（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 課時分層作業(yè) 二十三 8.1 電流 電阻 電功及電功率.doc

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課時分層作業(yè) 二十三 電流　電阻　電功及電功率 (45分鐘　100分) 【基礎達標題組】 一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。1～6題為單選題,7～10題為多選題) 1.有四個金屬導體,它們的伏安特性曲線分別是圖中的a、b、c、d,則電阻最大的是 (　　) A.a B.b C.c D.d 【解析】選D。伏安特性曲線中斜率是電阻的倒數(shù),所以斜率最小的阻值最大,據(jù)圖知d的斜率最小,阻值最大,D對。 2.一個電壓表由表頭G與分壓電阻R串聯(lián)而成,如圖所示,若在使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)總是比準確值稍小一些,采用下列哪種措施可以加以改進 (　　) A.在R上串聯(lián)一個比R小得多的電阻 B.在R上串聯(lián)一個比R大得多的電阻 C.在R上并聯(lián)一個比R小得多的電阻 D.在R上并聯(lián)一個比R大得多的電阻 【解析】選D。當電壓一定,減小電阻,表頭的電流增大,則讀數(shù)增大,由于讀數(shù)只是稍小,應略減小電阻,故選D。 【總結(jié)提升】電流表和電壓表指針能夠偏轉(zhuǎn)的原因是表中有電流通過,指針的偏角θ與電流I成正比,即電流表刻度盤上的電流刻度是均勻的。 根據(jù)歐姆定律電流I與表頭兩端電壓成正比,則指針的偏角θ與電壓U成正比。 電流表頭G的電阻Rg叫表頭內(nèi)阻。指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時對應的電流Ig叫滿偏電流;與之對應的電壓Ug叫滿偏電壓,Ug=IgRg。 3.(2018襄陽模擬)如圖所示,一個電阻R和一個燈泡L串聯(lián)接在電壓恒為U的電源上,電路中的電流為I。電阻兩端的電壓為U1,電功率為P1;燈泡兩端的電壓為U2,電功率為P2,則下列關系式正確的是 (　　) A.P1=UI B.P2= C.U2=U-IR D.U1=U-IR 【解析】選C。電阻和燈泡均為純電阻,故P=UI=I2R=。R消耗的功率應為P1=U1I,故A錯誤;燈泡的功率應為P2=U2I=,故B錯誤;根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可以知道U1+U2=U,而電阻兩端的電壓U1=IR,故U2=U-IR,所以C選項是正確的,D錯誤。 4.在如圖所示電路中,AB為粗細均勻、長為L的電阻絲,以A、B上各點相對A點的電壓為縱坐標,各點離A點的距離x為橫坐標,則U隨x變化的圖線應為 (　　) 【解析】選A。由U=IRx=x=x,其中E、L均為定值,故U與x成正比。A正確。 5.關于電流,下列說法中正確的是 (　　) A.通過導體橫截面的電荷量越多,電流越大 B.電子運動的速率越大,電流越大 C.單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流越大 D.因為電流有方向,所以電流是矢量 【解析】選C。電流的大小等于單位時間內(nèi)流過導體橫截面的電荷量,故A錯,C對;電流的微觀表達式I=neSv,電流的大小由單位體積的電荷數(shù)、每個電荷所帶電量、導體的橫截面積和電荷定向移動的速率共同決定,故B錯;矢量運算遵循平行四邊形定則,標量的運算遵循代數(shù)法則,電流的運算遵循代數(shù)法則,故電流是標量,故D錯。 6.(2018岳陽模擬)如圖所示,電流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由兩個相同的電流計改裝而成,現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中。閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,下列說法中正確的是 (　　) A.A1、A2的讀數(shù)之比為1∶1 B.A1、A2的讀數(shù)之比為5∶1 C.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為5∶1 D.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶5 【解析】選B。