江苏专用2021版高考物理一轮复习课后限时集训23电流电阻电功及电功率

课后限时集训23电流、电阻、电功及电功率建议用时：45分钟1.如图所示，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代表的电阻丝的电阻小于b代表的电阻丝的电阻D．图线表示的电阻丝的电阻与电压成正比B[b图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律R＝ρlS，可知b代表的电阻丝较粗，选项B正确，A、C错误；电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，选项D错误。]2．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Ff＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于()A.klneSB．klne2SC.kSnelD．kSne2lB[电子定向移动，由平衡条件得，kv＝eUl，则U＝kvle，导体中的电流I＝neSv，电阻R＝UI＝klne2S，选项B正确。]3．(2019·泉州模拟)某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A．4ρ和4RB．ρ和4RC．ρ和16RD．16ρ和16RC[因温度和材料不变，所以电阻率不变；将导线均匀拉长到直径为原来的一半，则横截面积变为原来的14，长度为原来的4倍，根据电阻定律公式：R0＝ρ4L14S＝16·ρLS＝16R，选项C正确。]4.有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体截面边长为a，小柱体截面边长为b，则()A．从图示电流方向看，大、小柱体电阻比为a∶bB．从图示电流方向看，大、小柱体电阻比为1∶1C．若电流方向竖直向下，大、小柱体电阻比为a∶bD．若电流方向竖直向下，大、小柱体电阻比为a2∶b2B[由电阻定律得R＝ρlS，所以大柱体的电阻为ρh，小柱体的电阻为ρh，所以大、小柱体的电阻之比为1∶1，A错误，B正确；若电流方向竖直向下，大、小柱体的电阻之比为b2∶a2，C、D错误。]5．关于电阻的计算式R＝UI和决定式R＝ρlS，下列说法中正确的是()A．导体的电阻与其两端电压成正比，与通过它的电流成反比B．导体的电阻仅与导体的长度、横截面积和材料有关C．导体的电阻不随工作温度的变化而变化D．对一段确定的导体来说，在恒温下比值UI是恒定的，导体电阻不随U或I的变化而变化D[导体的电阻是导体本身的特性，与其两端电压和电流强度无关，故选项A不符合题意；根据电阻定律R＝ρlS可知导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关，导体的电阻率随温度变化而变化，所以电阻也随温度而变化，故选项B、C不符合题意；导体的电阻是导体本身的特性，对一段确定的导体来说，在恒温下比值UI是恒定的，导体电阻不随U或I的变化而变化，故选项D符合题意。]6.(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知()A．R1为线性元件，R2为非线性元件B．R1的电阻R1＝tan45°＝1ΩC．R2的电阻随电压的增大而减小D．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻AD[由题图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，故A正确；R1的电阻不等于tan45°，应为U与I的比值，大小为2Ω，故B错误；R2为非线性元件，其中电阻大小仍等于某一时刻U与I的比值，D正确；由图可知R2的阻值随电压增大而增大，故C错误。]7.(多选)(2019·沭阳期中)如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动扇叶转动，电热丝给空气加热，利用热风将头发吹干。电动机的线圈电阻为R1，与电阻为R2的电热丝串联后接到输出电压为U的电源上，电路中电流为I，则()A．电动机的输出功率为U2R1B．电动机两端的电压为U－IR2C．电吹风机的发热功率为I2(R1＋R2)D．电吹风机消耗的电功率为I2(R1＋R2)BC[电动机的输入功率为(U－IR2)I，电动机的输出功率为UI－I2(R1＋R2)，故A错误；含电动机电路是非纯电阻电路，电动机两端的电压为U－IR2，故B正确；电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为I2(R1＋R2)，电吹风机消耗的功率P＝IU要大于发热功率，故C正确，D错误。]8.(多选)(2019·黄冈期末)将两截阻值均为R、长度均为L的均匀铜棒A和铝棒B沿中轴线对接后串联接入电路中，已知两棒的横截面积分别为SA和SB，忽略温度变化对电阻的影响，下列说法正确的是()A．通过铜棒和铝棒的电流大小一定相同B．铜棒两端的电压与铝棒两端电压之比为SB∶SAC．铜和铝的电阻率之比为SA∶SBD．