【創(chuàng)新導(dǎo)學(xué)案】2021年高考物理總復(fù)習(xí)課時知能訓(xùn)練：7-1-電流-電阻-電功及電功率

7-1電流電阻電功及電功率(45分鐘100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題7分，共70分。每小題至少一個答案正確，選不全得4分。)1．如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細(xì)均勻電阻絲的伏安特性曲線，下列推斷中正確的是()A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗B．b代表的電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比【解析】b圖線的斜率大，表示電阻小，由電阻定律，R＝ρeq\f(l,S)，b代表的電阻絲粗，選項B正確，A、C錯誤；電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與電阻兩端的電壓無關(guān)，選項D錯誤?！敬鸢浮緽2．(2022·北京東城模擬)如圖甲所示，在材質(zhì)均勻的圓形薄電阻片上，挖出一個偏心小圓孔。在彼此垂直的直徑AB和CD兩端引出四個電極A、B、C、D。先后分別將A、B或C、D接在電壓恒為U的電路上，如圖乙和圖丙所示。比較兩種接法中電阻片的熱功率大小，應(yīng)有()A．兩種接法電阻片熱功率一樣大B．接在AB兩端電阻片熱功率大C．接在CD兩端電阻片熱功率大D．無法比較【解析】可以設(shè)想將電阻片沿AB、CD直徑分為四部分，AC、AD部分電阻大于BC、BD部分電阻。接在AB兩端可視為AD與BD串聯(lián)，AC與BC串聯(lián)，然后并聯(lián)；接在CD兩端可視為AC與AD串聯(lián)，BC與BD串聯(lián)，然后并聯(lián)；由串聯(lián)并聯(lián)電路學(xué)問可知，接在CD兩端電阻小，接在CD兩端電阻片熱功率大，選項C正確?！敬鸢浮緾3．銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子中有n個自由電子，今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)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)【解析】每摩爾銅的體積為eq\f(m,ρ)，單位體積內(nèi)銅原子個數(shù)為n′＝eq\f(n,\f(m,ρ))＝eq\f(ρn,m)，由電流的微觀表達(dá)式I＝n′eSv得：v＝eq\f(mI,neSρ)，故選項D正確?！敬鸢浮緿4．(2021·大同模擬)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(shù)參數(shù)如下表所示。依據(jù)表中所供應(yīng)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0.7MPa額定電壓220V電器類別I類A.6.8AB．0.15AC．4.4AD．0.23A【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)＝eq\f(1500,220)A＝6.8A，故選項A正確?！敬鸢浮緼5．如圖所示為一未知電路，現(xiàn)測得兩個端點a、b之間的電阻為R，若在a、b之間加上電壓U，測得通過電路的電流為I，則該未知電路的電功率肯定為()A．I2RB.eq\f(U2,R)C．UID．UI－I2R【解析】不管電路是否為純電阻電路，電路的電功率肯定為P＝UI，選項C正確；只有電路為純電阻電路時，才有P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)，故A、B錯誤；而UI－I2R為電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的功率，故D錯誤?！敬鸢浮緾6．如圖所示，用輸出電壓為1.4V，輸出電流為100mA的充電器對內(nèi)阻為2Ω的鎳—氫電池充電。下列說法正確的是()A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12WB．充電器輸出的電功率為0.14WC．充電時，電池消耗的熱功率為0.02WD．充電器把0.12J的電能儲蓄在電池內(nèi)【解析】充電器對電池的充電功率為P總＝UI＝0.14W，電池充電時的熱功率為P熱＝I2r＝0.02W，所以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為P化＝P總－P熱＝0.12W，但0.12W≠0.12J，故A、B、C正確，D錯誤?！敬鸢浮緼BC7．電阻R和電動機M串聯(lián)接到電路時，如右圖所示，已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機正常工作。設(shè)電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量Q1，電流通過電動機做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有()A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2【解析】電動機是非純電阻，其兩端電壓U2＞IR＝U1，B錯；電流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1＜W2，C錯；產(chǎn)生的熱量由Q＝I2Rt可推斷Q1＝Q2，A對D錯?！敬鸢浮緼8．如圖所示是橫截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的I-R圖像。