=3.6 J ,故D 正确.答案:D4.两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 1B .1 2C .61D .16解析:两导线串联,电流相等,I 1=I 2,从两段图线上截取相同的电压,U 1=U 2,保证电阻是相等的,此时长度之比,即为L 1L 2=12,由电阻定律知,横截面积之比等于长度之比,即S 1S 2=12,B 正确,A 、C 、D 错误.答案:B5.如图甲所示,在材质均匀的圆形薄电阻片上,挖出一个偏心小圆孔.在彼此垂直的直径AB 和CD 两端引出四个电极A 、B 、C 、D .先后分别将A 、B 或C 、D 接在电压恒为U 的电路上,如图乙、丙所示.比较两种接法中电阻片的热功率大小,应有( )A .两种接法电阻片热功率一样大B.接在AB两端电阻片热功率大C.接在CD两端电阻片热功率大D.无法比较解析:可以设想将电阻片沿AB、CD直径分为四部分,AC、AD部分电阻大于BC、BD部分电阻.接在AB两端可视为AD与BD串联,AC与BC串联,然后并联;接在CD两端可视为AC 与AD串联,BC与BD串联,然后并联;由串联、并联电路知识可知,接在CD两端电阻小,接在CD两端电阻片热功率大,C正确.答案:C二、多项选择题6.某导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω解析:根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为R A=30.1Ω=30 Ω,R B=60.15Ω=40 Ω,所以ΔR=R B-R A=10 Ω,B、D正确,A、C错误.答案:BD7.一台直流电动机的电阻为R,额定电压为U,额定电流为I,当其正常工作时,下述正确的是( )A.电动机所消耗的电功率为I2RB.t s内所产生的电热为UItC.t s内所产生的电热为I2RtD.t s内输出的机械能为(U-IR)It解析:电动机的消耗电功率为UI,A错误;t s内产生的电热为I2Rt,B错误,C正确;t s内输出的机械能为UIt-I2Rt,D正确.8.一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端的电压U 的关系图象如图甲所示,将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 0的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2,它们之间的大小关系为( )A .P 1=4P 2B .P D <P 2C .P 1<4P 2D .P D >P 2解析:当三个电阻并联接到电压为U 0的电源上时,消耗的功率都是P ,说明此时三个电阻的阻值相等,因此两个定值电阻R 1=R 2,有P =U 20R 1.若将它们连接成如题图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,则R 2与D 并联的阻值小于电阻R 1,所以R 1两端电压U 1>12U 0,D 与R 2两端电压U 2<12U 0,由D 的I -U 图象可知,电压越小D 的电阻越大,所以此时R D >R 2.设题图丙中总电流为I ,则流过R 2的电流I 2>12I ,由P =I 2R 得P 1<4P 2,A 错误,C 正确;I D <12I <I 2,由P=U 2R得P D <P 2,B 正确,D 错误. 答案:BC 三、非选择题9.四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一.某地要把河水抽高20 m ,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V ,此时输入电动机的电功率为19 kW ,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103kg/m 3,重力加速度取10 m/s 2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度). 解析:(1)设电动机的电功率为P ,则P =UI ① 设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ,则代入数据解得P r=1×103 W③(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t.抽水高度为h,蓄水池容积为V,水的密度为ρ,则M=ρV④设质量为M的河水增加的重力势能为ΔE p,则ΔE p=Mgh⑤设电动机的输出功率为P0,则P0=P-P r⑥根据能量守恒定律得P0t×60%×80%=ΔE p⑦代入数据解得t=2×104 s⑧答案:(1)1×103 W (2)2×104 s10.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg.当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,蓄电池的输出电流I=50 A,输出电压U=200 V.在此行驶状态下,该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机.(g 取10 m/s2)(1)求汽车所受阻力;(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示,其中R1=0.1 Ω,R2=1 950 Ω,求电动机M的热功率.解析:(1)蓄电池输出功率P=UI=200×50 W=104 W.90%P=Fv,解得:汽车所受阻力F=900 N.(2)电动机M两端电压U′=U-IR1=195 V.R2中电流I2=U′/R2=0.1 A,电动机输入电流I′=I-I2=49.9 A.电动机输入功率P=U′I′=9 730.5 W,输出功率P出=90%P=9 000 W.电动机M的热功率P热=P-P出=730.5 W.答案:(1)900 N (2)730.5 W11.有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况,如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10 cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=100 V,I=100 mA.(1)求:该钻孔的深度;(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200 V、内阻为100 Ω的电源相连,通电10 min,当截取的圆柱体长度为多少时,盐水产生的热量最多,最多为多少?解析:(1)盐水电阻R=U/I=1 000 Ω.由电阻定律R=ρh/S,S=πr2=3.14×10-2m2.解得h=100 m.(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,盐水产生热量最多.电源内阻r =100 Ω,则截取的圆柱体内阻也应该等于R′=100 Ω,圆柱体长度L=R′S/ρ=10 m.圆柱体与电源组成闭合电路,电流I′=E/(r+R′)=1 A热量最多为Q=I′2R′t=6×104 J.答案:(1)100 m (2)10 m 6×104 J。