圖中A1、A2并聯(lián),兩端電壓相等,又因A1、A2是由兩個相同的電流計改裝而成,所以A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,即偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶1,再結(jié)合其量程可知A1、A2的讀數(shù)之比為5∶1,B正確。 7.電壓表、電流表均由小量程電流表(表頭)改裝而成,則下列說法中正確的是 (　　) A.由表頭改裝成電壓表,需給表頭串聯(lián)一個大電阻 B.由表頭改裝成電壓表,需給表頭并聯(lián)一個大電阻 C.由表頭改裝成電流表,需給表頭并聯(lián)一個小電阻 D.由表頭改裝成電流表,需給表頭串聯(lián)一個大電阻 【解析】選A、C。利用串聯(lián)電阻的分壓作用,將表頭和大電阻串聯(lián),讓大部分電壓被串聯(lián)電阻分擔,擴大量程,改裝成電壓表;利用并聯(lián)電阻的分流作用,將表頭和小電阻并聯(lián),大部分電流被并聯(lián)電阻分擔,擴大量程,改裝成電流表。 【加固訓練】 有兩個相同的靈敏電流計,允許通過的最大電流(滿偏電流)為Ig=1 mA,表頭電阻Rg=20 Ω,若改裝成一個量程為0～3 V的電壓表和一個量程為0～0.6 A的電流表應分別 (　　) A.串聯(lián)一個2 980 Ω的電阻和并聯(lián)一個0.033 Ω 的電阻 B.并聯(lián)一個2 980 Ω的電阻和串聯(lián)一個0.033 Ω 的電阻 C.串聯(lián)一個2 970 Ω的電阻和并聯(lián)一個0.05 Ω 的電阻 D.并聯(lián)一個2 970 Ω的電阻和串聯(lián)一個0.05 Ω 的電阻 【解析】選A。若改裝成一個量程為0～3 V的電壓表需串聯(lián)一個分壓電阻,由U=Ig(R+Rg)得,所串聯(lián)的分壓電阻阻值R=2 980 Ω。若改裝成一個量程為0～ 0.6 A的電流表需并聯(lián)一個分流電阻,由IgRg=(I-Ig)R得,所并聯(lián)的分流電阻阻值R≈0.033 Ω。故A正確。 8.(2018棗莊模擬)如圖所示,R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體,但R1的尺寸比R2的尺寸大。在兩導體上加相同的電壓,通過兩導體的電流方向如圖所示,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的速率大于R2中自由電荷定向移動的速率 D.R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率 【解析】選B、D。設正方形的邊長為L、厚度為d,由I=,R=ρ=ρ=,得I=,故R1、R2中的電流相等,A錯誤,B正確。由I=nqSv=nqLdv得,L大則v小,C錯誤,D正確。 【加固訓練】 (多選)(2018石家莊模擬)如圖所示為一水平絕緣盤,盤邊緣均勻地固定著帶負 電的電荷,從上向下看,盤面沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,則對該過程中形成的電流的理解正確的是 (　　) A.如果僅將盤邊緣固定的總電荷量加倍,則其形成的電流也加倍 B.如果僅將盤面轉(zhuǎn)動的角速度加倍,則其形成的電流也加倍 C.如果僅增大盤的半徑,則其形成的電流也增大 D.如果僅增大盤的半徑,則其形成的電流減小 【解析】選A、B。轉(zhuǎn)盤形成的等效電流為I=,如T不變,q變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流也加倍,A正確;如q不變,ω加倍,則T變?yōu)樵瓉淼?則電流加倍,B正確;如果僅增大盤的半徑,q、T均不變,則電流不變,故C、D錯誤。 9.如圖所示,把四個相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后,燈泡都正常發(fā)光,且兩個電路的總功率相等,則這兩個電路中的U甲、U乙,R甲、R乙之間的關系正確的是 (　　) A.U甲>U乙 B.U甲=4U乙 C.R甲=4R乙 D.R甲=2R乙 【解析】選A、C。設燈泡正常工作時電壓為U,電流為I,則U甲I=U乙2I,則U甲=2U乙,A正確,B錯誤;根據(jù)I2R甲=(2I)2R乙,得R甲=4R乙,C正確,D錯誤。 10.如圖所示,有一內(nèi)電阻為4.4 Ω的電解槽和一盞標有“110 V　60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電源兩端,燈泡正常發(fā)光,則 (　　) A.電解槽消耗的電功率為120 W B.電解槽的發(fā)熱功率為60 W C.