現(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則()A．甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓小B．甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率小C．在相同時間內(nèi)，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少D．甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率少【解析】若將兩電阻絲串聯(lián)接入電路中，由于通過兩電阻絲的電流相同，由題圖可知，此時甲的電阻大于乙的電阻，所以甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓大，A錯誤；由于兩電阻絲的橫截面積、長度均相同，故甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率大，B錯誤；由Q＝I2Rt可知，在相同時間內(nèi)，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少，C正確；由P＝I2R可知，D錯誤?！敬鸢浮緾9．(2021·西安聯(lián)考)小燈泡通電后，其電流I隨所加電壓U變化的圖線如右圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，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．對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對應(yīng)P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積【解析】在I-U圖像中，圖線上某點與原點的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，圖像中連線的斜率漸漸減小，電阻應(yīng)漸漸增大；對應(yīng)P點，小燈泡的電壓為U1，電流為I2，依據(jù)歐姆定律可知，小燈泡的電阻應(yīng)為R＝eq\f(U1,I2)；其工作功率為P＝U1I2，即為圖中矩形PQOM所圍的面積，因此本題應(yīng)選擇A、B、D項。【答案】ABD10．(2021·上海期末)如下圖所示，把兩個相同的燈泡分別接在甲、乙電路中，甲電路兩端的電壓為8V，乙電路兩端的電壓為16V。調(diào)整變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時變阻器消耗的功率分別為P1和P2，兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，則下列關(guān)系中正確的是()A．P甲＜P乙B．P甲＞P乙C．P1＞P2D．P1＝P2【解析】由燈都正常發(fā)光可知，R1中電流是R2中電流的2倍，故兩電路中消耗的總功率P甲＝P乙，又P甲＝P燈＋P1、P乙＝P燈＋P2，故P1＝P2，選項D正確，A、B、C錯誤?！敬鸢浮緿二、計算題(本大題共2小題，共30分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(15分)四川省“十二五”水利進(jìn)展規(guī)劃指出，若按現(xiàn)有供水力量測算，我省供水缺口極大，蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，進(jìn)入蓄水池，用一臺電動機通過傳功效率為80%的皮帶，帶動效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V，此時輸入電動機的電功率為19kW，電動機的內(nèi)阻為0.4Ω。已知水的密度為1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2。求：(1)電動機內(nèi)阻消耗的熱功率；(2)將蓄水池蓄入864m3的水需要的時間(不計進(jìn)、出水口的水流速度)?！窘馕觥?1)設(shè)電動機的電功率為P，則P＝UI①設(shè)電動機內(nèi)阻r上消耗的熱功率為Pr，則Pr＝I2r②代入數(shù)據(jù)解得Pr＝1×103W。③(2)設(shè)蓄水總質(zhì)量為M，所用抽水時間為t。抽水高度為h，蓄水池容積為V，水的密度為ρ，則M＝ρV④設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢能為ΔEp，則ΔEp＝Mgh⑤設(shè)電動機的輸出功率為P0，則P0＝P－Pr⑥依據(jù)能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp⑦代入數(shù)據(jù)解得t＝2×104s。⑧【答案】(1)1×103W(2)2×104s12．(2021·濟(jì)南模擬)(15分)如圖所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內(nèi)阻rA＝2Ω，當(dāng)S1閉合、S2、S3斷開時，電流表A示數(shù)為6A；當(dāng)S2閉合、S1、S3斷開時，A示數(shù)為5A，且電動機輸出功率為35W；當(dāng)S3閉合、S1、S2斷開時，A示數(shù)為4A。求：(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？(2)電動機的內(nèi)阻是多少？(3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？【解析】(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)得R＝eq\f(U,I1)＝2