高中物理人教版1第一章電場電流（全國一等獎）

一、不定項選擇題1.關于電阻和電阻率，下列說法正確的是()A.把一根粗細均勻的導線分成等長的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉淼囊话隑.由ρ＝eq\f(RS,l)可知，ρ∝R，ρ∝eq\f(1,l)C.材料的電阻率隨溫度的升高而增大D.對某一確定的導體，當溫度升高時，若不計導體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它的電阻增大，說明該導體材料的電阻率隨溫度的升高而增大2.有三個用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220V60W”．現(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時間，則產(chǎn)生的熱量()A.日光燈最多B.電烙鐵最多C.電風扇最多D.一樣多3.兩根材料相同的均勻導線A和B，其長度分別為L和2L，串聯(lián)在電路中時沿長度方向電勢的變化如圖所示，則A和B導線的橫截面積之比為()A.2∶3B.1∶3C.1∶2D.3∶14.一臺國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術參數(shù)如表所示．根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時，通過電熱水器的電流約為()額定容量54L最高水溫75℃額定功率1500W額定壓力MPa額定電壓220V電器類別Ⅰ類A.AB.AC.AD.A5.銅的摩爾質量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個自由電子．現(xiàn)有一根橫截面積為S的銅導線，當通過的電流為I時，電子平均定向移動的速率為()A.光速cB.eq\f(I,neS)C.eq\f(ρI,neSm)D.eq\f(mI,neSρ)6.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線．則下列說法錯誤的是()A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B.對應P點，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C.對應P點，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D.對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積7.有一個直流電動機，把它接入V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是A；若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A．則()A.電動機常工作時的輸出功率WB.電動機常工作時的輸出功率2WC.電動機常工作時的熱功率2WD.電動機常工作時的熱功率W8.某同學做三種導電元件的導電性實驗，他根據(jù)所測數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的IU圖象如圖所示．則下列判斷正確的是()A.只有乙圖象是正確的B.甲、丙圖象是曲線，肯定誤差太大C.甲、丙為線性元件，乙為非線性元件D.甲、乙、丙三個圖象都可能是正確的，并不一定有較大誤差9.根據(jù)經(jīng)典理論，金屬導體中電流的微觀表達式為I＝nvSe，其中n為金屬導體中每單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，v為導體中自由電子沿導體定向移動的速率，S為導體的橫截面積，e為自由電子的電荷量．如圖所示，兩段長度和材料完全相同、各自粗細均勻的金屬導線ab、bc，圓橫截面的半徑之比為rab∶rbc＝1∶4，串聯(lián)后加上電壓U，則()A.兩導線內(nèi)的自由電子定向移動的速率之比為vab∶vbc＝1∶4B.兩導線內(nèi)的自由電子定向移動的速率之比為vab∶vbc＝16∶1C.兩導線的電功率之比為Pab∶Pbc＝4∶1D.兩導線的電功率之比為Pab∶Pbc＝16∶110.在圖甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．當開關S閉合后，電路中的總電流為A，則此時()A.L1的電壓為L2電壓的2倍B.L1消耗的電功率為WC.L2的電阻為12ΩD.L1、L2消耗的電功率的比值大于4∶1二、計算題11.如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖．