【優(yōu)化方案】2022屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)-第7章-第1節(jié)-歐姆定律、電阻定律、電功率及焦耳定律-

2022高考導(dǎo)航考綱呈現(xiàn)1．歐姆定律Ⅱ2．電阻定律Ⅰ3．電阻的串聯(lián)、并聯(lián)Ⅰ4．電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻Ⅰ5．閉合電路的歐姆定律Ⅱ6．電功率、焦耳定律Ⅰ試驗(yàn)七：測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)試驗(yàn)八：描繪小電珠的伏安特性曲線試驗(yàn)九：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻試驗(yàn)十：練習(xí)使用多用電表說明：不要求解反電動(dòng)勢(shì)的問題．熱點(diǎn)視角1．部分電路的歐姆定律、閉合電路的歐姆定律、電路的串、并聯(lián)規(guī)律仍為高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容之一，包括串、并聯(lián)電路的計(jì)算(電流、電壓、電阻的求解)、電功和電功率在串、并聯(lián)電路中的支配以及含容電路的分析與計(jì)算，特殊是直流電路的動(dòng)態(tài)問題分析，是高考的熱點(diǎn)，常以選擇題的形式毀滅．2．對(duì)電學(xué)試驗(yàn)(包括試驗(yàn)原理、試驗(yàn)方法的理解和試驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)等)的考查，是熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)，以試驗(yàn)題的形式毀滅．3．本章學(xué)問常與電場(chǎng)、電磁感應(yīng)、溝通電等學(xué)問結(jié)合，考查同學(xué)的綜合分析力氣，這類題目常以計(jì)算題的形式毀滅．第一節(jié)歐姆定律、電阻定律、電功率及焦耳定律[同學(xué)用書P124]一、電流、歐姆定律1．電流(1)定義：自由電荷的定向移動(dòng)形成電流．(2)方向：規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向．(3)三個(gè)公式①定義式：I＝q/t；②微觀式：I＝nqvS；③I＝eq\f(U,R).2．歐姆定律(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比．(2)公式：I＝U/R.(3)適用條件：適用于金屬和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路．1.(單選)(2021·南昌調(diào)研)安培提出了出名的分子電流假說，依據(jù)這一假說，電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流．設(shè)帶電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其電流的等效電流強(qiáng)度I和方向?yàn)?)A.eq\f(ve,2πr)順時(shí)針 B.eq\f(ve,r)順時(shí)針C.eq\f(ve,2πr)逆時(shí)針 D.eq\f(ve,r)逆時(shí)針答案：C二、電阻、電阻率、電阻定律1．電阻(1)定義式：R＝eq\f(U,I).(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，R越大，阻礙作用越大．2．電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．(2)表達(dá)式：R＝ρeq\f(l,S).3．電阻率(1)計(jì)算式：ρ＝Req\f(S,l).(2)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性．(3)電阻率與溫度的關(guān)系①金屬：電阻率隨溫度的上升而增大．②半導(dǎo)體：電阻率隨溫度的上升而減?。鄢瑢?dǎo)體：當(dāng)溫度降低到確定零度四周時(shí)，某些材料的電阻率突然減小為零成為超導(dǎo)體．2.(單選)(2021·山東省名校聯(lián)考)歐姆不僅發(fā)覺了歐姆定律，還爭(zhēng)辯了電阻定律．有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且a>b>c.電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是()答案：A三、電功、電功率、焦耳定律1．電功(1)實(shí)質(zhì)：電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程．(2)公式：W＝qU＝UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式．2．電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式．3．焦耳定律電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt，這是計(jì)算電熱普遍適用的公式．4．熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量．(2)表達(dá)式：P＝eq\f(Q,t)＝I2R.3.(單選)當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J．為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是()A．3V1.8J B．3V3.6JC．6V1.8J D．