2019版高考物理(教科版)练习：第八章 第1讲 电流 电阻 电功 电功率 Word版含解析

[课时作业] 单独成册 方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2018·山东济宁模拟)铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子中有n 个自由电子．今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( ) A ．光速c B.I neS C.ρI neSmD.mI neSρ解析：由电流表达式I ＝n ′eS v 可得v ＝I n ′eS，其中n ′＝n m /ρ＝nρm ，故v ＝mI neSρ，D 对． 答案：D2．现有一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉成3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为( ) A.R 3 B ．3R C.R 9D ．R 解析：根据R ＝ρL S ＝ρL 2V 可知，原电阻丝被拉长3倍后的总阻值为9R ，再切成三段后每段的阻值为3R ，把它们并联后的阻值为R ，故选项D 正确． 答案：D3.两根材料相同的均匀导线x 和y ，其中，x 长为l ，y 长为2l ，串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么，x 和y 两导线的电阻和横截面积之比分别为( ) A ．3∶1,1∶6 B ．2∶3,1∶6 C ．3∶2,1∶5D ．3∶1,5∶1解析：由图可知，两导线两端的电压之比为3∶1，电流相同，则电阻之比为3∶1，由电阻定律R ＝ρL S 得横截面积S ＝ρL R ，横截面积之比S x S y ＝L x L y ·R y R x ＝12×13＝16，A正确． 答案：A4.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm ，当将C 与D 接入电压恒为U 的电路时，电流强度为2 A ，若将A 与B 接入电压恒为U 的电路中，则电流为( ) A ．0.5 A B ．1 A C ．2 AD ．4 A解析：设金属薄片厚度为d ′，根据电阻定律公式R ＝ρl S ，有R CD ＝ρl bcl ab ·d ′，RAB ＝ρl ab l bc ·d ′，故R CD R AB ＝12×12＝14；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比，故两次电流之比为4∶1，故第二次电流为0.5 A ，故选A. 答案：A5.如图为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V ，内电阻为0.5 Ω，电阻R ＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s 的速度匀速向上提升一质量为320 g 的物体时(不计一切摩擦阻力，g 取10 m/s 2)，标有“3 V ,0.6 W”的灯泡正好正常发光．则电动机的内阻为( ) A ．1.25 Ω B ．3.75 Ω C ．5.625 ΩD ．1Ω解析：电动机输出功率P 出＝mg v ＝1.6 W ，灯泡中电流I L ＝P 额U 额＝0.2 A ，干路电流I ＝E －U 额r ＋R＝1 A ，电动机中电流I M ＝I －I L ＝0.8 A ，电动机的输入功率P ＝U 额I M ＝I 2M R M ＋P 出，计算得R M ＝1.25 Ω，A 正确． 答案：A 二、多项选择题6.某一导体的伏安特性曲线如图中AB 段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( ) A ．导体在B 点的电阻为120 Ω B ．导体在B 点的电阻为40 ΩC ．导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD ．导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω解析：根据电阻的定义式可以求出A 、B 两点的电阻分别为R A ＝30.1 Ω＝30 Ω，R B ＝60.15 Ω＝40 Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10 Ω，故B 、D 对，A 、C 错． 答案：BD7．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI ＞I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路解析：由电功率公式P ＝Wt 知，电功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U )2Rt ，可见Q 与P 、t 都有关，所以，P 越大，Q 不一定越大，选项A 错误；W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路，选项B 正确；在非纯电阻电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W ＞Q ，即UI ＞I 2R ，选项C 正确；Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，选项D 正确． 答案：BCD8.(2018·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 ΩC ．电动机工作时输出的机械功率为880 WD ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J解析：开关均闭合时，电动机、电热丝均工作，电吹风吹热风，A 项错误；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 ，C 项错误；由P ＝U 2R 得R ＝U 2P ＝2202(1 000－120) Ω＝55 Ω，B 项正确；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 ，D 项正确． 答案：BD[能力题组]一、选择题9．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a 、b 、c ，且a ＞b ＞c .电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是( )解析：由电阻的决定式可知，A 中电阻R A ＝ρc ab ，B 中电阻R B ＝ρbac ，C 中电阻R C ＝ρa bc ，D 中电阻R D ＝ρabc ，由于a ＞b ＞c ，故电阻最小的为A. 答案：A10．(2018·湖北孝感期中)机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一．电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受．某国产品牌电动汽车的铭牌如下表，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是()B．电动机的内阻为0.72 ΩC．蓄电池充满电后储存的电能约为2.88×104 JD．充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为16 h解析：电动机正常工作时消耗的电功率P＝U额I额＝36×50 W＝1 800 W，故A 错误；电动机内阻的发热功率P热＝P－P出＝1 800 W－1 675 W＝125 W，则电动机的内阻为r＝P热I2额＝0.05 Ω，故B错误；蓄电池充满电后储存的电能为W＝UIt＝800×3 600×36 J＝1.04×108 J，故C错误；在额定功率下连续行驶最长时间为t＝WP＝16 h，故D正确．答案：D11．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是()A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝UI1＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J洗衣机为非纯电阻元件， 所以R 2≠UI 2，P 2＝UI 2＝110 W其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍． 答案：C12.(多选)如图所示电路，电源电动势为E ，内阻为r .当开关S闭合后，小型直流电动机M 和指示灯L 都恰能正常工作．已知指示灯L 的电阻为R 0，额定电流为I ，电动机M 的线圈电阻为R ，电压表的示数为U .不计灯泡电阻变化，则下列说法中正确的是( ) A ．额定电流I ＝ER ＋R 0＋rB ．电动机的发热功率为U 2R C ．电动机的输入功率为IU D ．电动机的效率η＝1－IRU解析：由于电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，所以不能用公式I ＝ER ＋R 0＋r求解电路中的电流，故A 错误．电动机发热功率为P 热＝I 2R ，由于U >IR ，则知P 热<U 2R ，故B 错误．通过电动机的电流为I ，电动机的输入功率为P 入＝IU ，故C 正确．电动机的效率η＝P 出P 入＝IU －I 2R IU ＝1－IRU ，故D 正确． 答案：CD 二、非选择题13．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm 左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率；(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32π cm 3，当在其两底面上加上1 000 V 的电压时，通过该圆柱体的电流为10π μA ，求圆柱体的圆面半径和高．解析：(1)由电阻定律R ＝ρlS 得ρ＝SRl ＝1.0×10－4×1.6×1052×10－6Ω·m＝8×106 Ω·m.(2)由部分电路欧姆定律I ＝U R 和R ＝ρh πr 2，得h πr 2＝UIρ， 联立圆柱体体积公式V ＝πr 2h ，代入数据解得h ＝0.02 m ＝2 cm ，r ＝0.04 m ＝4 cm. 答案：(1)8×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm14．有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，此时测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ．求： (1)电动机线圈的电阻；(2)电动机正常工作时的输出功率；(3)在发动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率．解析：(1)电动机不转时，电动机电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻R ＝U 0I 0＝0.5 Ω；(2)电动机正常工作时的输入功率P 输入＝UI ＝2.0×1.0 W ＝2 W ，此时线圈的发热功率为P 热＝I 2R ＝0.5 W ，电动机的输出功率P 输出＝P 输入－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W ；(3)当转子被卡住之后，电动机为纯电阻电路，电动机的发热功率P 热′＝U 2R ＝220.5W＝8 W.答案：(1)0.5 Ω(2)1.5 W(3)8 W。