2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第8章 恒定電流 第23講 電流 電阻 電功及電功率練習(xí)（含解析）

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1、第23講 電流 電阻 電功及電功率 [解密考綱]主要考查歐姆定律、電阻定律、電功、電功率、焦耳定律、伏安特性曲線等． 1．(2019·長(zhǎng)春月考)一根均勻電阻絲的電阻為R，在溫度不變的情況下，下列情況中其電阻值為2R的是(　　) A．當(dāng)長(zhǎng)度不變，橫截面積增大一倍時(shí) B．當(dāng)橫截面積不變，長(zhǎng)度增大一倍時(shí) C．長(zhǎng)度和橫截面積都縮小一倍時(shí) D．長(zhǎng)度和橫截面半徑都增大一倍時(shí) B　解析 由R＝可知，長(zhǎng)度不變，橫截面積增為2倍時(shí)，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的一半，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)橫截面積不變，長(zhǎng)度增大一倍時(shí)，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，選項(xiàng)B正確；當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面積都縮小一半時(shí)，電阻不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面半徑

2、都增大一倍時(shí)，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．(2019·寧波月考)如圖甲所示，兩根材料相同、粗細(xì)不同的均勻?qū)wA、B疊在一起串聯(lián)接入電路，從上往下測(cè)得兩導(dǎo)體沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)變化如圖乙所示，已知導(dǎo)體A的電阻為R，則導(dǎo)體B的電阻為(　　) A．R B．2R C．3R D．4R B　解析 由于兩導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，IA＝IB，由U＝IR＝Iρ知U-L圖象的斜率k＝，又Iρ相同，A、B兩導(dǎo)體的橫截面積之比＝＝，由題圖知，A、B導(dǎo)體的長(zhǎng)度之比為1∶4，根據(jù)R＝ρ知，導(dǎo)體B的電阻為2R，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 3．(2019·河南中原名校聯(lián)考)一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)

3、，通過的電流是I，若將此導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的4倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?　　) A． B．4U C． D．16U D　解析 由題意知導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的4倍時(shí)，電阻橫截面積為原來(lái)的，由電阻R＝ρ得電阻變?yōu)樵瓉?lái)的16倍．要使電流仍為I，則電壓為原來(lái)的16倍，故選項(xiàng)D正確． 4．(多選)如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R改裝的電表，下列說法正確的是(　　) A．甲表是電流表，R增大時(shí)量程增大 B．甲表是電流表，R增大時(shí)量程減小 C．乙表是電壓表，R增大時(shí)量程增大 D．乙表是電壓表，R增大時(shí)量程減小 BC　解析 靈敏電流表G串聯(lián)電阻分壓

4、，改裝為電壓表；G并聯(lián)小電阻分流，改裝為電流表．電壓表量程為U＝Ig(Rg＋R)，R增大，U增大，選項(xiàng)C正確；電流表量程為I＝Ig＋，R增大，I減小，選項(xiàng)B正確． 5．(2019·浙江五校聯(lián)考)電動(dòng)玩具汽車的直流電動(dòng)機(jī)電阻一定，當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí)，通過的電流為0.3 A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)加上3 V電壓時(shí)，電流為1 A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作．則(　　) A．電動(dòng)機(jī)的電阻是3 Ω B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的發(fā)熱功率是3 W C．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率是4 W D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)機(jī)械功率是2 W D　解析 當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)電路是純電阻電路，由歐姆定律

5、求解電動(dòng)機(jī)的電阻．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由P＝UI求出電功率，由P熱＝I2R求出熱功率，兩者之差即為機(jī)械功率．當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，利用歐姆定律得r＝＝1 Ω，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)加上3 V電壓時(shí)，消耗的電能一部分發(fā)熱，一部分轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能，消耗的電功率為P＝IU＝1×3 W＝3 W，發(fā)熱功率P熱＝I2R＝12×1 W＝1 W，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系，產(chǎn)生的機(jī)械功率為P機(jī)＝P－P熱＝3 W－1 W＝2 W，選項(xiàng)D正確． 6．(2019·北京平谷區(qū)高三一模)某同學(xué)學(xué)習(xí)了歐姆表原理后，想自己設(shè)計(jì)并改裝一個(gè)歐姆表．他手上有如下器材：量程100 μA、內(nèi)阻500 Ω的電流計(jì)；電動(dòng)勢(shì)1.5