高中物理 1_1 电荷及其守恒定律课时作业 新人教版选修3-1
1.电荷及其守恒定律1.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( )A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 CC.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C解析:元电荷e=1.60×10-19C,带电微粒所带电荷量必须是元电荷的整数倍,选项A中的电荷量不是e的整数倍,故选A项.答案: A2.电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为( )A.这是灰尘的自然堆积B.玻璃有极强的吸附灰尘的能力C.电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘D.电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘解析:该现象是一种静电现象,即电视机在工作的时候,屏幕表面由于有静电而吸附轻小物体灰尘,即D选项正确.答案: D3.一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上净电荷几乎不存在.这说明( )A.小球上原有的负电荷逐渐消失了B.在此现象中,电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律解析:绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界,只是小球上电荷量减少,但是这些电子并没消失,故A、B错,C对;就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷的总量仍保持不变,故D正确.答案:CD4.把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离,发现两球之间相互排斥,则这两个金属小球原来的带电情况不可能是( )A.两球原来带有等量异种电荷B.两球原来带有同种电荷C.两球原来带有不等量异种电荷D.两球中原来只有一个带电解析:当带有等量异种电荷时,两者接触,发生中和,之后两者无作用力,故A不可能;B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷,相互排斥.答案: A5.用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示,由此对摩擦起电的说法正确的是( )A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等D.同一物体与不同种类物体摩擦,该物体的带电荷种类可能不同解析:两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小,A错.由于摩擦起电的实质是电子的得失,两物体带电种类一定不同,数量相等,B错、C对.由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦,带电种类可能不同,D对.答案:CD6.如图所示,在真空中把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近.关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中正确的是( )A.两端的感应电荷越来越多B.两端的感应电荷是同种电荷C.两端的感应电荷是异种电荷D.两端的感应电荷电荷量相等解析:绝缘导体内有大量可自由移动的电子,当它慢慢靠近带负电的球P时,由于同种电荷相互排斥,绝缘导体上靠近P的一端因电子被排斥到远端而带上正电荷,远离P的一端带上了等量的负电荷.绝缘导体离P球越近,电子被排斥得越多,感应电荷越多.故B 错误,A、C、D正确.答案:ACD7.下图是伏打起电盘示意图,其起电原理是( )A.摩擦起电B.感应起电C.接触起电D.以上三种方式都不是解析:导电平板靠近带电绝缘板并接地时,导体与大地发生静电感应,使导电平板带上负电荷,故选项B正确.答案: B8.M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电1.6×10-10C,下列判断正确的有( )A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从M转移到NC.N在摩擦后一定带负电1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子解析:M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”(没有中和完的电荷),也就是没有得失电子.但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数),所以选项A错误.M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,选项B 正确.根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷量仍应为0,选项C正确.电子带电荷量为1.6×10-19 C,摩擦后M带正电荷1.6×10-10 C,由于M带电荷量应是电子电荷量的整数倍,即知M失去109个电子,选项D 错误.答案:BC9.绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜;在a近旁放一绝缘金属球b.开始时,a、b都不带电,如图所示.现使b带电,则( )A.b将吸引a,吸住后不放开B .b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开C .a 、b 之间不发生相互作用D .b 立即把a 排斥开 解析:答案: B10.