6V3.6J答案：D考點(diǎn)一對(duì)電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用[同學(xué)用書P125]1．電阻與電阻率的區(qū)分(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量，電阻大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積及材料等有關(guān)，電阻率是描述導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積無關(guān)．(2)導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不愿定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不愿定?。?3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)．2．電阻的打算式和定義式的區(qū)分公式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)區(qū)分電阻定律的打算式電阻的定義式說明白電阻的打算因素供應(yīng)了一種測(cè)定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體(單選)(2021·廣州模擬)有兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線A和B，假如把導(dǎo)線A均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍，導(dǎo)線B對(duì)折后絞合起來，則其電阻之比為()A．1∶16 B．16∶1C．1∶4 D．4∶1[解題探究](1)導(dǎo)體被拉伸或絞合后不變的兩個(gè)物理量是什么？(2)A拉長(zhǎng)到原來的2倍，橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲?3)B對(duì)折絞合，長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？[解析]設(shè)A、B原來電阻均為R，長(zhǎng)度均為l，橫截面積均為S.則R＝ρeq\f(l,S)對(duì)A：RA＝ρeq\f(2l,S/2)＝4R對(duì)B：RB＝ρeq\f(l/2,2S)＝eq\f(1,4)R故eq\f(RA,RB)＝16∶1，B正確．[答案]B[總結(jié)提升]某一導(dǎo)體的外形轉(zhuǎn)變后，爭(zhēng)辯其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)：(1)導(dǎo)體的電阻率不變．(2)導(dǎo)體的體積不變，由V＝lS可知l與S成反比．(3)在ρ、l、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律R＝ρeq\f(l,S)求解．1.(單選)一個(gè)內(nèi)電阻可以忽視的電源，給一個(gè)絕緣的圓管子里裝滿的水銀供電，電流為0.1A，若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管子里，那么通過的電流將是()A．0.4A B．0.8AC．1.6A D．3.2A解析：選C.因電阻R＝ρeq\f(l,S)，內(nèi)徑大一倍，截面積就變?yōu)樵瓉淼乃谋叮忠蛩y體積不變，所以長(zhǎng)度l變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，故電阻變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,16)，所以電流變?yōu)樵瓉淼?6倍，為1.6A.掃一掃進(jìn)入91導(dǎo)學(xué)網(wǎng)()電阻定律考點(diǎn)二對(duì)伏安特性曲線的理解[同學(xué)用書P125]1．圖甲中的圖線a、b表示線性元件，圖乙中的圖線c、d表示非線性元件．2．圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故Ra＜Rb(如圖甲所示)．3．圖線c的電阻減小，圖線d的電阻增大(如圖乙所示)．4．伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻．(多選)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(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積大小[解析]由于燈泡的電阻在圖線上的每一點(diǎn)都是R＝eq\f(U,I)，由圖線不難看出，隨電壓的增大，電流的增加變得更加緩慢(I－U圖線的斜率漸漸減小)，電阻變大，故A、B正確，C錯(cuò)誤；小燈泡的功率P＝UI，所以D正確．[答案]ABD[思維總結(jié)]解決這類問題的兩點(diǎn)留意：(1)首先分清是I－U圖線還是U－I圖線．(2)對(duì)線性元件：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)；對(duì)非線性元件R＝eq\f(U,I)≠eq\f(ΔU,ΔI)，即非線性元件的電阻不等于U－I圖象某點(diǎn)切線的斜率．2.(多選)假如某白熾燈的U－I圖象如圖所示，圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線和橫軸所成的角為α，A點(diǎn)的切線與橫軸所夾的角為β(橫、縱坐標(biāo)均為國際單位)，以下說法中正確的是()A．白熾燈的電功率隨電壓U的增大而增大B．白熾燈的電阻隨電壓U的增大而增大C．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻為tanαD．