2016届高三物理一轮复习 第10章交变电流传感器 开卷速查24.doc

开卷速查(二十四) 电流电阻电功和电功率1．下列说法中正确的是()A．每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化B．导体材料的电阻率与其粗细长短无关C．一般金属的电阻率都随温度升高而降低D．测电阻率时为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可读数解析：电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量．电阻率与导体的粗细长短无关，但受温度的影响较明显，金属材料的电阻率随温度的升高而增大，故A、C错．D项中电流大时产热多，对金属的电阻率的测量误差较大，所以D错，B项正确．B答案：2．(2015·上海市普陀区调研)如图24－1，图线OA和OP分别为某两种电学元器件的伏安特性曲线．设OA上任意点对应的电阻为R A，OP上某点P对应的电阻为R P.则关于R A和R P，下列说法正确的是()A．R A＝5 kΩR P＝20 kΩB．R A＝10 kΩR P＝20 kΩC ．R A ＝5 kΩ R P ＝10 kΩD ．R A ＝10 kΩ R P ＝10 kΩ解析：根据电阻的定义式可得选项C 正确，此题容易出错的地方是用图线切线的斜率求电阻．答案：C3．我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中的电流为10 mA 时(设电子的速度是光速的1/10)，则在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量e ＝1.60×10－19 C)( )A ．5×1011B ．5×1010C ．1×102D ．1×104解析：由电流定义得I ＝q t ＝ne t ，由周期公式可得T ＝L v ＝L c /10＝10L c ，联立解得n ＝IT e＝10IL ce＝5×1011个，选项A 正确． 答案：A4．功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108 kW·hB ．8×1010 kW·hC ．8×1011 kW·hD ．8×1013 kW·h解析：因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W 和10 W ，按4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，全国一年节省的电能最接近4×108×2×(60－10)×10－3kW×365×6 h ＝8.76×1010kW·h ，则选项B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B图24－25．如图24－2所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm.当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为1A ；若将C 与D 接入同一电路中，则电流为( )A ．4 AB ．2 A C.12 A D.14A解析：首先计算出沿A 、B 方向和沿C 、D 方向电阻的比值，再利用欧姆定律求出两种情况下的电流比．设沿A 、B 方向的横截面积为S 1，沿C 、D 方向的横截面积为S 2，则S 1S 2＝12，A 、B 接入线路中时电阻为R 1，C 、D 接入电路中时电阻为R 2，则有R 1R 2＝ρl ab S 1ρl bc S 2＝41.两种情况下电流之比为I 1I 2＝R 2R 1＝14，故I 2＝4I 1＝4 A ，选项A 正确． 答案：A6．把六个相同的小灯泡接成如图24－3甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是()图24－3A ．P 甲＝P 乙B ．P 甲＝3P 乙C ．P 乙＝3P 甲D ．P 乙＞3P 甲解析：设各灯泡正常工作时的电流为I ，则甲电路的总电流为I 甲＝3I ，乙电路的总电流为I 乙＝I ，所以由P ＝UI 得P 甲＝3P 乙，应选B.答案：BB 组 能力提升7．两根材料相同的均匀导线A 和B ，其长度分别为L 和2L ，串联在电路中时沿长度图24－4方向电势的变化如图24－4所示，则A 和B 导线的横截面积之比为( )A ．2∶3B ．1∶3C ．1∶2D ．3∶1解析：由图象可知两导线电压降分别为U A ＝6 V ，U B ＝4 V ；由于它们串联，则3R B ＝2R A ；由电阻定律可知R A R B ＝L A S B L B S A ，得S A S B＝13，选项B 正确． 答案：B8．(多选题)一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 的关系图象如图24－5甲所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图24－5乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连成如图24－5丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系是( )图24－5A ．P 1＝4P 2B ．P D ＜P 2C ．P 1＜4P 2D ．P D ＞P 2解析：当三个电阻并联接到电压为U 的电源上时，消耗的功率都是P ，说明此时三个电阻的阻值相等，因此两个定值电阻R 1＝R 2，有P ＝U 2R 1.若将它们连接成如题图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，则R 2与D 并联的阻值小于电阻R 1，所以R 1两端电压U 1＞12U ，D 与R 2两端电压U 2＜12U ，由D 的I - U 图象可知，电压越小，D 的电阻越大，所以此时R D ＞R 2.设题图丙中总电流为I ，则流过R 2的电流I 2＞12I ，由P ＝I 2R 得P 1＜4P 2，选项A 错误，选项C 正确．由P ＝U 2R 得：P D ＜P 2，选项D 错误，选项B 正确．答案：BC图24－69．(2015·浙江省慈溪、余姚联考)如果人或牲畜站在距离电线的落地点8～10 m 以内或雷雨天的大树附近，就可能发生触电事故，这种触电叫作跨步电压触电．如图24－6所示为跨步电压的示意图，若站在湿地上的某人两脚间的距离为0.5 m ，一只脚的电阻是300 Ω，人体躯干内部的电阻为1 000 Ω，湿地每米的电阻为100 Ω，并假设通过人体和湿地的总电流不变．