如图所示,不带电的枕形导体的A 、B 两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A 端靠近一带电导体C 时( )A .A 端金箔张开,B 端金箔闭合B .用手触摸枕形导体后,A 端金箔仍张开,B 端金箔闭合C .用手触摸枕形导体后,将手和C 都移走,两对金箔均张开D .选项A 中两对金箔分别带异种电荷,选项C 中两对金箔带同种电荷解析: 根据静电感应现象,带正电的导体C 放在枕形导体附近,在A 端出现了负电,在B 端出现了正电,金箔上各带同种电荷相斥而张开,选项A 错误;用手摸枕形导体后,B 端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样B 端不再有电荷,金箔闭合,选项B 正确;用手触摸导体时,只有A 端带负电,将手和C 移走后,不再有静电感应,A 端所带负电便分布在枕形导体上,A 、B 端均带有负电,两对金箔均张开,选项C 正确.由以上分析看出,选项D 正确.答案: BCD11.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,甲、乙两个导体球开始时互相接触且对地绝缘.下述几种方法中能使两球都带电的是( )A .先把两球分开,再移走棒B .先移走棒,再把两球分开C .先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开D .棒的电荷量不变,两导体球不能带电解析: 感应起电应遵从以下几个步骤:(1)两导体彼此接触;(2)带电体移近两导体;(3)先分开两导体,再移走带电体.由此可知,A 项可以使物体带电;带电体与非带电体接触,电荷发生转移,使物体带电,C 项可以使物体带电.故正确答案为AC.答案: AC12.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电荷量为23e ,d 夸克带电荷量为-13e ,e 为元电荷.下列论断可能正确的是( )A .质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B .质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C .质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D .质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 解析:质子→电荷量Q =e →2×23e +1× 1-13e =e →构成:2个u 夸克、1个d 夸克 中子→电荷量Q =0→1×23e +2× -13e =0→构成:1个u 夸克、2个d 夸克 答案: B 13.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C 是后来靠近的带正电的导体球.若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A 、B 两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A 、Q B ,则下列结论正确的有( )A .沿虚线d 切开,A 带负电,B 带正电,且Q A >Q BB .只有沿虚线b 切开,才有A 带正电,B 带负电,且Q A =Q BC .沿虚线a 切开,A 带正电,B 带负电,且Q A <Q BD .沿任意一条虚线切开,都有A 带正电,B 带负电,而Q A 、Q B 的值与所切的位置有关 解析: 静电感应使得A 带正电,B 带负电.导体原来不带电,只是在带正电的导体球C 静电感应的作用下,导体中的自由电子向B 部分转移,使B 部分带了多余的电子而带负电,A 部分少了电子而带正电.根据电荷守恒定律,A 部分移走的电子数目和B 部分多余的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,但由于电荷之间的作用力与距离有关,自由电子在不同位置所受C 的作用力的强弱是不同的,这样导致电子在导体上的分布不均匀,越靠近右端负电荷密度越大,越靠近左端正电荷密度越大,所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A 、Q B 是不同的,故只有D 正确.答案: D 14.如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒钟有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12C 的电荷量,求:(1)金属瓶上收集到多少个电子; (2)实验的时间.解析: (1)因每个电子带电荷量为-1.6×10-19 C ,金属瓶上带有-8×10-12C 的电荷量,所以金属瓶上收集到的电子个数n =-8×10-12-1.6×10-19个=5×107个.(2)实验的时间t =5×107104 s =5×103s答案: (1)5×107个 (2)5×103s。
2021年高考物理一轮复习 7.1电流电阻电功及电功率课时提升作业 沪科版选修3-1
2021年高考物理一轮复习 7.1电流电阻电功及电功率课时提升作业沪科版选修3-1一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。
多选题已在题号后标出)1.(多选)下列说法中正确的是( )A.由R=可知,电阻与电压、电流都有关系B.由R=ρ可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系C.金属的电阻率随温度的升高而减小D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零2.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,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.甲、乙两导体的电流相同B.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3.(xx·黄山模拟)铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n个自由电子,今有一根横截面积为S 的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为( )A.光速cB.C. D.4.如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电动机内阻为R 1。