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻為tanβ解析：選AB.由題圖可知，U增大，I增大，則電功率P＝UI增大，A正確；依據(jù)電阻的定義式R＝eq\f(U,I)知，電阻等于OA的斜率，即R＝eq\f(U0,I0)＝K，由于α是幾何角，所以tanα＝eq\f(A點(diǎn)到I軸距離,A點(diǎn)到U軸距離)，一般狀況下tanα≠eq\f(U0,I0)，故C、D錯(cuò)誤．考點(diǎn)三電功、電熱、電功率和熱功率[同學(xué)用書P126]純電阻電路與非純電阻電路的比較一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W，求：(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？(3)假如接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？[解題探究]電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻還是非純電阻元件？電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)呢？[解析](1)由于P入＝IU所以I＝eq\f(P入,U)＝eq\f(66,220)A＝0.3A.(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率為P內(nèi)＝I2R＝0.32×20W＝1.8W電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī)＝P入－P內(nèi)＝66W－1.8W＝64.2W電風(fēng)扇正常工作時(shí)的效率為η＝eq\f(W機(jī),W總)＝eq\f(P機(jī),P入)＝eq\f(64.2,66)×100%≈97.3%.(3)電風(fēng)扇的扇葉被卡住后通過電風(fēng)扇的電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,20)A＝11A電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P＝IU＝11×220W＝2420W.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P內(nèi)＝I2R＝112×20W＝2420W.[答案](1)0.3A(2)64.2W1.8W97.3%(3)11A2420W2420W[規(guī)律總結(jié)](1)無論是純電阻還是非純電阻，電功均可用W＝UIt，電熱均可用Q＝I2Rt來計(jì)算．(2)推斷是純電阻電路還是非純電阻電路的方法：一是依據(jù)電路中的元件推斷；二是看消耗的電能是否全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(3)計(jì)算非純電阻電路時(shí)，要擅長(zhǎng)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度，利用“電功＝電熱＋其他能量”查找等量關(guān)系求解．3.(單選)電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作，設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有()A．U1<U2，Q1＝Q2 B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1>Q2 D．W1<W2，Q1<Q2解析：選A.由于電阻與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，所以電流相等，又由于兩者電阻相等，由Q＝I2Rt知，Q1＝Q2，故C、D錯(cuò)誤．對(duì)電阻有：W1＝Q1，對(duì)電動(dòng)機(jī)：W2>Q2，則W1<W2，由W＝UIt知，U1<U2，故A正確．[同學(xué)用書P126]物理模型——“柱體微元”模型的應(yīng)用1．模型構(gòu)建：物質(zhì)微粒定向移動(dòng)，以速度方向?yàn)檩S線從中選取一小圓柱作為爭(zhēng)辯對(duì)象，即為“柱體微元”模型．2．模型特點(diǎn)(1)柱體內(nèi)的粒子沿軸線可認(rèn)為做勻速運(yùn)動(dòng)．(2)柱體長(zhǎng)度l＝v·Δt(v為粒子的速度)，柱體橫截面積S＝πr2(r為柱體半徑)．3．處理思路(1)選取一小柱體作為爭(zhēng)辯對(duì)象．(2)確定柱體微元中的總電荷量為Q＝nvΔtSq.(3)計(jì)算柱體中的電流I＝eq\f(Q,Δt)＝nvSq.來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流．已知質(zhì)子電荷量e＝1.60×10－19C．這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為多少？假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為N1和N2，則N1∶N2等于多少？[解析]質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)由I＝eq\f(ne,t)可知eq\f(n,t)＝eq\f(I,e)＝6.25×1015(個(gè))．建立如圖所示的“柱體微元”模型，設(shè)質(zhì)子經(jīng)過距質(zhì)子源L和4L處時(shí)的速度分別為v1、v2，在L和4L處作兩個(gè)長(zhǎng)為ΔL(極短)的柱體微元．因ΔL極短，故L和4L處的兩個(gè)柱體微元中的質(zhì)子的速度可分別視為v1、v2.