電動機內(nèi)電阻r＝Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V．求：(1)通過電動機的電流．(2)輸入電動機的電功率．(3)若電動機以v＝1m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質量．(g取10m/s2)12.如圖所示，有一根導線長為l0、橫截面積為S，它是由電阻率不均勻的材料制成，從一端到另一端，電阻率的變化規(guī)律為ρ＝ρ0＋kl(ρ0、k為常量)，試求這根導線的電阻．13.如圖所示電路中，兩平行板A、B水平放置，兩板間距離d＝40cm，電源電動勢E＝20V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R＝3Ω.閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0＝4m/s豎直向上射入板間．小球帶電量為q＝10－2C，質量為m＝1×10－2kg，不考慮空氣阻力，g取10m/s2.調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小球的最高點恰能達到兩板中間．求：(1)滑動變阻器接到電路中的電阻值．(2)電源的輸出功率．1.D2.B解析：電烙鐵是純電阻用電器，即以發(fā)熱為目的，電流通過它就是用來產(chǎn)熱；日光燈和電風扇是非純電阻用電器，電流通過它們時產(chǎn)生的熱量很少，電能主要轉化為其他形式的能（光能和葉片動能）.選項B正確.3.B4.A解析：由P＝UI可知，該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時的電流為I＝eq\f(P,U)≈A，選項A正確.5.D解析：銅導線中，單位體積中自由電子的數(shù)目為eq\f(n,\f(m,ρ))＝eq\f(nρ,m)，根據(jù)電流的微觀表達式有I＝eq\f(nρ,m)Sev，所以自由電子定向移動的速度為v＝eq\f(mI,neSρ)，選項D正確.6.C解析：小燈泡的電阻R＝eq\f(U1,I2)，結合題圖知，選項A、B正確，C錯誤；小燈泡的功率P＝U1I2，選項D正確.7.AD解析：電動機不轉時，說明電動機無機械能輸出，它消耗的電能完全轉化為熱能，此時電動機可看做純電阻，則r＝eq\f(U,I)＝Ω.當加電壓為2V、電流為1A時，電動機正常工作，有機械能輸出，此時電動機為非純電阻電路，消耗的電能等于轉化的機械能和熱能之和，轉化的熱功率為P熱＝I2R＝W，選項C錯誤，D正確；總功率P總＝UI＝2W，則輸出功率P出＝P總－P熱＝W，選項A正確，B錯誤.8.D解析：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，題圖丙可能為金屬導體；半導體材料的電阻率隨溫度升高而減小，如題圖甲；某些線性元件的電阻率不隨溫度變化，如題圖乙.因此，甲、乙、丙三個圖象都可能正確，并不一定因誤差引起，選項D正確.9.BD解析：因兩段串聯(lián)，通過兩棒的電流相等，又I＝neSv，故neπreq\o\al(2,ab)vab＝neπreq\o\al(2,bc)vbc，得vab∶vbc＝16∶1，選項A錯誤，B正確；由電阻定律Rab＝ρeq\f(lab,S)＝ρeq\f(lab,πreq\o\al(2,ab))，Rbc＝ρeq\f(lbc,πreq\o\al(2,bc))，得Rab∶Rbc＝16∶1，因為ab和bc串聯(lián)，流過兩段的電流相等，由功率公式P＝I2R，得Pab∶Pbc＝Rab∶Rbc＝16∶1，選項C錯誤，D正確.10.BD解析：由題圖乙知I1＝A，U1＝3V，則P＝W，選項B正確；L2、L3并聯(lián)，I2＝I3＝A，此時U2＝U3，約為V，則R2＝eq\f,Ω≈Ω，選項A、C錯誤；由P＝I2R知，P1∶P2＝Ieq\o\al(2,1)R1∶Ieq\o\al(2,2)R2，又I1∶I2＝2∶1，R1>R2，則P1>4P2，選項D正確.11.解：（1）由電路中的電壓關系可得電阻R的分壓UR＝U－UV＝50V流過電阻R的電流IR＝eq\f(UR,R)＝5A通過電動機的電流IM＝IR＝5A（2）電動機的分壓UM＝UV＝110V輸入電動機的功率P電＝IMUM＝550W（3）電動機的發(fā)熱功率P熱＝Ieq\o\al(2,M)r＝20W電動機輸出的機械功率P出＝P電－P熱＝530W由P出＝mgv解得m＝53kg12.解：因為從一端到另一端，電阻率的變化規(guī)律為ρ＝ρ0＋kl，所以電阻率是均勻變化的，在公式R＝ρeq\f(l,S)中，ρl的乘積可用ρl圖線的面積表示.故R＝eq\f(ρ0＋ρ0＋kl,2)·eq\f(l,s)＝eq\f(（2ρ0＋kl）l,S)13.解：（1）小球進入板間后，受重力和電場力作用，且到AB板中間時速度為零.設兩板間電壓為UAB，由動能