高中物理练习部分电路电功电功率

第7章第1讲一、选择题1．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA时(设电子的速度是3×107m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电量e＝1.6×10－19C)()A．5×1011B．5×1010C．1×102D．1×104[答案]A[解析]由电流强度的定义式：I＝qt得：q＝It＝Ilv＝8×10－8C所以在整个环中运行的电子数目为：n＝qe＝5×1011个，故选项A正确．2．实验室用的小灯泡灯丝的I－U特性曲线可用图中的哪条图线来表示()[答案]A[解析]灯丝通电后发热，随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，灯丝温度不断升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，I－U曲线上对应点与原点连线的斜率必然减小，A项正确．3．普通照明电路的一只白炽灯泡不发光了，电工师傅在检修时，拧下上盖，露出了两个接线柱(如图a、b所示)．然后用测电笔分别去接触a接线柱和b接线柱，结果发现a、b两接线柱都能够使测电笔的氖管发光．根据这一现象，电工师傅就判断出了故障的性质及发光故障的部位．以下说法中你认为正确的是()A．短路．短路处必在灯口内B．短路．短路处必在跟灯口连接的两根电线之间C．断路．必是跟灯口连接的两根电线中有一根断了，且断掉的那根是零线，灯泡的钨丝肯定没有断D．断路．必是灯泡的钨丝断了，而不是连接灯口的电线断了[答案]C[解析]灯口的两个接线柱都能使测电笔的氖管发光，表明a、b两接线柱是等电势的，都跟火线等势，也就是说灯丝上流过的电流为零，所以故障性质是断路，且不是灯丝断路，而是连接灯的零线断路，故应选C项．4．在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为()[答案]A[解析]由欧姆定律得：U＝IRx，由于I为定值，而Rx∝x，故U∝x，因此选项A正确．5．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线过P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是()A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积[答案]ABD[解析]小灯泡的灯丝是一个纯电阻，在通电时满足欧姆定律．从小灯泡的I－U曲线可以看出，随着电压的增大，电压与电流的比值增大，即小灯泡的电阻增大，A正确；根据欧姆定律得，对应P点，从图象可以得出小灯泡的电阻为：R＝U1I2，C错误、B正确；小灯泡的功率P＝UI，从图象可以看出P点功率等于图中矩形PQOM所围的面积，D正确．6．如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，能使两灯泡都正常发光，并且整个电路消耗的总功率最小的电路是()[答案]B[解析]A、C选项图中灯泡不能正常发光．B、D选项图中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等，B图中总功率为200W，D图中总功率为320W，B项正确．7．如图所示电路，已知R1＝3kΩ，R2＝2kΩ，R3＝1kΩ，I＝10mA，I1＝6mA，则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是()A．a比b高，7mAB．a比b高，2mAC．a比b低，7mAD．a比b低，2mA[答案]C[解析]本题考查电流守恒定律，即流入某节点的电流一定等于从该节点流出的电流，如图所示．I3＝I－I1＝10mA－6mA＝4mAUca＝I1R1＝6×10－3×3×103V＝18VUcb＝I3R3＝4×10－3×1×103V＝4V，VbVaI2＝UbaR2＝142mA＝7mA，所以选项C正确．8．(2010·启东)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．则下列说法中正确的是()A．图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B．图线a最高点对应的功率为最大输出功率C．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PCD．b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4[答案]CD[解析]电源的电动势和内阻是一定的，由于外电阻的变化引起了总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的变化．总功率表达式为PE＝EI，对应图线a；电源内部的发热功率表达式为Pr＝I2r，对应图线b，输出功率表达式PR＝EI－I2r，对应图线c，故A选项错误；在电流相同的情况下，总功率等于输出功率与内部发热功率之和，故C项选项正确；a线最高点与b线相交于N点时，总功率等于内部的发热功率，此时输出功率为零，B选项错误；b、c线的交点M，其输出功率与内部发热功率相等，EI－I2r＝I2r，得该点横坐标I＝E2r，纵坐标为E24r，a线最高点与b线相交于N时，EI＝I2r得该点的横坐标I＝Er，纵坐标为E2r，故b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4.