對(duì)于這兩個(gè)柱體微元，設(shè)單位體積內(nèi)質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，由I＝eq\f(q,t)＝eq\f(neSvt,t)＝neSv可知，I1＝n1eSv1，I2＝n2eSv2，作為串聯(lián)電路，各處的電流相等．所以I1＝I2，故eq\f(n1,n2)＝eq\f(v2,v1).依據(jù)動(dòng)能定理，分別有eEL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，eE·4L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，可得eq\f(v2,v1)＝eq\f(2,1)，所以有eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1)，因此，兩柱體微元中的質(zhì)子數(shù)之比eq\f(N1,N2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1).[答案]6.25×1015個(gè)2∶1[方法總結(jié)]“柱體微元”模型主要解決類流體問題，如微觀粒子的定向移動(dòng)、液體流淌、氣體流淌等問題．4.(單選)如圖所示，一根橫截面積為S的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷，設(shè)棒單位長(zhǎng)度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒的運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為()A．vq B.eq\f(q,v)C．qvS D.eq\f(qv,S)解析：選A.在垂直棒的運(yùn)動(dòng)方向選取一橫截面，設(shè)棒長(zhǎng)為l，則棒上全部電荷通過這一橫截面所用的時(shí)間t＝eq\f(l,v)，由電流的定義式I＝eq\f(Q,t)，可得：I＝eq\f(lq,\f(l,v))＝qv，故A正確．1．(單選)(2021·湖北七市聯(lián)考)某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說法正確的是()A．B點(diǎn)的電阻為12ΩB．B點(diǎn)的電阻為40ΩC．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響轉(zhuǎn)變了1ΩD．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響轉(zhuǎn)變了9Ω解析：選B.A點(diǎn)電阻RA＝eq\f(3,1.0×10－1)Ω＝30Ω，B點(diǎn)電阻RB＝eq\f(6,1.5×10－1)Ω＝40Ω，故A錯(cuò)誤、B正確．ΔR＝RB－RA＝10Ω，故C、D錯(cuò)誤．2．(多選)(2021·江蘇鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，電阻R1＝20Ω，電動(dòng)機(jī)繞線電阻R2＝10Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是I1＝0.5A；當(dāng)開關(guān)S合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，此時(shí)電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)滿足()A．I＝1.5A B．I<1.5AC．P＝15W D．P<15W解析：選BD.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒有通電，歐姆定律成立，所以電路兩端的電壓U＝I1R1＝10V；當(dāng)開關(guān)S合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，通過電動(dòng)機(jī)的電流應(yīng)滿足UI2>Ieq\o\al(2,2)R2，故I2<1A；所以電流表的示數(shù)I<1.5A，電路消耗的電功率P＝UI<15W，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤．3．(單選)有一長(zhǎng)方形導(dǎo)體，長(zhǎng)a、寬b、高h(yuǎn)之比為6∶3∶2，它的六個(gè)面的中心各焊接一根電阻不計(jì)的導(dǎo)線，如圖所示，分別將AA′、BB′、CC′接在同一恒壓電源上時(shí)，導(dǎo)體中電荷的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1、v2、v3.則v1∶v2∶v3為()A．6∶3∶2 B．1∶1∶1C．2∶3∶6 D．1∶2∶3解析：選D.依據(jù)R＝ρeq\f(L,S)、I＝eq\f(U,R)和I＝nSqv得v＝eq\f(U,nρqL)，即v∝eq\f(1,L)，所以v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，D正確．4.(多選)(2021·商丘高三模擬)如圖所示，圖線1表示的導(dǎo)體的電阻為R1，圖線2表示的導(dǎo)體的電阻為R2，則下列說法正確的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把R1拉長(zhǎng)到原來的3倍長(zhǎng)后電阻等于R2C．將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則功率之比P1∶P2＝1∶3D．將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流之比I1∶I2＝1∶3解析：選AC.