则( )A ．若通过躯干的电流为0.1 A 时，跨步电压为135 VB ．若通过躯干的电流为0.1 A 时，通过人体和湿地的总电流有3.3 AC ．若人的两脚之间的距离增大到1.0 m ，跨步电压为170 VD ．若人的两脚之间的距离增大到1.0 m ，通过人体的电流将增大到0.3 A解析：若通过躯干的电流为0.1 A 时，把人体和湿地分别看成一个电阻，则两电阻并联，人体的电阻R 1＝300×2 Ω＋1 000 Ω＝1 600 Ω，当两脚之间距离为0.5 m 时，湿地电阻R 2＝ρL ＝100×0.5 Ω＝50 Ω，跨步电压U ＝I 1R 1＝0.1×1 600 V ＝160 V ，A 错；两个电阻并联的总阻值R ＝R 1R 2R 1＋R 2，总电流I ＝U R 1R 2(R 1＋R 2)＝1601600×50(1600＋50) A ＝3.3 A ，B 正确；若人的两脚之间的距离增大到1.0 m 时，两脚湿地的电阻R 2′＝ρL ′＝100×1.0 Ω＝100 Ω，两脚间的总电阻R ′＝R 1R 2′R 1＋R 2＝1 600×1001 600＋100 Ω.跨步电压U ′＝IR ′＝3.3×1 600×1001 600＋100V ＝310.6 V ，C 错；通过人体的电流I ′＝U ′R 1＝310.61 600A ＝0.19 A ，D 错． 答案：B10．如图24－7所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V ,0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R 0上标有“10 Ω，1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A ，电压表的量程为3 V .图24－7(1)根据传感器上的标注，计算传感器的电阻和额定电流．(2)若电路元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值是多少？(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过了1 Ω，则该传感器就失去作用，实际检测时，将一个恒压的电源接在图中a 、b 之间(电源电压小于上述所求的电压的最大值)，闭合开关S ，通过调节R 0来改变电路中的电流和R 0两端的电压，检测记录如下：用？此时a 、b 间所加的电压是多少？解析：(1)传感器的电阻R 传＝U 2传/P 传＝10 Ω，传感器的额定电流I 传＝P 传/U 传＝0.93A ＝0.3 A. (2)要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流I ＝I 传＝0.3 A此时电源电压最大值U m ＝U 传＋U 0U 传为传感器的额定电压，U 0为R 0调至最大值R 0m ＝10 Ω时R 0两端的电压，即：U 0＝I 传R 0m ＝0.3×10 V ＝3 V所以电源电压的最大值U m ＝U 传＋U 0＝6 V .(3)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ，传感器的实际电阻为R 传′，根据第一次实验记录数据代入U ＝R 传′I 1＋U 1，即：U ＝0.16×R 传′＋1.48根据第二次实验记录数据代入：U ＝R 传′I 2＋U 2即：U ＝0.22×R 传′＋0.91解得：R 传′＝9.5 Ω，U ＝3 V .传感器的电阻变化为ΔR ＝R 传－R 传′＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω＜1 Ω此传感器仍然可以使用．答案：(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)可以使用 3 V11．AB 和A ′B ′是长度均为l ＝2 km(1 km 的电阻值为1 Ω)的两根输电线，若发现在距离A 和A ′等远的两点C 和C ′间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻．接入电动势为E ＝90 V 、内阻不计的电源，当电源接在A 、A ′间时，测得B 、B ′间电压为U B ＝72 V ；当电源接在B 、B ′间时，测得A 、A ′间电压U A ＝45 V ．由此可知A 与C 相距多远？解析：由电阻定律R ＝ρl S 知，在电阻率和导体横截面积一定的情况下，电阻跟长度成正比，如果求出C 点到A 点的电阻和到B 点的电阻的比值，即可求出距离AC 和BC .图24－8在测量过程中的等效电路如图24－8，当电源接在A 、A ′间时，可以认为电流仅在回路A ′C ′CA 中流，此时U B ＝72 V 等于漏电阻R 上的电压．设AC 和BC 间每根输电线的电阻为R AC 和R BC ，则有U B E ＝R 2R AC ＋R， 同理，当电源接在B 、B ′间时，则有U A E ＝R 2R BC ＋R， 解得R AC ＝R BC 4. 由电阻定律R ＝ρl S ∝l ，可得A 、C 间相距为l AC ＝l 5＝0.4 km. 答案：0.4 km12．如图24－9所示为用一直流电动机提升重物的装置，重物质量m 为50 kg ，电源电动势E 为110 V ，内电阻r ＝1 Ω，不计摩擦．当电动机以0.85 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I ＝5 A ，由此可知电动机线圈的电阻R 为多少？(g 取10 m/s 2)图24－9 解析：电源的输出功率：P＝I(E－Ir)，对电动机由能量守恒：P＝P机＋P R，又：P机＝mgv，P R＝I2R，则：I(E－Ir)＝mgv＋I2R，R＝I E－Ir －mgvI2＝5× 110－5×1 －50×10×0.8552Ω＝4 Ω答案：4 ΩC组难点突破13．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图24－10甲、乙所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是()图24－10A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角相同解析：图甲中流过表头的电流相同，故指针偏角相同，但由于A1、A2的量程不同，所以示数不同，故A项错，B项对．图乙中A1、A2中的电流相同，故示数相同，但两者表头中的电流不等，指针偏角不同，故C、D项错．答案：B。