课标通用2021高考物理一轮复习作业33电流电阻电功电功率含解析

1作业33电流电阻电功电功率-2-一、选择题1．导体中电流I的表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是()A．导体运动的速率B．导体传导的速率C．电子热运动的速率D．自由电荷定向移动的速率解析：从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷所带的电荷量、自由电荷定向移动速率，还与导体的横截面积有关，公式I＝nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率．故选D.答案：D2．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列说法正确的是()A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比解析：由R＝ρlS可知，在横截面积S一定时，电阻R与长度l成正比，长度l一定时，电阻R与横截面积S成反比，故A正确、B错误；R＝UI是电阻的定义式，提供了一种测电阻的方法，但电阻R与电压U、电流I无关，故C、D均错误．答案：A3．(沈阳质检)如图33－1所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝10cm，bc＝5cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流强度为2A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为()图33－1A．0.5AB．1AC．2AD．4A-3-解析：设金属薄片厚度为D，根据电阻定律公式R＝ρLS，有RCD＝ρLbcab·D，RAB＝ρLabbc·D，故RCDRAB＝12·12＝14；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比．故两次电流之比为4∶1，故第二次电流为0.5A，故选A.答案：A4．如图33－2甲、乙所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为()图33－2A．R甲＝12R乙B．R甲＝14R乙C．R甲＝2R乙D．R甲＝4R乙解析：将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲＝r2，图乙中等效为两个电阻串联，R乙＝2r，所以R甲＝14R乙，所以B正确．答案：B5．(湖北武汉调研)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一．如图33－3所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为()图33－3A．nUB.UnC．(n－1)UD.Un－1解析：设电路中电流为I，由电路图知输出端数字电压表的示数为U＝IRcd＝U入Rac＋RcdRcd＝-4-U入（n－1）Rcd＋RcdRcd＝U入n，则输入端的电压U入＝nU，故A正确，其他选项错误．答案：A图33－46．(宜昌模拟)如图33－4所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是()A．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比解析：图线的斜率表示电阻的倒数，故RaRb，C错误；由R＝ρlS知a的横截面积较小，A错误，B正确；由图象知导体的电阻与电压无关，D错误．答案：B7．(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中．已知R1＝10Ω、R3＝5Ω，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，则()A．电路中的电流为0.6AB．电阻R2的阻值为20ΩC．三只电阻两端的总电压为21VD．电阻R3两端的电压为4V解析：电路中电流I＝U1R1＝610A＝0.6A，A对；R2阻值为R2＝U2I＝120.6Ω＝20Ω，B对；三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝21V，C对；电阻R3两端的电压U3＝IR3＝0.6×5V＝3V，D错．答案：ABC-5-图33－58．(河南商丘模拟)(多选)如图33－5所示，图线a表示的导体的电阻为R1，图线b表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流之比I1∶I2＝1∶3解析：根据I－U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1∶R2＝1∶3，A正确；根据公式R＝ρlS可得，把R1拉长到原来的3倍长后，横截面积减小为原来的13，所以电阻变为原来的9倍，B错误；串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流之比I1∶I2＝1∶1，根据公式P＝I2R可得，功率之比P1∶P2＝1∶3，C正确；并联电路电压相等，电流之比等于电阻的反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流之比I1∶I2＝3∶1，D错误．答案：AC9．(多选)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图33－6所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关．下列说法中正确的是()图33－6A．加热状态时是用R1、R2同时加热的B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C．当R1R2＝7，R2在保温状态时的功率为加热状态时的18D．当R1R2＝22－1，R2在保温状态时的功率为加热状态时的18解析：由P＝U2R得：当接通S时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开S时，电阻变大，功率变小，处于保温状态．可知，R2是供加热用的电阻丝，故A错误，B正确．逆推：-6-当R2在保温状态时的功率为加热状态时的18时，根据公式P＝U2R，可知2202R2＝2202R1＋R2×R2R1＋R2×8得R1R2＝22－1，C错误，D正确．答案：BD10．(昆明三中期中)(多选)如图33－7所示，电阻R1＝20Ω，电动机的线圈电阻R2＝10Ω.当开关S断开时，电流表的示数是0.5A，当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P为()图33－7A．I＝1.5AB．I1.5AC．P＝15WD.P15W解析：当开关S断开时，由欧姆定律得，U＝I1R1＝10V，当开关S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电流I2UR2＝1010A＝1A，故电流表的电流I1.5A，电路消耗的电功率P＝UI15W，故A、C错误，B、D正确．答案：BD图33－811．(上海静安一模)(多选)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电．硅光电池的原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜．光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流．以下说法正确的是()A．E区匀强电场的方向由N指向PB．电源内部的电流方向由P指向NC．a电极为电池的正极-7-D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置解析：根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，选项A正确，B错误；根据以上对电流方向的分析可知，a为电源正极，该电池是将光能转化为电能的装置，选项C正确，D错误．答案：AC12．(北京昌平临川育人学校月考)(多选)锂电池因能量高、环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中，现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图33－9所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()图33－9A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为IrU×100%解析：充电时，电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有UI＝I2r＋P化，故电能转化为化学能的功率P化＝UI－I2r，选项A正确；充电器输出的电功率为P＝UI，选项B错误；电池产生的热功率为P热＝I2r，选项C正确；充电器的充电效率为η＝P－P热P×100%＝U－IrU×100%，选项D错误．答案：AC二、非选择题13．如图33－10所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电压表示数UV＝110V．试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g取10m/s2)-8-图33－10解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝(160－110)V＝50V，流过电阻R的电流IR＝URR＝5010A＝5A，即通过电动机的电流，IM＝IR＝5A.(2)电动机的分压UM＝UV＝110V，输入电动机的功率P电＝IMUM＝550W.(3)电动机的发热功率P热＝I2Mr＝20W，电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530W，又因P出＝mgv，所以m＝P出gv＝53kg.答案：(1)5A(2)550W(3)53kg14．如图33－11所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表A示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表A示数为4A．求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率．图33－11解析：(1)电炉子工作时，由欧姆定律I＝UR，得R＝UI1＝126Ω＝2Ω其发热功率为PR＝UI1＝12×6W＝72W.(2)电动机工作时，由能量守恒定律，得UI2＝I22rM＋P输出，所以rM＝UI2－P输出I22＝12×5－3552Ω＝1Ω.(3)电解槽工作时，由能量守恒定律，得P化＝UI3－I23rA-9-所以P化＝(12×4－42×2)W＝16W.答案：(1)2Ω72W(2)1Ω(3)16