依據(jù)I－U圖象知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R1∶R2＝1∶3，A正確；依據(jù)公式R＝ρeq\f(l,S)可得，把R1拉長(zhǎng)到原來的3倍長(zhǎng)后，橫截面積減小為原來的eq\f(1,3)，所以電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，B錯(cuò)誤；串聯(lián)電路電流相等，所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，電流比I1∶I2＝1∶1，依據(jù)公式P＝I2R可得，功率之比P1∶P2＝1∶3，C正確；并聯(lián)電路電壓相等，電流比等于電阻之反比，所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，電流比I1∶I2＝3∶1，D錯(cuò)誤．5．(單選)有Ⅰ、Ⅱ兩根不同材料的電阻絲，長(zhǎng)度之比為l1∶l2＝1∶5，橫截面積之比為S1∶S2＝2∶3，電阻之比為R1∶R2＝2∶5，外加電壓之比為U1∶U2＝1∶2，則它們的電阻率之比為()A．2∶3 B．4∶3C．3∶4 D．8∶3解析：選B.由R＝ρeq\f(l,S)得：ρ＝eq\f(RS,l)，ρ1∶ρ2＝eq\f(R1S1l2,R2S2l1)＝4∶3，B正確．6.如圖所示，有一個(gè)提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，電阻為r＝0.6Ω，電路中的固定電阻R＝10Ω，電路兩端的電壓U＝160V，抱負(fù)電壓表的示數(shù)U′＝110V，則通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少，電動(dòng)機(jī)的輸入功率和輸出功率又各是多少？解析：R兩端的電壓UR＝U－U′＝50VIM＝IR＝eq\f(UR,R)＝eq\f(50,10)A＝5.0A電動(dòng)機(jī)的輸入功率：P＝U′IM＝110×5.0W＝550W電動(dòng)機(jī)的熱功率：P熱＝Ieq\o\al(2,M)·r＝5.02×0.6W＝15W電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P出＝P－P熱＝535W.答案：5.0A550W535W掃一掃進(jìn)入91導(dǎo)學(xué)網(wǎng)()焦耳定律一、單項(xiàng)選擇題1．(2021·哈爾濱統(tǒng)測(cè))關(guān)于電阻率，下列說法中正確的是()A．電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，其導(dǎo)電性能越好B．各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度上升而減小C．所謂超導(dǎo)體，是當(dāng)其溫度降低到接近確定零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)闊o窮大D．某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻答案：D2.如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬片，邊長(zhǎng)eq\x\to(ab)＝10cm，eq\x\to(bc)＝5cm，當(dāng)A與B之間接入的電壓為U時(shí)，電流為1A，若C與D間接入的電壓為U時(shí)，其電流為()A．4A B．2AC．0.5A D．0.25A解析：選A.設(shè)金屬片的厚度為m，則接A、B時(shí)R1＝ρ·eq\f(l,S)＝ρ·eq\f(\x\to(ab),\x\to(bc)·m)；接C、D時(shí)，R2＝ρ·eq\f(\x\to(bc),\x\to(ab)·m)；所以eq\f(R1,R2)＝eq\f(4,1)，又電壓不變，得I2＝4I1＝4A.3.(2021·福建寧德質(zhì)檢)電阻R1和R2分別標(biāo)有“2Ω1.0A”和“4Ω0.5A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖所示，則此電路中允許消耗的最大功率為()A．1.5W B．3.0WC．5.0W D．6.0W解析：選A.兩電阻的額定電流不同，R2允許通過的最大電流為0.5A，為保證電路平安，電路允許通過的最大電流I＝0.5A，所以，此電路中允許消耗的最大功率為P＝I2(R1＋R2)＝1.5W.4．下圖中的四個(gè)圖象中，最能正確地表示家庭常用的白熾燈泡在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間函數(shù)關(guān)系的是()解析：選C.白熾燈泡為純電阻，其功率表達(dá)式為：P＝eq\f(U2,R)，而U越大，電阻越大，圖象上對(duì)應(yīng)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越小，故選項(xiàng)C正確．5.(2021·河北石家莊質(zhì)檢)如圖所示，有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V,60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60W解析：選C.燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110V電壓，且干路電流I＝I燈＝eq\f(P,U)＝eq\f(6,11)A，則電解槽消耗的電功率P＝P燈＝60W，A錯(cuò)誤、C正確；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R內(nèi)≈1.3W，B錯(cuò)誤；整個(gè)電路消耗的總功率P總＝U總I＝220×eq\f(6,11)W＝120W，D錯(cuò)誤．☆6.(2021·高考安徽卷)用圖示的電路可以測(cè)量電阻的阻值．