二、非选择题9．当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值________(填“变大”、“不变”或“变小”)．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随________变化而改变的特性制成的．[答案]变小温度[解析]光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻，半导体材料的电阻率随温度升高而减小．10．如图所示，R1＝30Ω，R4＝20Ω，电源电压恒为30V，现安培表示数为0.75A，若把电键闭合，则伏特表的示数减少1/3，滑片P位置不变，则R2的阻值为________，R3的阻值为________．[答案]60Ω20Ω[解析]设电路两端的总电压为U，与伏特表并联电阻的阻值为Rx.电键断开时，流过R1的电流为I1，电路中的总电流为I，电键闭合时，流过R1的电流为I1′，电路中的总电流为I′.电键断开时，R4两端的电压为：U4＝IR4＝0.75×20V＝15V，电阻R1两端的电压为：U1＝U－U4＝30V－15V＝15V，流过R1的电流为：I1＝U1/R1＝15/30A＝0.5A，流过R2的电流为：I2＝I－I1＝0.75A－0.5A＝0.25A，电阻R2的阻值为：R2＝U2/I2＝U1/I2＝15/0.25Ω＝60Ω.伏特表示数为：U示＝I1Rx.电键闭合时，U示′＝I1′Rx，由题意可知，U示′＝1－13U示＝23U示，解得：I1′＝23I1＝13A，电阻R1两端的电压为：U1′＝I1′R1＝13×30V＝10V，通过电阻R2的电流为：I2′＝U1′/R2＝10/60A＝16A，R4两端的电压为：U4′＝U－U1′＝30V－10V＝20V，电路中的总电流为：I′＝U4′/R4＝20/20A＝1A，通过R3的电流为：I3′＝I′－I1′－I2′＝1A－13A－16A＝0.5A，电阻R3的阻值为：R3＝U1′/I3′＝10/0.5Ω＝20Ω.11．有一个提升重物用的直流电动机，电动机铭牌有“电机内阻r＝0.6Ω”的标志，如果已知电路中的固定电阻R＝10Ω，电路两端电压U＝160V，电压表的示数U′＝110V.根据以上数据试计算：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输入功率；(3)电动机的输出功率．[答案](1)5A(2)550W(3)535W[解析](1)电阻R与电动机串联，所以电流相等，对电阻R根据欧姆定律由串并联的规律可得：I＝U－U′R＝160－11010A＝5A(2)电动机的输入功率P入＝IU′＝5×110W＝550W(3)电动机的发热功率Pr＝I2r＝52×0.6W＝15W电动机的输出功率P出＝P入－Pr＝535W.12．实验室中大量的实验表明，通过某一金属氧化物制成的棒中的电流I遵循I＝kU3的规律(式中U表示棒两端的电势差，k＝0.02A/V3)，现将该棒与遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后，接在一个内阻可忽略、电动势为6.0V的电源上．(1)当电路中的电流为0.16A，则串联的电阻器阻值R1为多少？(2)当棒上消耗的电功率是电阻R2上消耗电功率的2倍，则串联的电阻器R2的阻值为多少？[答案](1)25Ω(2)1.56Ω[解析](1)由题意可得：I＝kU3，解得：U＝3Ik＝30.160.02V＝2.0V，由欧姆定律得：I＝E－UR1，解得：R1＝E－UI＝6.0－2.00.16Ω＝25Ω(2)根据电功率公式得：P1＝UI，P2＝I2R2，由题意得：P1＝2P2，联立解得：E－U＝U2，U＝4VI＝1.28A，R2＝E－UI＝6.0－4.01.28Ω＝1.56Ω13．(2010·试题调研)在如图甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中a、b所示．现在电路两端BC之间加上恒定的电压U0＝7.0V.调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R3消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2的阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？[答案]R1＝R2＝1000ΩR3＝800Ω[解析]R1、R2和R3串联，故电流相等．当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，得R1＝R2，由图乙中的伏安特性曲线a、b可知，此时电路中的电流I＝2.5mA，加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5V由欧姆定律得R1＝R2＝U1I＝1000Ω滑动变阻器R3两端电压为U3＝U0－U1－U2＝2V由欧姆定律得R3＝U3I＝800Ω.