【全国经验】2020年高考物理一轮复习专题31部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率(测)(含解析

专题31 部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率（测）【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）1．下列电器中主要是利用电流通过导体产生热量工作的是：（）A．电冰箱 B．吸尘器 C．电风扇 D．电饭煲【答案】D【名师点睛】利用电流通过导体产生热量工作的是电饭煲，不是吸尘器，电风扇和电冰箱，可根据能量是如何转化的分析．2．甲乙两铜导线，质量比是2∶1，长度比是2∶1，那么甲乙两导线的电阻比是：（）A．1∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．4∶1【答案】C【解析】根据m=ρV可知，甲乙两导线的体积之比为2：1；因长度之比为2：1；则可知，截面积之比为：1：1；则由LRSρ=；电阻之比为：2：1；故选C．【名师点睛】本题考查电阻定律的应用，要注意明确电阻取决于导线长度和截面积；根据各个物理量的比例关系即可求解．3．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：（）A． B． C． D．【答案】A【解析】由金属导体电阻的决定式R=ρ进行计算，注意各电阻中的导体长度及截面积．由电阻的决定式可知，A中电阻R A=，B中电阻R B=；C中电阻R C=；D中电阻R D=；故电阻最小的为A；故选：A．【名师点睛】本题考查电阻定率的应用，要注意电阻是由导体本身的性质决定的．4．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，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：（）规格后轮驱动直流电动机车型：60″电动汽车电动机额定输出功率：1 675 W 整车质量：400 kg 额定转速：600 r/m i n蓄电池（容量It＝800 Ah，输出电压：U≥36 V）额定工作电压/电流：36 V/50 A A．电动汽车正常工作时消耗的电功率1 675 WB．电动机的内阻为0．5 ΩC．蓄电池充满电后储存的电能不小于2．88×104 JD．充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16 h【答案】D【名师点睛】此题考查了速度，功和功率的计算及能量转化，关键是规律和公式的灵活运用，并注意能量守恒定律的运用，计算过程注意单位的换算；此题同时考查学生从图表中获取信息的基本能力．5．如左图所示电路，电源电动势为3．0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如右图所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是：（）A．L3的电流为L1电流的2倍B．L3的电阻约为0．17 ΩC．L1的电功率约为0．60 W D．L2的电功率约为1．5 W【答案】C【解析】灯泡L1、L2串联，电压U2=U1=1．5V，由图读出其电流I2=I1=0．40A，灯泡L3的电压等于3V，电流为0．5A，故A错误；当开关闭合后，灯泡L3的电压U3=3V，由图读出其电流I3=0．5A，则灯泡L1的电阻136 0.5R=Ω=Ω，故B错误；L1消耗的功率P1=I1U1=0．4×1．5=0．6W，与L2的电功率相等，故C正确，D错误．故选C．【名师点睛】题关键抓住电源的内阻不计，路端电压等于电动势，来确定三个灯泡的电压．要能从给定的U-I图线中读出有用的信息，读图能力是基本功6．两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合理的是图：（）A．B．C．D．【答案】CD、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB 灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W ；由CD 的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C ，故C 正确．故选C ．【名师点睛】由题可知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，再由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路．7．图示中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0．3m 2。

晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J 。

如果每天等效日照时间约为6h ，光电池一天产生的电能可供30W 的路灯工作8h 。

光电池的光电转换效率约为： （ ）A ．4．8％B ．9．6％C ．16％D ．44％【答案】C 【名师点睛】本题分析的关键是抓住光电转换效率公式为：E E η=效总；在分析时需要注意光电池接收太阳能0E SE t =效，其中6t h =，而光电池一天产生的电能00E P T =总，其中083600T s =⨯，只要注意到这个单位应用上的区别，就可以解决本问题。

8．有四盏灯，如图所示连接在电路中，L 1和L 2都标有“220V，100W”字样，L 3和L 4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后，最暗的是： （ ）A ．L 1B ．L 2C ．L 3D ．L 4【答案】C【解析】设L 1、L 2、L 3、L 4实际消耗的功率分别为P 1、P 2、P 3、P 4．由公式P =可知，L 1和L 2的电阻小于L 3和L 4的电阻．通过L 1的电流大于L 2的电流，由公式P =I 2R 得到，P 1＞P 2．L 2和L 3的电压相等，由公式P =可知，P 2＞P 3．通过L 3的电流小于L 4的电流，由公式P =I 2R 得到，P 4＞P 3．所以P 1＞P 2，P 2＞P 3，P 4＞P 3．所以L 3最暗，故选C【名师点睛】根据额定电压和额定功率，由功率公式比较两种灯泡的电阻大小．根据公式P =I 2R 比较L 1和L 2、L 3和L 4功率的大小．根据公式P =，比较L 2和L 3功率大小．再确定哪个灯泡功率最小．9．如图所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中正确的是：（ ）A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W【答案】BCD【解析】根据闭合电路欧姆定律，有：()E U I r R =++，解得：2A E U I R r-==+，故A 错误；电动机的输入功率：10220W P UI ==⨯=入，电动机的热功率：22214W M P I R ==⨯=热，电动机的输出功率：221022116W M P P P UI I R =-=-=⨯-⨯=出热，故BCD 正确；【名师点睛】对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解：电能全部转化内能时，是纯电阻电路．电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路。