当开关闭合,电动机正常工作时,滑动变阻器接入电路中的电阻为R2,电动机两端的电压为U,通过电动机的电流为I。
电动机输出的机械功率P等于( )A.UIB.I2R1C.UI-I2R1D.U5.(xx·湖北武汉调研)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。
当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。
已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为 1 000 W。
关于该电吹风,下列说法正确的是( )A.电热丝的电阻为55ΩB.电动机的电阻为ΩC.当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 JD.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J二、计算题(本题15分。
2013届高考物理一轮复习课件:7.1电流、电阻、电功及电功率(人教版选修3-1)
变为原来的 2 倍,由 R=ρSl 求出其电阻,便可得到比值.
l R1=ρSl11=ρ4Sl=16R,R2=ρSl22=ρ22S=R4 .
4
则后来两导线的电阻之比 R1∶R2=64∶1.
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【答案】 64∶1
第七章 恒定电流
【即时巩固 2】 一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直
径是 d,电阻为 R.把它拉长成直径为1d0的均匀细丝后,它的
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第七章 恒定电流
近年来高考考查的侧重点往往是结合生活实际,综合 应用欧姆定律、功率公式和能量守恒定律来解决问题.
常考的知识点有电阻串(并)联规律、部分电路欧姆定 律、闭合电路欧姆定律、温度对电阻率的影响、电路的动态 过程分析及故障判断等.
这章知识单独出的计算题很少,主要以选择题的形式 出现.当然重点是对实验的考查.本章知识还经常与后面的 电磁感应相结合,出综合性的题目.
(3)对于非纯电阻电路,欧姆定律不再成立.
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第七章 恒定电流
【案例3】 有一个小型直流电动机,把它接入电压为 U1=0.2 V的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流 是I1=0.4 A;若把电动机接入U2=2.0 V的电路中,电动机正 常工作,工作电流是I2=1.0 A.求电动机正常工作时的输出 功率多大?如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,此 时电动机的发热功率是多大?
总之,从能量的转化与守恒可以看出,电功是转化为 其他各种形式能量的电能总和,而电热仅是转化为内能的电 能,可见二者不同.
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第七章 恒定电流
【技巧提示】 (1)在纯电阻电路中,电功等于电热,电 功率可以用 P=I2R,P=UR2计算.
最新-2018版物理一轮复习 71 电流、电阻、电功与电功
第1节电流、电阻、电功和电功率【高考目标导航】【考纲知识梳理】一.电流1定义:电荷的定向移动形成电流。
2电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极)。
3电流强度:(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t 。
(2)在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A,1μA=10-6A。
(3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和。
二.电阻1定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。
2定义式:R=U/I,单位:Ω3电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关。
4电阻定律(1)内容:温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。
(2)公式:R=ρL/S 。
(3)适用条件:粗细均匀的导线;浓度均匀的电解液。
5电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用。
(1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜)。
(2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性。
(3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,处于这种状态的物体叫超导体。
三、电动势1、定义:在电源内部,非静电力所做的功W 与被移送的电荷q 的比值叫电源的电动势。
2、定义式:E=W/q3、单位:伏(V )4、物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C 电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
四、欧姆定律1、内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比2、公式:R U I =或IUR = 3、适用条件:金属导体,电解质溶液,不适用于空气导体和某些半导体器件. 4、伏安特性曲线:(1)导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线。
高考物理总复习 第七章 第一讲 电流 电阻 电功和电功率课件 新人教版选修31
[思路诱导] 解题的关键是要正确理解和应用电灯的伏安特性曲线, 闭合电路欧姆定律对应的某一情况下的I-U关系图线以及两者交点的物 理意义.