電解槽消耗的電功率為60 W D.電路消耗的總功率為120 W 【解題指導】解答本題應注意以下兩點: (1)燈泡和電解槽電路連接關系是串聯(lián)。 (2)燈泡正常發(fā)光,說明燈泡和電解槽均分得110 V電壓,且電流I== A。 【解析】選C、D。I== A,P電解槽=P燈=60 W,故A錯,C對;P熱=I2R內(nèi)≈1.3 W,即B錯;P總=P燈+P電解槽=120 W,故D對。 二、計算題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 11.如圖所示,A為電解槽,為電動機,N為電爐子,恒定電壓U=12 V,電解槽內(nèi)阻rA=2 Ω,S1閉合,S2、S3斷開時,電流表示數(shù)為6 A;當S2閉合,S1、S3斷開時,電流表示數(shù)為5 A,且電動機輸出功率為35 W;當S3閉合,S1、S2斷開時,電流表示數(shù)為4 A。求: (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率。 (2)電動機的內(nèi)阻。 (3)在電解槽工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為多少。 【解析】(1)電爐子為純電阻元件,由歐姆定律得: R== Ω=2 Ω 其發(fā)熱功率為:P=UI1=126 W=72 W。 (2)電動機為非純電阻元件,由能量守恒定律得: UI2=rM+P輸出 所以:rM== Ω=1 Ω。 (3)電解槽為非純電阻元件,由能量守恒定律得: P化=UI3-rA 所以P化=(124-422)W=16 W。 答案:(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 【加固訓練】 (多選)某集裝箱吊車的交流電動機輸入電壓為380 V,當?shù)踯囈?.1 m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為5.7103 kg的集裝箱時,測得電動機的電流為20 A,g取 10 m/s2,則(　　) A.電動機的內(nèi)阻為4.75 Ω B.電動機的輸出電壓為285 V C.電動機的輸出功率為7.6103 W D.電動機的工作效率為75% 【解析】選A、D。電動機輸出功率為P=mgv=5.7103100.1 W=5.7103 W;由UI=P+I2R解得R=4.75 Ω,A正確,C錯誤;電動機沒有輸出電壓,B錯誤;電動機的工作效率為η==75%,D正確。 【能力拔高題組】 1.(8分)如圖所示為電流表與電壓表合一的電表,靈敏電流表G的內(nèi)阻Rg=120 Ω,滿偏電流Ig=3 mA,電壓表量程是6 V,電流表量程是3 A。 (1)雙刀雙擲開關S接到哪邊是電流表?接到哪邊是電壓表? (2)求R1和R2的值。 【解析】開關S接到a、b時,電流表G與R1串聯(lián),為電壓表 由歐姆定律,得U=Ig(Rg+R1) 分壓電阻 R1=-Rg= Ω-120 Ω=1 880 Ω 開關S接到c、d時,電流表G與R2并聯(lián),為電流表,IgRg=(I-Ig)R2 分流電阻 R2== Ω≈0.12 Ω。 答案:(1)接到a、b是電壓表,接到c、d是電流表 (2)1 880 Ω　0.12 Ω 2.(17分)四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出,若按現(xiàn)有供水能力測算,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20 m,進入蓄水池,用一臺電動機通過傳動效率為80%的皮帶,帶動效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380 V,此時輸入電動機的電功率為19 kW,電動機的內(nèi)阻為0.4 Ω。已知水的密度為1103 kg/m3,重力加速度取10 m/s2。求: (1)電動機內(nèi)阻消耗的熱功率。 (2)將蓄水池蓄入864 m3的水需要的時間(不計進、出水口的水流速度)。 【解析】(1)設電動機的電功率為P,則P=UI, 設電動機內(nèi)阻r上消耗的熱功率為Pr,則Pr=I2r,代入數(shù)據(jù)解得Pr=1103 W。 (2)設蓄水總質(zhì)量為M,所用抽水時間為t。已知抽水高度為h,容積為V,水的密度為ρ,則M=ρV, 設質(zhì)量為M的河水增加的重力勢能為ΔEp, 則ΔEp=Mgh, 設電動機的輸出功率為P0,則P0=P-Pr, 根據(jù)能量守恒定律得P0t60%80%=ΔEp, 代入數(shù)據(jù)解得t=2104 s。 答案:(1)1103W　(2)2104 s