2018年高考物理一轮复习资料 专题7.2 串并联电路 焦耳定律押题专练 含解析

1.某种材料的导体，其I—U图象如图所示，图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角．下列说法正确的是( )
A．导体的电功率随电压U的增大而增大
B．导体的电阻随电压U的增大而增大
C．在A点，导体的电阻为tanα
D．在A点，导体的电阻为tanβ
【答案】A
2．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
3.如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d ，极板面积为S ，这两个电极与可变电阻R 相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v 向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势．若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P ＝⎝
⎛⎭
⎪
⎫vBdS RS ＋ρd 2R.调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电
阻R 消耗电功率的最大值为( )
A .v 2
B 2
dS 3ρ B .v 2B 2d 2
S 4ρ
C .v 2B 2
dS 4ρ D .v 2B 2
dS 6ρ
【答
案】 C
4．(多选)如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U 甲、U 乙，R 甲、R 乙之间的关系正确的是( )
A ．U 甲＝U 乙
B ．U 甲>4U 乙
C ．R 甲＝4R 乙
D ．R 甲＝2R 乙
【解析】 设灯泡正常发光时的电压为U ，电流为I ，则U 甲I ＝U 乙×2I，A 对，B 错；根据I 2
R
甲
＝(2I)2
R 乙可得，R 甲＝4R 乙，C 正确．
【答案】 AC 5.
在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝．如右图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R 两端的电压U 0就变得越高，反之，电压U 0就越低．这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是( )
【答案】
D
6．下图中的四个图像中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P 与电压平方U 2
之间函数关系的是( )
解析：选C 白炽灯泡为纯电阻，其电功率P ＝U 2
R
，但随着电压和灯泡工作时间的增加，灯丝
电阻会增大，P ­U 2
图像会向下弯曲，故C 正确。

7．如图8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S 1、S 2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( )
图8
A ．电热丝的电阻为55 Ω
B ．电动机线圈的电阻为1 210
3
Ω
C ．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
D ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J
解析：选A 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P ＝1 000 W －120 W ＝880 W ，对电热丝，
由P ＝U 2R 可得电热丝的电阻为R ＝U 2P ＝2202
880
Ω＝55 Ω，选项A 正确；由于不知道电动机线圈的
发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B 错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J ，选项C 错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J ，选项D 错误。

8. (多选)如图9所示，定值电阻R 1＝20 Ω，电动机绕线电阻R 2＝10 Ω，当开关S 断开时，电流表的示数是I 1＝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( )
图9
A ．I ＝1.5 A
B ．I <1.5 A
C ．P ＝15 W
D ．P <15 W
9. (多
选)如图10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( )
图10
A ．电能转化为化学能的功率为0.12 W
B ．充电器输出的电功率为0.14 W
C ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W
D ．充电器把0.14 W 的功率储存在电池内
解析：选ABC 充电器输出的电功率为P 电＝UI ＝1.4×100×10－3
W ＝0.14 W ，B 正确；充电时，电池消耗的热功率为P 热＝I 2
r ＝(100×10－3)2
×2 W＝0.02 W ，C 正确；转化的化学能为P 化＝P
电
－P 热＝0.12 W ，A 正确，D 错误。

10．(多选)如图11所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U 甲、U 乙，R 甲、R 乙之间的关系正确的是( )
图11
A ．U 甲>U 乙
B ．U 甲＝4U 乙
C ．R 甲＝4R 乙
D ．R 甲＝2R 乙
解析：选AC 设灯泡正常工作时电压为U ，电流为I ，则U 甲I ＝U 乙×2I ，则U 甲＝2U 乙，A 正确，B 错误；根据I 2
R 甲＝(2I )2
R 乙得R 甲＝4R 乙，C 正确，D 错误。

11. (多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。

现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图12所示，充电器电源的输出电压为U ，输出电流为I ，手机电池的内阻为r ，下列说法正确的是( )
图12
A ．电能转化为化学能的功率为UI －I 2
r B ．充电器输出的电功率为UI ＋I 2
r C ．电池产生的热功率为I 2
r D ．充电器的充电效率为Ir U
×100%
12.如图
13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，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，电流表○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，电流表○A 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。

图13
解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：
R ＝U I 1＝12
6
Ω＝2 Ω 其发热功率为：
P ＝UI 1＝12×6 W＝72 W 。

13．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？
【解析】 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I ＝U R 得R ＝U
I 1＝2 Ω，
其发热功率为
P R ＝UI 1＝12×6 W ＝72 W .
(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得UI 2＝I 2
2r M ＋P 输出， 所以r M ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－35
52
Ω＝1 Ω. (3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：
P 化＝UI 3－I 2
3r A
所以P 化＝(12×4－42
×2) W ＝16 W .
【答案】 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 14.
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 .求该钻孔的深度．(π取3.14)
【解析】 盐水电阻R ＝U I ＝1 000 Ω，由电阻定律知，R ＝ρh S ，S ＝πr 2＝3.14×10－2 m 2.
解得h ＝100 m . 【答案】 100 m
15.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 /s 2)
(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R 1＝0.1 Ω，R 2＝1 950 Ω，求电动机M 的热功率．
【答案】 (1)900 N (2)730.5 W。