[尝试解答] (1)三个灯串联时,每个灯的电压为 4 V 由图象知,当灯泡两端的电压为 4 V 时,灯泡的电流为 0.4 A.
4.热功率:单位时间内的发热量,表达式为:P=Qt =I2R.
问题探究2 有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗?在非纯电阻 电路中欧姆定律是否成立?
[提示] 不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,当电动 机不转动时,仍为纯电组电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内 能.只有在电动机转动时才为非纯电阻电路,U>IR,欧姆定律不能适 用,此时大部分电能转化为机械能.
要点三 电功与电热的关系 1.电功是电能转化为其他形式能量的量度. 电热是电能转化为内能 的量度. 计算电功时用公式 W=IUt,计算电热时用公式 Q=I2Rt. 2.从能量转化的角度看,电功与电热间的数量关系是:W≥Q,即 UIt≥I2Rt.具体地说: (1)纯电阻电路 计算电功、电热可选用下列公式中任一形式: W=Q=Pt=UIt=I2Rt=UR2t.
为 I=vttq=vq,故 A 正确.
[答案] A
要点二 对电阻、电阻率的理解 1.R=U/I与R=ρl/S的比较
R=UI
R=ρSl
R=UI 是电阻的定义式,其电 阻并不随电压、电流的变化而
R=ρSl 是电阻的决定式,其电
阻的大小由导体的材料、横截
变化,只是可由该式算出电路
面积、长度共同决定
中的电阻
高考物理人教选修3-1 7.1《电流、电阻、电功及电功率》课后限时作业
课后限时作业(二十七)(时间:45分钟 满分:60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝,下列说法中正确的是 ( ) A.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10 R B.常温下,若将金属丝从中点对折起来,电阻变为41R C.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0,则任一状态下的IU比值不变 D.把金属丝温度降低到绝对零度附近,电阻率会突然变为零2.一个标有“220 V ,60 W ”的白炽灯泡两端加上的电压由零逐渐增大到220 V.在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示.下图中肯定不符合实际的是 ( )3.一台直流电动机电枢线圈的电阻是R ,其额定电压是U ,额定功率是P.那么,正常工作的电流 ( )A.等于U P ,且大于R U B.等于U P ,且小于R U C.等于U P ,也等于R U D.不等于R U ,但等于RU4.夏天,空调器正常工作时,制冷状态与送风状态交替运行,一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示,此空调运转1小时用电 ( )5.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V.重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V.则这台电动机正常运转时输出功率为()A.32 WB.44 WC.47 WD.48 W二、非选择题(共35分)6.(10分)某电解池中,若2 s内各有1.0×1019个2价正离子和2.0×1019个1价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是多少?7.(12分)如图所示,相距40 km的A、B两地架设有两条输电线,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,电流表示数为40 mA,求发生短路处距A有多远.8.(13分)质量为M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力F2恒为车和人总重量的k=0.02倍,g取10 m/s2,求:(1)此车电动机在额定电压下正常工作的效率.(2)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度.(3)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下,当车速为v1=1.0 m/s,此时人骑车的最大加速度.【答案】(1) 85.7% (2)6 m/s (3)1 m/s2。
2019版高中物理《复习方略》教科版 课时提升作业(二十一) 选修3-1 第七章 第1讲电流 电阻 电功及电功率
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课时提升作业(二十一) (40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
多选题已在题号后标出,选不全得4分)1.(2018·苏州模拟)一台电动机,额定电压是100 V ,电阻是1 Ω。
正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机因发热损失的功率为( ) A.500 WB.25 WC.1 000 WD.475 W2.(多选)(2018·梅州模拟)下列说法中正确的是( ) A.由UR I=可知,电阻与电压、电流都有关系 B.由R S=ρl可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系 C.金属的电阻率随温度的升高而减小D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零3.(2018·泰州模拟)一导体的伏安特性曲线如图AB 段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( ) A.B 点的电阻为12 Ω B.B 点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω4.(2018·广州模拟)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,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.甲、乙两导体的电流相同 B.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.I 2RB.2U RC.UID.UI-I 2R6.(2018·泰安模拟)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 ”。