圖中Rx是待測(cè)電阻，R0是定值電阻，G是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲．閉合開關(guān)，轉(zhuǎn)變滑動(dòng)頭P的位置，當(dāng)通過電流表G的電流為零時(shí)，測(cè)得MP＝l1，PN＝l2，則Rx的阻值為()A.eq\f(l1,l2)R0 B.eq\f(l1,l1＋l2)R0C.eq\f(l2,l1)R0 D.eq\f(l2,l1＋l2)R0解析：選C.對(duì)均勻的電阻絲有R＝ρeq\f(l,S)，得eq\f(R1,R2)＝eq\f(l1,l2)，對(duì)橋式電路當(dāng)IG＝0時(shí)滿足eq\f(R0,Rx)＝eq\f(R1,R2)＝eq\f(l1,l2)，得Rx＝eq\f(l2,l1)R0，所以C項(xiàng)正確．二、多項(xiàng)選擇題7．(2021·北京模擬反饋題)將如圖所示裝置安裝在沿直軌道運(yùn)動(dòng)的火車車廂中，使桿沿軌道方向固定，就可以對(duì)火車運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行檢測(cè)．閉合開關(guān)S，當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點(diǎn)，固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中心，此時(shí)，電壓表指針指在表盤刻度中心．當(dāng)火車在水平方向有加速度時(shí)，小球在光滑絕緣桿上移動(dòng)，滑片P隨之在變阻器上移動(dòng)，電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．已知，當(dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的指針向右偏．則()A．電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)B．電壓表指針向右偏，說明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)C．電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)D．電壓表指針向右偏，說明火車可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)解析：選AD.電壓表指針向右偏，加速度向左，說明火車可能在向左做加速運(yùn)動(dòng)，也可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤D正確．電壓表指針向左偏，火車加速度向右，說明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)，也可能在向左做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確C錯(cuò)誤．8.在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V，燈泡L標(biāo)有“3V,6W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝1Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5VB．流過電動(dòng)機(jī)的電流是2AC．電動(dòng)機(jī)的效率是80%D．整個(gè)電路消耗的電功率是10W解析：選AB.燈泡恰能正常發(fā)光，說明燈泡兩端的電壓為3V，通過燈泡的電流為2A，電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是8V－3V＝5V，流過電動(dòng)機(jī)的電流是I＝2A，選項(xiàng)A、B正確；電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗功率I2RM＝4W，電動(dòng)機(jī)輸入功率為UI＝5×2W＝10W，輸出功率為6W，效率為η＝60%，整個(gè)電路消耗的電功率是10W＋6W＝16W，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．9．(2021·濟(jì)南模擬)如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大．在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖，則下列說法中正確的是()A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率D．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率解析：選BD.設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、導(dǎo)體厚度為d，則I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,L·d)＝eq\f(ρ,d)，則I＝eq\f(Ud,ρ)，故R1、R2中的電流相等，A錯(cuò)誤，B正確．由I＝nqSv＝nqLdv得，L大則v就小，C錯(cuò)誤，D正確．10．(2021·武漢調(diào)研)如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成．當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出．已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W．關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是()A．電熱絲的電阻為55ΩB．