2020版高考物理第九章第1课时电流电阻电功电功率(基础课时)限时规范训练(含解析)

电流 电阻 电功 电功率[基础巩固题组](20分钟，50分)1．(多选)下列说法正确的是( )A ．据R ＝U I 可知，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B ．不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C ．据ρ＝RS l 可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比，与导体的长度l 成反比D ．导体的电阻率与导体的长度l 、横截面积S 、导体的电阻R 皆无关解析：选BD. R ＝U I 是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U 、I 无关，当导体两端电压U 加倍时，导体内的电流I 也加倍，但比值R 仍不变，A 错误、B 正确；ρ＝RS l是导体电阻率的定义式，导体的电阻率由材料和温度决定，与R 、S 、l 无关，C 错误、D 正确．2．一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m 、电荷量为e .在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为( ) A.mv 22eLB ．mv 2Sn eC ．ρnevD ．ρev SL解析：选 C. 由电流定义可知：I ＝q t ＝nvtSe t＝neSv ，由欧姆定律可得：U ＝IR ＝neSv ·ρL S ＝ρneLv ，又E ＝U L，故E ＝ρnev ，选项C 正确． 3．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V ，乙电路两端的电压为16 V ．调节变阻器R 1和R 2使两灯泡都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P 1和P 2，两电路中消耗的总功率分别为P 甲和P 乙，则下列关系中正确的是( )A ．P 甲＜P 乙B ．P 甲＞P 乙C ．P 1＞P 2D ．P 1＝P 2解析：选D.设灯泡额定电流为I, 则两灯泡都正常发光，电流均为额定电流I ，甲电路中总电流I 甲＝2I ，乙电路中总电流I 乙＝I ，所以P 甲＝U 甲 I 甲＝8×2I ＝16I ，P 乙＝U 乙I 乙＝16×I ＝16I ，P 甲＝P 乙，选项A 、B 均错误；R 1消耗的功率P 1＝P 甲－2P 灯，R 2消耗的功率P 2＝P 乙－2P 灯，故P 1＝P 2，选项C 错误、D 正确．4．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，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 的电子束内的电子个数是( )A.I Δl eS m 2eU B ．I Δl e m 2eU C. IeS m 2eU D ．IS Δl e m 2eU 解析：选B.在加速电场中有eU ＝12mv 2，得v ＝2eU m.在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内电量为q ＝I Δt ＝I Δl v ，则电子个数n ＝q e ＝I Δl e m 2eU，B 正确． 5．(2019·黄冈模拟)(多选)R 1和R 2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R 1的尺寸比R 2大得多，把它们分别连接在如图所示电路的A 、B 两端，接R 1时电压表的读数为U 1，接R 2时电压表的读数为U 2，则下列判断正确的是( )A ．R 1＝R 2B ．R 1＞R 2C ．U 1＜U 2D ．U 1＝U 2解析：选AD.电流从导体的横截面流过，由电阻定律R ＝ρLS ＝ρa ad ＝ρd，可见电阻与边长a 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．6．某兴趣小组调查一条河流的水质情况，计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6 C 的正离子和9 C 的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是( )A ．0.25 A 顺流而下B ．0.05 A 顺流而下C ．0.25 A 逆流而上D ．0.05 A 逆流而上解析：选D.若正负离子移动方向相反，则通过横截面的总电荷量是两种离子电荷量绝对值之和，若正负离子向着同一个方向流动，则通过横截面的总电荷量等于正负离子的电荷量的代数和，所以在1 min 内通过横截面的总电荷量应为q ＝6 C －9 C ＝－3 C ，所以电流I ＝|q |t＝0.05 A ，方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，D 正确．7．(多选)假如某白炽灯的U －I 图象如图所示，图象上A 点与原点的连线和横轴所成的角为α，A 点的切线与横轴所成的角为β(横、纵坐标均为国际单位)，以下说法中正确的是( )A ．白炽灯的电功率随电压U 的增大而增大B ．白炽灯的电阻随电压U 的增大而增大C ．在A 点，白炽灯的电阻为tan αD ．在A 点，白炽灯的电阻为tan β解析：选AB.由题图可知，U 增大，I 增大，则电功率P ＝UI 增大，A 正确；根据电阻的定义式R ＝U I 知，电阻等于U －I 图线的斜率，观察题图可知电阻逐渐增大，B 正确；由于α是几何角，所以tan α＝A 点到I 轴距离A 点到U 轴距离，一般情况下tan α≠U 0I 0，故C 、D 错误． [能力提升题组](25分钟，50分)1．(多选)如图所示，定值电阻R 1＝20 Ω，电动机绕线电阻R 2＝10Ω，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( )A ．I ＝1.5 AB ．I <1.5 AC ．P ＝15 WD ．P <15 W解析：选BD.当开关S 断开时，由欧姆定律得U ＝I 1R 1＝10 V ，当开关闭合后，通过R 1的电流仍为0.5 A ，通过电动机的电流I 2<U R 2＝1 A ，故电流表示数I ＜0.5 A ＋1 A ＝1.5 A ，B 正确；电路中电功率P ＝UI <15 W ，D 正确．