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2014届高考物理一轮课时提升作业:选修3-)(40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题至少一个答案正确,选不全得4分)1.(2013·苏州模拟)一台电动机,额定电压是100 V ,电阻是1 Ω。
正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机因发热损失的功率为( )A.500 WB.25 WC.1 000 WD.475 W2.(2013·梅州模拟)下列说法中正确的是( )A.由U R I =可知,电阻与电压、电流都有关系 B.由R S =ρl 可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系 C.金属的电阻率随温度的升高而减小D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零3.(2013·泰州模拟)一导体的伏安特性曲线如图AB 段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A.B 点的电阻为12 ΩB.B 点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω4.(2013·广州模拟)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,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.甲、乙两导体的电流相同B.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.I 2RB.2U R C.UI D.UI-I 2R6.(2013·泰安模拟)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B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多7.(2013·温州模拟)电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图所示),下列说法正确的是( )A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B.开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C.开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D.开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变8.(2013·东莞模拟)把两根同种材料做成的电阻丝,分别接在两个电路中,甲电阻丝长为l,直径为d,乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压应满足( )9.(2013·杭州模拟)关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是( )A.把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B.由ρ=RSl可知,ρ∝R,ρ∝1lC.材料的电阻率随温度的升高而增大D.对某一确定的导体,当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它的电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大10.如图所示,用输出电压为1.4 V,输出电流为 100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电。
下列说法正确的是( )A.电能转化为化学能的功率为0.12 WB.充电器输出的电功率为0.14 WC.充电时,电池消耗的热功率为0.02 WD.充电器把0.12 J的电能储蓄在电池内二、计算题(本大题共2小题,共30分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(能力挑战题)(15分)用一个额定电压为12 V的灯泡做实验,测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图像如图所示。
(1)在正常发光条件下,灯泡的电功率为多大?(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比,室温为T=300 K, 求正常发光条件下灯丝的温度。
(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V 电压上,要使灯泡能正常发光,串联的电阻为多大?(4)当合上开关后,需要0.5 s 灯泡才能达到正常亮度,为什么这时电流比开始时小?计算电流的最大值。
12.(2013·济南模拟)(15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r A =2 Ω,当S 1闭合、S 2、S 3断开时,电流表A 示数为6 A ;当S 2闭合、S 1、S 3断开时,A 示数为5 A ,且电动机输出功率为35 W ;当S 3闭合、S 1、S 2断开时,A 示数为4 A 。
