高三物理总复习 课时作业21 电流、电阻、电功、电功率

高三物理总复习课时作业21 电流、电阻、电功、电功率时间：45分钟满分：100分一、选择题(8×8′＝64′)1．(2012·浙江理综)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( ) A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h解析：用2只各为10 W的LED灯代替白炽灯，节省功率2(60－10) W＝0.1 kW，设白炽灯每天点亮5小时，则一天节省0.1 kW×5 h＝0.5 kW·h，一年365天，全国近14亿人口，约4亿个家庭，则这4亿个家庭一年节省4×108×365×0.5 kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近B选项．答案：B2．一个标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220 V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用如下图所示的图象表示，题中给出的四个图象中肯定不符合实际的是( )解析：图象中的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大，如果是曲线，表示电阻在不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时的电阻可以用该点和原点的连线的斜率来表示，温度越高，电阻率越大，电阻也就越大．灯泡在电压增大过程中的电流增大，温度升高，电阻变大，所以B 正确．A 图表示电阻不变，C 表示电阻变小，D 表示先变大后变小，故答案选ACD.答案：ACD3．对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( ) A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10 R B ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的U I比值不变 D ．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零解析：设原电阻R ＝ρl S ，当l ′＝10 l 时，由体积不变原理求得截面积变成S ′＝110S ，所以电阻变为R ′＝ρl ′S ′＝ρ10 l 110 S＝100 R ，A 错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为12R 的电阻并联，其总阻值为14R ，B 正确；金属丝的电阻率ρ随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率ρ随温度升高而增大，因而R ＝ρl S＝UI将逐渐增加，C 错误；这种现象叫超导现象，D 正确． 答案：BD4．有四盏灯，如下图所示连接在电路中，L 1和L 2都标有“220 V,100 W”字样，L 3和L 4都标有“220 V,40 W”字样，把电路接通后，最暗的是( )A ．L 1B ．L 2C ．L 3D ．L 4解析：由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R 1＝R 2＜R 3＝R 4，即R 4＞R 1＞R 2·R 3R 2＋R 3.由串联电路功率的分配知P 4＞P 1＞(P 2＋P 3)，而P 2与P 3的大小可由并联电路的功率分配知P 2＞P 3，所以四只灯消耗的实际功率大小关系为P 4＞P 1＞P 2＞P 3，故最暗的灯是L 3.答案：C5．家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关，使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度．如右图所示是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个( )解析：以U 表示电源电压，R 表示图中每根电阻丝的电阻，在图中所示的各种连接法中，由于接法不同，各种电路中电阻丝发热的情况不同，因而电熨斗可以得到多挡的温度．在图A 所示的接法中，两根电阻丝并联接入电路，其总电阻为R2，则此时电熨斗得到的总功率为P A ＝2U2R；在图B 所示的接法中，仅有左侧一根电阻丝接入电路通电，右侧一根电阻丝中无电流，故此时电熨斗的总功率为P B ＝U 2R；在图C 所示的接法中，电源实际上被断开了．使整个电熨斗中无电流通过，此时电熨斗的总功率为P C ＝0.在图D 所示的接法中，是两根电阻丝串联接入电路，其总电阻为2R ，则此时电熨斗消耗的总功率为P D ＝U 22R.答案：A6．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )自重40 kg 额定电压 48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WB．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N解析：电动机的输入功率P入＝UI＝48×12 W＝576 W，故选项A正确．电动机正常工作时为非纯电阻元件，不能用欧姆定律求内电阻，故选项B错误．电动车速度最大时，牵引力F与阻力F f大小相等，由P出＝F f v max得F f＝P出v max ＝350203.6N＝63 N．故选项C错误，D正确．答案：AD7.如图所示，A为一稳压管，它的作用是保证DE两端的电压U DE恒定不变，当流过稳压管的电流在5 mA和40 mA之间时，U DE就稳定在10 V，R2为一可变电阻，它的最小值为500 Ω，最大值为无穷大(即断路)．设电源电压U＝20 V，则当R2变化时，为使U DE稳定在10 V，R1可取下列几个电阻值中的( )A．100 Ω B．200 ΩC．300 Ω D．4 000 Ω解析：为使U DE稳定在10 V，R1两端的电压为U R1＝U－U DE＝20 V－10 V＝10 V，干路中最大的电流为40 mA，解得R1＝250 Ω，干路中最小的电流为5 mA＋20 mA＝25 mA，解得R1＝400 Ω，所以250 Ω<R1<400 Ω，C项符合．答案：C8．某型号手机电池的背面印有如下图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3 h，待机时间100 h”．则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )A ．1.8 W,5.4×10－2W B ．0.6 W,1.8×10－2 W C ．3.6 W,0.108 WD ．6.48×103W,1.94×102W解析：由手机电池背面的符号可知，该电池的最大存储电能为W ＝UIt ＝UQ ＝3.6×500×10－3×3 600 J＝6 480 J ，所以由P ＝W t 得通话功率P 1＝W t 1＝6 4803×3 600W ＝0.6 W ；待机功率P 2＝W t 2＝ 6 480100×3 600W ＝1.8×10－2W ，B 正确．答案：B二、计算题(3×12′＝36′)9．用一个标有“12 V,24 W”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如下图所示．(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大；(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300 K ，求正常发光条件下灯丝的温度； (3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V 电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？解析：(1)由图知，正常发光时R ＝8 Ω，所以P ＝U 2R＝18 W.(2)由图知，室温时电阻R ′＝1 Ω，由T T ′＝RR ′，得T ＝ 2 400 K.(3)串联电路电压分配与电阻成正比，R x R ＝812，得R x ＝5.33 Ω答案：(1)18 W (2)2 400 K (3)5.33 Ω10．如下图所示，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 ＝UR 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＝12×5－3552Ω＝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 W11.“氢火焰离子化监测器”可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含量，其装置如图所示，在氢火焰的作用下，有机物的分子电离为一价正离子和自由电子，而无机物的分子不会电离．设单位时间内有n 摩尔被检测气体进入检测器，调节滑动变阻器，使得电流表的示数逐渐变大，直到最大值I ，求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K 是多少？(阿伏加德罗常数为N A ，电子的电荷量为e )解析：电流达到最大值I 后，表明电离出来的电子全部到达了阳极，设经过时间t 到达极板的电荷量为q ，则q ＝It 被电离的有机物分子的数目N ′＝q e ＝It e则有机物分子占被测气体分子的数目的比值为K ＝N ′ntN A ＝I nN A e. 答案：I nN A e。