高考物理一轮 7.1电流、电阻、电功及电功率课时知能训练

2014届高考物理一轮课时知能训练：7.1电流、电阻、电功及电
功率
(时间：45分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分．)
图7－1－8
1．在如图7－1－8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7－1－9中的( )
图7－1－9
【解析】 根据电阻定律，横坐标为x 的点与A 点之间的电阻R ＝ρx S ，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】 A
2．一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电，电流为0.1 A ，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是( )
A ．0.4 A
B ．0.8 A
C ．1.6 A
D ．3.2 A 【解析】 大圆管子内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水
银高度变为原来的14，则电阻变为原来的116
，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．C 选项正确．
【答案】 C
3．(2012·太原模拟)小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低．加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高．已知一只灯泡两端的电压为1 V 时，通过灯泡的电流为0.5 A ，灯泡两端的电压为3 V 时，通过灯泡的电流是1 A ；则当灯泡两端电压为2 V 时，通过灯泡的电流可能是( )
A ．0.5 A
B ．0.6 A
C ．0.8 A
D ．1 A
【解析】 从题意可知，电流应大于0.5 A 而小于1 A ，具体再进一步确定，灯泡两端的电压为1 V 时，电流为0.5 A ，灯泡的电阻R 1＝2 Ω；灯泡两端的电压为3 V 时，电流为1 A ，灯泡的电阻R 2＝3 Ω；当灯泡两端的电压为2 V 时，灯泡的电阻大于2 Ω而小于3 Ω，
所以这时通过灯泡的电流大于2 V 3 Ω＝0.6 A ，而小于2 V 2 Ω
＝1 A ，故选C. 【答案】 C
图7－1－10
4．两根材料相同的均匀导线A 和B ，其长度分别为L 和2L ，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图7－1－10所示，则A 和B 导线的横截面积之比为( )
A ．2∶3
B ．1∶3
C ．1∶2
D ．3∶1
【解析】 由图象可知两导线电压降分别为U A ＝6 V ，U B ＝4 V ；由于它们串联，则3R B ＝2R A ；由电阻定律可知R A R B ＝
L A S B L B S A ，得S A S B ＝13
，选项B 正确． 【答案】 B
图7－1－11
5．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7－1－11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、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分．全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分．)
6．关于材料的电阻率，下列说法正确的是( )
A ．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3
B ．材料的电阻率随温度的升高不一定增大
C ．纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D ．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
【解析】 材料的电阻率与长度无关，A 错误；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，故B 正确；纯金属的电阻率较合金的电阻率小，C 正确；电阻率大的导体，电阻不一定大，故D 错误．
【答案】 BC
7．一只电炉的电阻和一台电动机线圈电阻相同，都为R ，设通过的电流强度相同，时间相同，电动机正常工作，则( )
A ．电动机和电炉发热相同
B ．电动机消耗的功率和电炉一样大
C ．电动机两端电压大于电炉两端电压
D ．电动机和电炉电压相同
【解析】 由焦耳定律Q ＝I 2Rt 知，电炉与电动机发热相同，A 对；对电动机U >IR ，消耗的功率P 1＝UI >I 2R ，而电炉是纯电阻，P 2＝UI ＝I 2R ，所以电动机消耗的功率比电炉的大，B 错；电动机两端电压大于电炉两端电压，C 对，D 错．
【答案】 AC
8．一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U 时，通过金属导线的电流强度为I ，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v ，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U ，则此时( )
A ．通过金属导线的电流为I 2
B ．通过金属导线的电流为I 4
C ．自由电子定向移动的平均速率为v 2
D ．自由电子定向移动的平均速率为v 4
【解析】 金属导线均匀拉长2倍，则导线的横截面积变为原来的1/2，由电阻定律可得，导线的电阻变为原来的4倍，由欧姆定律可得，通过金属导线的电流变为原来的1/4，即为I /4，A 错误，B 正确；由电流的微观表达式I ＝neSv 可以解得，金属导线中自由电子定向移动的平均速率变为原来的1/2，即为v /2，D 错误，C 正确．
【答案】 BC
9．有一个内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )
A ．电解槽消耗的电功率为120 W
B ．电解槽消耗的电功率为60 W
C ．电解槽的发热功率为60 W
D ．电路消耗的总功率为120 W
【解析】 灯泡正常发光，说明灯泡两端电压为110 V ，电路中电流I ＝P 灯/U ＝6/11 A ，电解槽电压为110 V ，电解槽消耗的电功率为P ＝UI ＝60 W ，A 错误，B 正确；电解槽的发热功率为I 2r ＝(6/11)2
×4.4 W＝1.3 W ，C 错误；电路消耗的总功率为灯泡和电解槽消耗的功率之和，P 总＝60 W ＋60 W ＝120 W ，D 正确．
【答案】 BD
图7－1－12
10．某导体中的电流随其两端电压的变化如图7－1－12所示，则下列说法中正确的是
( )
A ．加5 V 电压时，导体的电阻约为5 Ω
B ．加11 V 电压时，导体的电阻约是1.4 Ω
C ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小
【解析】 对某些电器材，其伏安特曲线不是直线，但曲线上某一点U I 值仍表示该点所对应的电阻值．本题中所给出的导体在加5 V 电压时，U I 值为5，所以此时电阻为5 Ω；当电压增大时，U I
值增大，即电阻增大，综合判断可知B 、C 项错误．
【答案】 AD
三、非选择题(本题共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．)
图7－1－13
11．(14分)(2013·济南模拟)如图7－1－13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，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 22r M ＋P
输出，所以r M ＝UI 2－P 输出I 22
＝12×5－3552 Ω＝1 Ω. (3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：P 化＝UI 3－I 23r 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
12．(16分)为保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展．某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统，用来满足园内用电需求．已知该发电系统的输出功率为1.0×105 W 、输出电压为220 V ．求：
(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年(365天计)能输出多少电能？
(2)该太阳能发电系统除了向10台1 000 W 的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏额定功率为100 W 、额定电压为220 V 的照明灯正常工作？
(3)由于发电系统故障，输出电压降为110 V ，此时每盏额定功率为100 W 、额定电压为220 V 的照明消耗的功率是其正常工作时的多少倍？
【解析】 (1)P ＝1.0×105 W ＝100 kW t ＝365×6 h
W ＝Pt ＝2.19×105 kW·h(或E ＝7.884×1011 J)
(2)因为P ＝10×1 kW＋n ·0.1 kW.
所以n ＝900(盏)
(3)设P 1和U 1分别为照明灯正常工作时的功率和电压，P 2和U 2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压．
由功率公式P ＝U 2R 得P 1P 2＝(U 1U 2
)2， 所以P 2＝P 1U 1
U 22
＝P 14，即为正常工作时的14. 【答案】
(1)2.19×105 kW·h(或7.884×1011 J) (2)900盏
(3)14。