求:(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?(2)电动机的内阻是多少?(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?答案解析1.【解析】选B 。
电动机的发热功率应为P=I 2r=52×1 W=25 W,B 正确。
2.【解析】选B 、D 。
R=U I 是电阻的定义式,R 与电压和电流无关,故A 错误;R=Sρl 是电阻的决定式,横截面积一定,电阻与导体的长度成正比,长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,故B 正确;金属的电阻率随温度的升高而增大,故C 错误;当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象,此时的导体叫超导体,故D 正确。
3.【解析】选B 。
导体的电阻表达式为R=U I ,结合图像,可得R A =131.010-Ω⨯ = 30 Ω,R B =161.510-⨯ Ω=40 Ω,故A 错误,B 正确;电阻改变量为R B -R A =10 Ω,故C 、D 错误。
【变式备选】如图所示,厚薄均匀的长方体金属片,边长ab =10 cm ,bc=5 cm ,当A 与B 间接入的电压为U 时,电流为1 A ,当C 与D 间接入的电压为U 时,其电流为( )A.4 AB.2 AC.0.5 A A【解析】选A。
设长方体金属片的厚度为l,则当AB接入电压U时,电阻R AB=abbcρ;lCD接入电压U时的电阻R CD=bcabρ,l故R AB∶R CD=(ab)2∶(bc)2=4∶1,根据欧姆定律I=UR得,I AB∶I CD=R CD∶R AB=1∶4,即I CD=4 A,选项A正确。
4.【解析】选B。
由I=qt∆∆可知,I乙=2I甲,B正确,A错误;由I=nvSq可知,同种金属材料制成的导体,n相同,因S甲=2S乙,故有v甲∶v乙=1∶4,C、D均错误。
5.【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)方框中未知电路可能是纯电阻电路,也可能是非纯电阻电路。
(2)只有纯电阻电路,P=I2R和P=2UR才能适用,而P=UI对任何电路都适用。
【解析】选C。
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;只有电路为纯电阻电路时,才有P=UI=I2R=2UR,故A、B错误;而UI-I2R为电能转化为其他形式能量的功率,故D错误。
6.【解析】选B。
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),故只有B正确。
7.【解析】选A。
开关接通时,灯泡被短路,灯泡熄灭,电路的总电阻变小,电路的总功率变大,电烙铁的功率变大,A正确,B、C、D错误。
8.【解析】选C。
根据电阻定律22U U2R R P PS S R R=ρ=ρ==甲乙甲乙甲乙甲乙甲乙,,,,l l若使P甲=P乙,即222222d()U U R UU22,2R R U R Udρπ=====ρπ甲甲甲甲乙甲乙乙乙乙,ll所以选项C是正确的。
9.【解析】选D。
导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,但并不都是随温度的升高而增大,则A、B、C错;若导体温度升高时,电阻增大,又不考虑体积和形状的变化,其原因就是电阻率随温度的升高而增大,则D选项正确。
10.【解析】选A、B、C。
充电器对电池的充电功率为P总=UI=0.14 W,电池充电时的热功率为P热=I2r=0.02 W,所以转化为化学能的功率为P化=P总-P热= 0.12 W,但0.12 W≠0.12 J,故A 、B 、C 正确,D 错误。
11.【解题指南】审题时要特别关注:(1)正常发光条件下的电压与电阻。
(2)室温与灯泡没加电压的对应关系。
(3)刚合上开关灯泡温度与电阻与达到正常亮度时电流比较。
【解析】(1)由题图知,正常发光时R=8 Ω, P=2U R=18 W 。
(3分) (2)由题图知,室温时电阻R ′=1 Ω,由T R T R ='', 得T=2 400 K 。
(4分)(3)串联电路电压分配与电阻成正比,x R 8R 12=, 得R x =5.33 Ω。
(4分)(4)刚合上开关灯未正常发光,温度低,电阻小,电流大,m 0U 12I A R 1== =12 A 。
(4分)答案:(1)18 W (2)2 400 K (3)5.33 Ω(4)刚合上开关灯未正常发光,温度低,电阻小,电流大 12 A12.【解析】(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律1U U I R R I ==得=2 Ω, (3分) 其发热功率为P R =UI 1=12×6 W=72 W 。
(2分)(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI 2=I 22r M +P 输出, (3分) 所以r M =2222UI P 12535I 5-⨯-=Ω输出=1 Ω。
(2分) (3)电解槽工作时,由能量守恒定律得:P 化=UI 3-I 32r A (3分) 所以P 化=(12×4-42×2)W=16 W 。
(2分) 答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 【总结提升】电动机中的能量转化电动机问题是非纯电阻电路的典型问题。
分析这类问题,重点关注以下三点:(1)电流通过电动机做的功为W电,电动机发热产生的热量为Q,同时转化为机械能的多少为W 机,则W电=W机+Q。
(2)在电动机电路中,欧姆定律不再成立,由此推出的公式P=I2R、P=2UR等也不再成立。
(3)特殊情况,当电动机转子被卡住时,电动机电路变为纯电阻电路,W电=Q。