电路稳定后两棒中电场强度均为零AC[由串联电路的特点知，IA＝IB＝I，故A正确；铜棒和铝棒的电阻相等，通过它们的电流相等，则根据U＝IR得铜棒两端的电压与铝棒两端电压相等，故B错误；铜棒和铝棒的电阻相等，由R＝ρLS可知，铜和铝的电阻率之比为SA∶SB，故C正确；电路稳定后两棒中电场强度不为零，在电场力作用下电荷定向移动形成电流，故D错误。]9．(多选)(2019·苏锡常镇二模)如图甲所示，电源E＝12V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。则()甲乙A．灯泡L的阻值随电流的增大而减小B．灯泡L的额定功率为13.5WC．灯泡L消耗电功率的最小值是2WD．滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6ΩBC[由I­U图象可知，图象的斜率为灯泡的电阻的倒数，所以灯泡的电阻随电流的增大而增大，故A错误；由图象可知，当灯泡的电压U＝9V时，电流I＝1.5A，所以灯泡的额定功率为P＝UI＝9×1.5W＝13.5W，故B正确；当R＝10Ω时，电流最小，灯泡消耗的电功率最小，如图所示，可得此时灯泡的电流I′＝1.0A，电压U′＝2V，所以灯泡的功率P′＝U′I′＝2×1W＝2W，故C正确；因灯泡的额定电流为I＝1.5A，正常工作时的电阻RL＝UI＝91.5Ω＝6Ω，根据闭合电路欧姆定律有I＝ER＋RL，可得R＝EI－RL＝121.5－6Ω＝2Ω，即滑动变阻器接入电路的电阻至少为2Ω，故D错误。]10．如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌。假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价1kW·h为0.54元。则该电饭锅()A．工作时的额定电流为0.41AB．保温时的电流为0.2AC．每次煮饭需消耗电能4.5kW·hD．一年因煮饭而产生的电费约为177元D[由题中所给信息知：额定电流I＝PU＝900W220V＝4.1A，选项A错误；保温时电流I′＝P′U＝30W220V＝0.14A，选项B错误；每次煮饭消耗电能E1＝900×10－3kW×12h＝0.45kW·h，选项C错误；一年因煮饭而产生的电费0.45×2×365×0.54元＝177.39元，选项D正确。]11．(2019·山东省鄄城县第一中学高一期末)某直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量m＝50kg，电源的电压为120V。不计内阻，当电机以v＝0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I＝5A，(g取10m/s2)求：(1)电动机线圈的电阻为多少？(2)电动机对该重物提升的最大提升速度是多少？(3)若因电动机发生故障不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率是多少？[解析](1)设电动机输入功率为P，输出功率为P1，热消耗功率为P2，则有P＝P1＋P2＝mgv＋I2RR＝UI－mgvI2＝6Ω。(2)P1＝P－P2＝UI－I2R＝－RI－U2R2＋U24R当U2R＝I时，P1有最大值为U24R即电动机的最大输出功率P1大＝U24R＝600W由于P1大＝mgv，有v大＝P1大mg＝1.2m/s。(3)因电动机不能转动，此时电路中电流最大，最大电流为I大＝UR＝20A电动机消耗的功率也最大，P2大＝I2大R＝2400W。[答案](1)6Ω(2)1.2m/s(3)20A2400W12.如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝4Ω，求：(1)电源的输出功率P出；(2)10s内电动机产生的热量Q；(3)电动机的机械功率。[解析](1)由题意知，并联部分电压为U＝8V，内电压应为U内＝E－U＝2V总电流I＝U内r＝2A电源的输出功率P出＝UI＝16W。(2)流过灯泡的电流I1＝P1U＝1.5A则流过电动机的电流I2＝I－I1＝0.5A电动机的热功率P0＝I22R0＝1W10s内产生的热量Q＝P0t＝10J。(3)电动机的总功率P＝UI2＝4W电动机的机械功率P机＝P－P0＝3W。[答案](1)16W(2)10J(3)3W13．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数：规格后轮驱动直流电机车型26″电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流4A请根据上表计算：(1)此电动机的内阻和电动机正常工作时的效率；(2)当电动自行车以额定功率在平直公路上满载匀速行驶时，若其受到的阻力为车重的0.01倍，则此时其速度为多少？(取g＝10m/s2)[解析](1)根据题意，电动机的输入功率P入＝UI＝160W电动机的热功率P热＝I2R电动机的输出功率P出＝120W又P出＝P入－P热联立解得R＝2.5Ω电动机正常工作时的效率η＝P出P入×100%＝75%。(2)电动自行车满载时，受到的阻力f＝0.01mg＝15N电动自行车以额定功率在平直公路上满载匀速行驶时，P出＝fv解得v＝8m/s。[答案](1)2.5Ω75%(2)8m/s