10．某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380 V ，当吊车以0．1 m/s 的速度匀速吊起总质量为5．7×103 kg 的集装箱时，测得电动机的电流为20 A ，g 取10 m/s 2．则下列说法正确的是： （ ）A ．电动机的内阻为19 Ω B．电动机的内阻为4．75 ΩC ．电动机的输出功率为7．6×103 WD ．电动机的工作效率为75%【答案】BD【名师点睛】本题比较简单，重点考察了电动机的输入、输出功率问题，可根据能量守恒进行分析列式；要知道电动机的输出功率与线圈发热功率之和等于总功率．电动机的输出功率和总功率的比值就是电动机工作效率。

11．如图所示的电路中，R 1＝8 Ω，R 2＝4 Ω，R 3＝6 Ω，R 4＝3 Ω，U =42V ．则下列说法正确的是： （ ）A ．R 1、R 2、R 3、R 4的电压之比等于4：2：1：1B ．R 1、R 2、R 3、R 4的电流之比等于4：2：1：2C ．R 1、R 2、R 3、R 4的功率之比等于12：6：1：2D ．电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W【答案】AC【名师点睛】本题考查串并联电路的规律应用，解题时要搞清电路的结构，灵活应用串联及并联电路的特点，同时要注意根据题意正确选择功率公式；同时注意比值法的正确应用；此题是中等题，意在考查学生基本规律的运用能力．12．某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，当吊车以0．1m/s的速度匀速吊起总质量为5．7×103 kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，g取10m/s2，则：（）A．电动机的内阻为4．75ΩB．电动机的发热功率为7 600 WC．电动机的输出功率为7．6×103 WD．电动机的工作效率为75%【答案】AD【解析】吊车起吊集装箱的功率是电动机的输出功率，可用功式P=mgv求出；输入功率可由P=UI求解；根据电动机的输出功率与线圈发热功率之和等于总功率，列式求内阻；电动机的输出功率和总功率的比值就是电动机工作效率．AC、电动机输出功率为：P=mgv=5．7×103×10×0．1W=5．7×103 W；由能量守恒定律，有：UI=P+I2R解得：R=4．75Ω，故A正确，C错误；B、电动机的发热功率小于输入功率，故小于5．7×103 W，故B错误；D、电动机的工作效率为η=×100%=×100%=75%，故D正确；故选：AD【名师点睛】对于电动机电路，要知道正常时是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，关键要抓住功率是怎样分配的，掌握功率公式．二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．（10分）一根长为l=3．2m、横截面积S=1．6×10﹣3m2的铜棒，两端加电压U=7．0×10﹣2V．铜的电阻率ρ=1．75×10﹣8Ω•m，铜内自由电子的体密度为n=8．5×1029m﹣3．求：（1）通过铜棒的电流；（2）铜棒内的电场强度；（3）自由电子定向移动的平均速度．【答案】（1）通过铜棒的电流2×103 A；（2）铜棒内的电场强度2．19×10﹣2V/m（3）自由电子定向移动的平均速度9．19×10﹣6m/s（3）自由电子定向移动的平均速度9．19×10﹣6m/s【名师点睛】本题要知道铜棒内部建立匀强电场，电压与场强的关系为E=．掌握电流的微观表达式：I=envS，并能建立模型熟练推导．14．（10分）如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0．2m，c=0．1m，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=10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？【答案】40Ω•m【解析】由图象找出电压为10V时的电流I，由欧姆定律可以求出电解液的电阻；再由电阻定律求出电解液的电阻率．由图乙可求得电解液的电阻为：R==Ω=2000Ω由图甲可知电解液长为：l=a=1 m截面积为：S=bc=0．02 m2结合电阻定律R=ρ，得：ρ==Ω•m=40Ω•m．答：电解液的电阻率ρ是40Ω•m．【名师点睛】本题关键记住欧姆定律公式和电阻定律公式，其中电阻等于电压与电流的比值，不是U﹣I图象切线的斜率．15．（15分）一台电风扇，内电阻是20 Ω，接上220 V的电压后，消耗的功率是66 W，求：（1）电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流大小；（2）电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率以及电动机的效率；（3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？【答案】（1）0．3A（2）64．2W；1．8 W；97．3％（3）11A；2 420 W．【名师点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。