课时跟踪检测(二十四)电流电阻电功电功率

第1页共8页课时跟踪检测（二十四）电流电阻电功电功率对点训练：电流及其三个表达式的应用1．在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即f＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于()A.klneSB.klne2SC.kSnelD.kSne2l解析：选B电子定向移动，由平衡条件，kv＝eUl，则U＝kvle，导体中的电流I＝neSv，电阻R＝UI＝klne2S，选项B正确。2.(多选)(2016·枣庄期末检测)如图1所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()图1A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析：选BD设正方形的边长为L、厚度为d，则I＝UR，R＝ρLS＝ρLL·d＝ρd，得I＝Udρ，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C错误，D正确。3.(2015·安徽高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()图2第2页共8页A.mv22eLB.mv2SneC．ρnevD.ρevSL解析：选C由电流定义可知：I＝qt＝nvtSet＝neSv，由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρLS＝ρneLv，又E＝UL，故E＝ρnev，选项C正确。对点训练：电阻及电阻定律的应用4．(多选)如图3是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的R­I图像。现将甲、乙串联后接入电路中，则()图3A．甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小解析：选BC将甲、乙串联接入电路中，电流相等，由题图知，甲电阻大于乙电阻，由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率，B正确；由I＝UR知甲两端的电压比乙大，A错误；根据Q＝I2Rt，知乙产生的焦耳热少，C正确；由P＝I2R知甲消耗的电功率比乙大，D错误。5．(多选)电位器是变阻器的一种，如图4所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是()图4A．串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B．串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C．串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D．串接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮第3页共8页解析：选AD根据电位器结构和连线可知：串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A正确；同理，D正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误。6.如图5所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2。当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1∶R2为()图5A．L1∶L2B．L2∶L1C．L12∶L22D．L22∶L12解析：选C设电阻板厚度为h，由电阻定律有R1＝ρL1hL2，R2＝ρL2hL1，所以R1∶R2＝L12∶L22，故C正确。对点训练：欧姆定律、伏安特性曲线的应用7．(2016·扬州模拟)如图6所示，图线1、2、3分别表示导体A、B、C的伏安特性曲线，其中导体C为一非线性电阻，当串联接在电压恒为6V的直流电源两端时，它们的电阻分别为R1、R2、R3，则下列说法正确的是()图6A．此时流过三导体的电流均为1AB．R1∶R2∶R3＝1∶2∶3C．若将三导体串联后改接在3V的直流电源上，则三导体的阻值之比不变D．若将三导体并联后接在3V的直流电源上，则通过它们的电流比I1∶I2∶I3＝3∶2∶1解析：选A由图可知，R1为1Ω，R2为3Ω，当三个电阻串联时，通过各个电阻的电流相等，则三个电阻两端的电压之和应为6V；则由图可知，三个电阻中的电流应为1A；电压分别为1V、3V、2V；则由欧姆定律可知，电阻之比为：R1∶R2∶R3＝1∶3∶2；故A正确，B错误；若将三个电阻串联接在3V的电源上时，两定值电阻的阻值不变，而C由于电压变化，则电阻一定变化，比值即变化，故C错误；若将三个电阻并联在3V的电源上，各电阻的电流分别为：3A、1A、2.36A，故D错误。第4页共8页8.某一导体的伏安特性曲线如图7中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图7A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω解析：选B根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA＝30.1Ω＝30Ω，RB＝60.15Ω＝40Ω，所以ΔR＝RB－RA＝10Ω，故B对，A、C、D错。对点训练：电功、电功率及焦耳定律9．(多选)(2016·无锡一模)额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的U­I特性曲线如图8(a)所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图(b)所示电路接入220V电路中，则下列说法正确的是()图8A．L2的额定功率为88WB．L2的实际功率为15WC．L2的实际功率比L3的实际功率小17WD．L2的实际功率比L3的实际功率小73W解析：选ABD由图可知，当电压为220V时，L2的电流为0.4A，故L2的额定功率P＝UI＝220×0.4W＝88W，故A正确；两灯泡串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由U­I图像可知，串联时电流应为0.22A，此时L1的电压为150V，故此时L1的功率P＝U1I1＝150×0.22W＝33W，而L2的电压为70V，那么L2的功率P＝U2I2＝70×0.22W≈15W，故B正确；当电压为220V时，L3的电流为0.4A，故L3的实际功率P＝UI3＝220×0.4W＝88W，L2的实际功率比L3的实际功率小：88W－15W＝73W，故第5页共8页C错误，故D正确。10．(2016·武汉调研)如图9所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是()图9A．电热丝的电阻为55ΩB．电动机线圈的电阻为12103ΩC．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000JD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J解析：选A电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P＝1000W－120W＝880W，对电热丝，由P＝U2R可得电热丝的电阻为R＝U2P＝2202880Ω＝55Ω，选项A正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J，选项C错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J，选项D错误。11.(2016·岳阳联考)(多选)如图10所示，定值电阻R1＝20Ω，电动机绕线电阻R2＝10Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5A，当开关合上后，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应是()图10A．I＝1.5AB．I1.5AC．P＝15WD．P15W解析：选BD当开关S断开时，由欧姆定律得U＝I1R1＝10V，当开关闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，通过电动机的电流I2UR2＝1A，故电流表示数I0.5A＋1A＝1.5A，B正确；电路中电功率P＝UI15W，D正确。12．(2016·泰州三模)机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受。第6页共8页某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是()规格后轮驱动直流电动机车型：60″电动汽车电动机额定输出功率：1675W整车质量：400kg额定转速：600r/min蓄电池(容量It＝800A·h，输出电压：U≥36V)额定工作电压/电流：36V/50AA．电动汽车正常工作时消耗的电功率为1675WB．电动机的内阻为0.05ΩC．蓄电池充满电后储存的电能不小于2.88×104JD．充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16h解析：选B电动机正常工作时消耗的电功率P电＝U额I额＝36×50W＝1800W，故A错误；电动机内阻的发热功率P热＝P电－P出＝1800W－1675W＝125W，则电动机内阻r＝P热I2＝125502Ω＝0.05Ω，故B正确；蓄电池充满电后储存的电能W＝UIt＝800×3600×36J＝1.04×108J，故C错误；在额定功率下连续行驶最长时间为：t＝WUI＝1.04×1081800s＝16h，故D错误。考点综合训练13．(多选)如图11所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系正确的是()图11A．U甲U乙B．U甲＝4U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙解析：选AC设灯泡正常工作时电压为U，电流为I，则U甲I＝U乙×2I，则U甲＝2U乙，A正确，B错误；根据I2R甲＝(2I)2R乙得R甲＝4R乙，C正确，D错误。14.(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保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12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()第7页共8页图12A．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：选AC充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为U－IrU×100%，所以选项A、C正确。15.如图13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，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：图13(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为多少。解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R＝UI1＝126Ω＝2Ω其发热功率为：P＝UI1＝12×6W＝72W。(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI2＝I22rM＋P输出第8页共8页所以：rM＝UI2－P输出I22＝12×5－3552Ω＝1Ω。(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P化＝UI3－I32rA所以P化＝(12×4－42×2)W＝16W。答案：(1)2Ω72W(2)1Ω(3)16W