6、V的一節(jié)干電池；滑動(dòng)變阻器、電阻箱和若干定值電阻．他設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)他將兩表筆短接，電流計(jì)指針滿偏時(shí)，他計(jì)算出電路中的總電阻為15 kΩ，然后他將一個(gè)10 Ω和20 Ω的電阻分別接到兩表筆之間時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針指示的位置幾乎一樣，很難區(qū)分．進(jìn)一步研究后他認(rèn)為，只有所測(cè)電阻與歐姆表總內(nèi)阻相當(dāng)時(shí)，測(cè)量結(jié)果才比較準(zhǔn)確．為此他想到了將小量程電流表改裝成大量程電流表的方法，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，并聯(lián)電阻R1后，可使干路電流是流經(jīng)電流計(jì)電流的n倍．若要測(cè)量阻值約20 Ω的電阻，n的取值最合適的是(　　) A．n＝10 000 B．n＝1 000 C．n＝100 D．n＝10 B　解

7、析 由于要測(cè)量阻值約20 Ω的電阻，當(dāng)歐姆表總內(nèi)阻均為20 Ω時(shí)測(cè)量結(jié)果才比較準(zhǔn)確，由于R0非常大則有R1≈20 Ω，干路電流I＝＋，流經(jīng)電流計(jì)電流I′＝，所以n＝＝＝＝751，故n的取值最合適的是1 000，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確． 7．(多選)如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12 V，燈泡L上標(biāo)有“6 V　12 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝0.50 Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是(　　) A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為12 W B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12 W C．電動(dòng)機(jī)的熱功率為2.0 W D．整個(gè)電路消耗的電功率為22 W AC　解析 燈泡L能正常發(fā)光，則電動(dòng)

8、機(jī)兩端電壓為6 V，通過電動(dòng)機(jī)的電流IM＝IL＝＝ A＝2 A，則電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入＝UIM＝6×2 W＝12 W，選項(xiàng)A正確；整個(gè)電路消耗的電功率P總＝PL＋PM＝24 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝IRM＝22×0.50 W＝2.0 W，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P入－P熱＝(12－2.0) W＝10 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤． 8．(2019·北京石景山區(qū)高三一模)兩個(gè)電壓表V1和V2是由完全相同的兩個(gè)電流表改裝而成的，V1的量程是5 V，V2的量程是15 V．現(xiàn)把V1和V2串聯(lián)起來(lái)測(cè)量15 V～20 V電壓．下列說法正確的是(　　) A．V1和V2的示數(shù)相同 B．V1和V2

9、指針偏轉(zhuǎn)的角度相同 C．V1和V2示數(shù)不同，指針偏轉(zhuǎn)的角度也不同 D．V1和V2的示數(shù)與V1和V2的內(nèi)阻成反比 B　解析 兩伏特表串聯(lián)，流過兩伏特表表頭的電流相等，兩伏特表指針偏轉(zhuǎn)角度相等，由于流過伏特表的電流相等而它們的內(nèi)阻不同，則兩伏特表兩端電壓不同，電壓表讀數(shù)不同，故選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；因是串聯(lián)關(guān)系，電流大小一樣，兩表的示數(shù)與內(nèi)阻成正比，即兩表讀數(shù)之比等于兩伏特表內(nèi)阻之比，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 9．(2019·四川仁壽一中三模)(多選)一輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)?？蛙?，擁有三十多個(gè)座位，其電池每次充電僅需三至五個(gè)小時(shí)，蓄電量可讓客車一次性跑600 km，客車時(shí)速最高可達(dá)180 km

