【备战2013物理高考】同步集训32：电流、电阻、电功、电功率

【备战2013物理高考】同步集训电流、电阻、电功、电功率一、选择题(本大题共9个小题，共63分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得 7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．(2010·南京模拟)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的 导电性能，图1所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，则( )A ．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系B ．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系C ．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系D ．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系解析：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，故选项C 、D 正确． 答案：CD2．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.12AD.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 ab S 1ρl bc S 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()图4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＝IρxS(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 A B．0.15 AC．4.4 A D．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＝PU＝1500220A≈6.8 A，故选项A正确．答案：A5．(2010·福州模拟)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大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＝U2/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、D正确．答案：AD6．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＝1.6×10－19 C) ()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 ′＝ne t 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 ＝nec 10∴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：试判断下列说法正确的是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：ABD8．(2010·济南模拟)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 2C ．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PQOM 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 、B 、D 项． 答案：ABD9．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 WD ．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、非选择题(本大题共3个小题，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？图7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 ＝ρlS得ρ＝RS l ＝2000×0.021 Ω·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9×103 kg.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 ＝4.5×104 W.(2)在匀速行驶时P 机＝0.8P 电＝F v ＝F f v F 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 ＝va≈156 s.答案：(1)4.5×104 W (2)1440 N (3)156 s。