2020版物理新高考素养突破总复习:第八章 第1节 电流 电阻 电功 电功率
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【A 级 基础题练熟快】
1.(2019·宜昌模拟)如图所示,a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )
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 .图线表示电阻丝的阻值与电压成正比
解析:选B.图线的斜率表示电阻的倒数,故R a >R b ,选项C 错误;由R =ρl S
知a 的横截面积较小,选项A 错误,B 正确;由图象知导体的电阻与电压无关,选项D 错误.
2.甲、乙是同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的两倍,以下说法正确的是( )
A .甲、乙两导体中的电流相同
B .乙导体中的电流是甲导体中的两倍
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
解析:选B.由I =Δq Δt
可知,I 乙=2I 甲,选项A 错误,B 正确;由I =n v Sq 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,选项C 、D 均错误.
3.(多选)电位器是变阻器的一种,如图所示,如果把电位器与灯泡
串联起来,利用它改变灯泡的亮度,下列说法正确的是( )
A .串接A 、
B 使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
B .串接A 、
C 使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮
C .串接A 、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
D .串接B 、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮
解析:选AD.根据电位器结构和连线可知:串接A 、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗,A 正确;同理,D 正确;串接A 、C 时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变,故B 、C 错误.
4.在如图所示的电路中,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 变化的图象应为选项图中的( )
解析:选A.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 =Iρx S
(I 、ρ、S 为定值),故U 跟x 成正比例关系,A 正确. 5.(多选)(2019·石家庄模拟)如图所示为一水平绝缘盘,盘边缘均匀地固定着带负电的电荷,从上向下看,盘面沿逆时针方向匀速转动,则对该过程中形成的电流的理解正确的是( )
A .如果仅将盘边缘固定的总电荷量加倍,则其形成的电流加倍
B .如果仅将盘面转动的角速度加倍,则其形成的电流加倍
C .如果仅增大盘的半径,则其形成的电流增大
D .如果仅增大盘的半径,则其形成的电流减小
解析:选AB.转盘形成的等效电流为I =q T
,如T 不变,q 变为原来的2倍,则电流加倍,A 正确;如q 不变,ω加倍,则T 变为原来的12
,则电流加倍,B 正确;如果仅增大盘的半径,q 、T 均不变,则电流不变,故C 、D 错误.
6.有两盏电灯L 1和L 2,用图中所示的两种方式连接到电路中,已知电压U 相同,且两盏电灯均能发光,比较在甲、乙两个电路中电灯L 1的亮度,则( )
A .甲图电路中灯L 1比乙图电路中灯L 1亮
B .乙图电路中灯L 1比甲图电路中灯L 1亮
C .两个电路中灯L 1一样亮
D .不知它们的额定电压和额定功率,无法判断
解析:选B.因为电压U 相同,两盏电灯串联后,电压要按照电灯阻值的大小分配,L 1两端电压小于U ;两盏电灯并联后,加在电灯两端的电压都为U ,因此并联后的灯泡较亮,选项B 正确.
7.(多选)(2019·黄冈模拟)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 2
B .R 1>R 2
C .U 1<U 2
D .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 =ρL S =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.
8.(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 乙及R 甲、R 乙之间的关系正确的是( )
A .U 甲=2U 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 2R 甲=(2I )2R 乙得R 甲=4R 乙,C 正确,D 错误.
9.(多选)(2019·江西南昌调研)如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M 和电热丝R 构成.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 .若S 1、S 2闭合,则电吹风吹冷风
B .电热丝的电阻为55 Ω
C .电动机工作时输出的机械功率为880 W
D .当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J 解析:选BD.开关均闭合时,电动机、电热丝均工作,电吹风吹热风,选项A 错误;电动机工作时输出的机械功率为电动机的功率减去自身消耗的功率,其数值一定小于120 W ,
选项C 错误;由P =U 2R 得R =U 2P =2202
(1 000-120)
Ω=55 Ω,选项B 正确;电吹风吹热风、冷风时电动机消耗的电功率不变,均为120 W ,故每秒钟消耗的电能为120 J ,选项D 正确.
【B 级 能力题练稳准】
10.(多选)如图所示是电阻R 的I -U 图象,图中α=45°,由此得出
( )
A .通过电阻的电流与该电阻两端电压成正比
B .电阻R =0.5 Ω
C .因I -U 图象的斜率表示电阻的倒数,故R =1tan α
=1.0 Ω D .在R 两端加上6.0 V 的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C
解析:选AD.由I -U 图象可知,图线是一条过原点的倾斜直线,即I 和U 成正比,A 正
确;而电阻R =U I =105
Ω=2 Ω,B 错误;由于纵、横坐标的标度不一样,故不能用tan α计算斜率表示电阻的倒数,C 项错误;在R 两端加上6.0 V 的电压时I =U R =6.02
A =3.0 A ,每秒通过电阻横截面的电荷量q =It =3.0×1 C =3.0 C ,选项D 正确.
11.(2019·长沙长郡检测)如图为直流电动机提升重物的装置,重物的重量G =500 N ,电源电动势E =90 V ,电源内阻为2 Ω,不计各处摩擦,当电动机以v =0.6 m/s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I =5 A ,下列判断不正确的是( )
A .电动机消耗的总功率为400 W
B .电动机线圈的电阻为0.4 Ω
C .电源的效率约为88.9%
D .电动机的效率为75%
解析:选B.重物被提升的功率P G =F v =G v =500×0.6 W =300 W ,此时电路中的电流为I =5 A ,则电源的总功率P 总=EI =90×5 W =450 W ,设电动机线圈的电阻为R ,根据能量守恒得P 总=P G +I 2r +I 2R ,则得R =P 总-P G -I 2r I 2=450-300-52×252
Ω=4 Ω,电动机消耗的总功率P 电=P G +I 2R =400 W ,电源的效率为
η1=P 总-I 2r P 总×100%=450-52×2450×100%=