10、/h.已知某總質(zhì)量為9×103 kg的環(huán)?？蛙?，當(dāng)它在某城市水平公路面上以＝72 km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(具有一定電阻)的輸入電流為150 A，電壓為300 V，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率，在此行駛狀態(tài)下(取g＝10 m/s2)，則(　　) A．驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電阻為0.4 Ω B．驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率為4.5×104 W C．客車所受阻力的大小為2 250 N D．客車所受阻力的大小為1 800 N AD　解析 輸入功率的20%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)焦耳定律 UI×20%＝I2r，r＝ Ω＝0.4 Ω，選項(xiàng)A正確；驅(qū)動(dòng)電機(jī)將輸入功率的80%輸出用

11、于牽引汽車前進(jìn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率為 UI×80%＝300×150×80% W＝3.6×104 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P＝Ffv，F(xiàn)f＝＝ N＝1 800 N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 10．(多選)某起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)輸入電壓為380 V，當(dāng)起重機(jī)以0.1 m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為5.7×103 kg的貨物時(shí)，測(cè)得電動(dòng)機(jī)的電流為20 A，g取10 m/s2.則下列說法正確的是(　　) A．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為19 Ω B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4.75 Ω C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為7.6×103 W D．電動(dòng)機(jī)的工作效率為75% BD　解析 由UI＝m

12、gv＋I(xiàn)2r，可得電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝4.75 Ω，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為mgv＝5.7×103 kg×10 m/s2×0.1 m/s＝5.7×103 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的工作效率為η＝×100%＝75%，選項(xiàng)D正確． 11．(2019·瀘州模擬)如圖所示，R1＝R，R2＝2R，R3＝3R，R4＝4R，電源負(fù)極接地，閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，電容器帶電量為Q1；斷開開關(guān)S，將R1和R3的位置互換，開關(guān)重新閉合穩(wěn)定后，電容器帶電量為Q2，則Q1和Q2的比值為(　　) A．1 B． C． D． C　解析 圖示狀態(tài)R1兩端的電壓等于電容器上極板的電勢(shì)φ1＝E＝E＝E；電阻R2兩

13、端的電壓等于電容器下極板的電勢(shì)φ2＝E＝E＝E；電容器兩極板間的電壓U1＝E－E＝E， 電容器所帶的電量Q1＝CU1＝C·E＝CE； 斷開開關(guān)S將R1和R3的位置互換，開關(guān)重新閉合穩(wěn)定后，電阻R3兩端的電壓等于電容器上極板的電勢(shì) φ′1＝E＝E＝E； 電容器兩端的電壓 U2＝E－E＝E； 電容器所帶的電量Q2＝CU2＝CE； 電容器所帶的電量＝，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 12．如圖甲所示的電路中，電流表A1的指針指滿刻度，電流表A2的指針指滿刻度的處，圖乙中，A2的指針指滿刻度，A1的指針指滿刻度的處，已知A1的電阻為0.45 Ω，則A2的電阻為(　　) A．0.1

14、Ω B．0.15 Ω C．0.3 Ω D．0.6 Ω A　解析 設(shè)電流表A1、A2的滿偏電流分別為I1、I2；由題意知，當(dāng)電流表串聯(lián)時(shí)I1＝I2；當(dāng)電流表并聯(lián)時(shí)I2R2＝I1R1；由于R1＝0.45 Ω，解得R2＝0.1 Ω，故選項(xiàng)A正確． 13．如圖所示，在相距40 km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800 Ω，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表的示數(shù)為40 mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)？ 解析 設(shè)發(fā)生短路處距A處為x，根據(jù)歐姆定律I＝可得，A端到短路處的兩根輸電線的總電阻Rx＝＝ Ω＝250 Ω根據(jù)電阻定律可知Rx＝ρ，A、B兩地間輸

15、電線的總電阻為R總＝ρ，由上式得＝，解得x＝l＝×40 km＝12.5 km. 答案 12.5 km 14．如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U＝12 V，電解槽內(nèi)阻rA＝2 Ω，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為 6 A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為4 A．求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率； (2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻； (3)在電解槽工作時(shí)，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，由歐姆定律得R＝＝ Ω＝2 Ω， 其發(fā)熱功率為P＝UI1＝12×6 W＝72 W. (2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得UI2＝IrM＋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－IrA， 所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W. 答案 (1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 7