2．(多选)在如图所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L标有“3 V，6 W”字样，电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )A ．电动机的输入电压是5 VB ．流过电动机的电流是2 AC ．电动机的效率是80%D ．整个电路消耗的电功率是10 W解析：选AB.灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V ，电流为2 A ，电动机的输入电压是8 V －3 V ＝5 V ，流过电动机的电流是I ＝2 A ，选项A 、B 正确；电动机内阻消耗功率I 2R M ＝4 W ，电动机输入功率为5×2 W＝10 W ，输出功率为6 W ，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W ＋6 W ＝16 W ，选项C 、D 错误．3．改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用．根据图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是( ) BC —65B 电冰箱额定电压220 V 工作频率50 Hz 额定功率70 W 耗电量：0.5 kW·h/24 h PS —69电风扇规格400 mm额定电压220 V 工作频率50 Hz额定功率65 WA ．电冰箱比电风扇多B ．电风扇比电冰箱多C ．电风扇与电冰箱一样多D ．电冰箱比电风扇可能多，也可能少解析：选B.依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h 内消耗电能0.25 kW·h，而电风扇在12 h 内消耗电能W ＝Pt ＝0.78 kW·h，B 项正确．4．(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L 3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0.25 A ，则此时( )A ．L 1两端的电压为L 2两端电压的2倍B ．L 1消耗的电功率为0.75 WC ．L 2的电阻为12 ΩD ．L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4解析：选BD.电路中的总电流为0.25 A ，L 1中电流为0.25 A ，由小灯泡的伏安特性曲线可知L 1两端电压为3.0 V ，L 1消耗的电功率为P 1＝U 1I 1＝0.75 W ，选项B 正确；根据并联电路规律可知，L 2中的电流为0.125 A ，由小灯泡的伏安特性曲线可知L 2两端电压大约为0.3 V ，故L 1两端的电压约为L 2两端电压的10倍，选项A 错误；由欧姆定律，L 2的电阻约为R 2＝U 2I 2＝0.30.125Ω＝2.4 Ω，选项C 错误；L 2消耗的电功率约为P 2＝U 2I 2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W ，L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4，选项D 正确．5．如图所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A 、B 之间，然后将它再按图乙方式接在电极C 、D 之间，设AB 、CD 之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为( )A ．R 甲＝12R 乙 B ．R 甲＝14R 乙 C ．R 甲＝2R 乙 D ．R 甲＝4R 乙解析：选B.将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r ，图甲中等效为两个电阻并联，R 甲＝r 2，图乙中等效为两个电阻串联，R 乙＝2r ，所以R 甲＝14R 乙，所以B 正确． 6．(多选)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪击前云、地之间的电势差约为1.0×109 V ，云、地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.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1×105AB ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC ．闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/mD ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J解析：选AC.根据题意第一个闪击过程中转移电荷量Q ＝6 C ，时间约为t ＝60 μs ，故平均电流为I 平＝Q t ＝1×105 A ，闪击过程中的瞬时最大值一定大于平均值，故A 对；第一次闪击过程中电功约为W ＝QU ＝6×109 J ，第一个闪击过程的平均功率P ＝W t ＝1×1014W ，由于一次闪电过程主要发生在第一个闪击过程中，但整个闪击过程中的时间远大于60 μs ，故B 错；闪电前云与地之间的电场强度约为E ＝U d ＝1×1091 000V/m ＝1×106 V/m ，C 对；整个闪电过程向外释放的能量约为W ＝6×109J ，D 错．7．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，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成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，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( )A ．R ＝ρb ＋a 2πabB ．R ＝ρb －a 2πabC ．R ＝ρab 2πb －aD ．R ＝ρab 2πb ＋a 解析：选B.根据R ＝ρl S ，从单位上看，答案中，分子应是长度单位，而分母应是面积单位，只有A 、B 符合单位，C 、D 错误；再代入特殊值，若b ＝a ，球壳无限薄，此时电阻为零，因此只有B 正确，A 错误．。