2020版高考物理新优选大一轮人教通用版考点规范练:26 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律 Word版含解析
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考点规范练40 电阻定律欧姆定律焦耳定律一、单项选择题1.右图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()A.l1∶l2B.l2∶l1C. D.2.(2018·重庆一中期末)如图所示的电解池接入电路后,在t s内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S,有n2个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是()A.当n1=n2时,电流为零B.当n1>n2时,溶液中电流方向从A→B,电流为I=-C.当n1<n2时,溶液中电流方向从B→A,电流为I=-D.溶液中电流方向A→B,电流为I=3.右图是电阻R1和R2的伏安特性曲线,并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,现在把R1和R2并联在电路中,消耗的电功率分别为P1和P2,并联总电阻设为R。
下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是()A.特性曲线在Ⅰ区,P1<P2B.特性曲线在Ⅲ区,P1>P2C.特性曲线在Ⅰ区,P1>P2D.特性曲线在Ⅲ区,P1<P24.(2018·云南统考)右图为一玩具起重机的电路示意图。
电源电动势为6 V,内阻为0.5 Ω,电阻R=2.5 Ω,当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力,g取10 m/s2),标有“3 V0.6 W”的灯泡正好正常发光。
则电动机的内阻为()A.1.25 ΩB.3.75 ΩC.5.625 ΩD.1 Ω二、多项选择题5.电位器是变阻器的一种。
如图所示,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()A.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6.(2018·浙江嘉兴联考)某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是()A.导体在B点的电阻为120 ΩB.导体在B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω三、非选择题7.如图所示,在相距40 km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?8.如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻r A=2 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,A示数为6 A;当S2闭合,S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,A示数为4 A。
课时规范练26电阻定律欧姆定律焦耳定律基础对点练1.(2018·山东济宁模拟)铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n个自由电子。
今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为()A.光速cB.C.D.I=n'eSv可得v=,其中n'=,故v=,选项D正确。
2.有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝,长度之比为l1∶l2=1∶5,横截面积之比为S1∶S2=2∶3,电阻之比为R1∶R2=2∶5,外加电压之比为U1∶U2=1∶2,则它们的电阻率之比为()A.2∶3B.4∶3C.3∶4D.8∶3R=ρ得ρ=,ρ1∶ρ2==4∶3,选项B正确。
3.(多选)如图所示,定值电阻R1=20 Ω,电动机绕线电阻R2=10 Ω,当开关S断开时,电流表的示数是I1=0.5 A,当开关闭合后,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应是()A.I=1.5 AB.I<1.5 AC.P=15 WD.P<15 WS断开时,由欧姆定律得U=I1R1=10 V;当开关S闭合后,通过R1的电流仍为0.5 A,电动机是非纯电阻用电器,UI2>R2,所以通过电动机的电流I2<=1 A,故电流表示数I<0.5 A+1A=1.5 A,选项B正确;电路消耗的电功率P=UI<15 W,选项D正确。
4.(2018·宜昌模拟)如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是()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,故R a>R b,选项C错误;由R=ρ知a的横截面积较小,选项A错误,B正确;由图象知导体的电阻与电压无关,选项D错误。
5.(多选)(2018·黄冈模拟)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图所示电路的A、B两端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,则下列判断正确的是()A.R1=R2B.R1>R2C.U1<U2D.U1=U2a,电流从导体的横截面流过,由电阻定律R=ρ=ρ,可见电阻与边长a无关,选项A正确;因外电阻相同,故路端电压相等,选项D正确。
[A组·基础题]1.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( C )A.1∶4B.1∶8C.1∶16 D.16∶12.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=k v(k是常量),则该导体的电阻应该等于( B )A.klneS B.klne2SC.kSnel D.kSne2l3.某直流电动机两端所加电压为U=110 V,流过电动机的电流为I=2 A,在1 s内将m=4 kg的物体缓慢提升h=5.0 m(g取10 m/s2),下列说法正确的是( D )A.电动机的绕线内阻为55 ΩB.直流电动机电流的最大值为2 2 AC.电动机绕线两端的电压为5 VD.电动机绕线产生的电热功率为20 W4. 如图所示,用输出电压为1.4 V,输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电.下列说法错误的是( D )A.充电器输出的电功率为0.14 WB.充电时,电池消耗的热功率为0.02 WC.电能转化为化学能的功率为0.12 WD.充电器每秒把0.14 J的能量存储在电池内5.(多选)电位器是变阻器的一种,如图所示,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( AD )A .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6.(多选)通常一次闪电过程历时0.2~0.3 s ,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs ,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前,云、地之间的电势差约为1.0×109 V ,云、地间距离约为1 km ;第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6 C ,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云、地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是( AC ) A .闪电电流的瞬时值可达到1×105 A B .整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W C .闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/m D .整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J7.(多选)如图所示四个电路中,电源的内阻均不计,请指出当滑动变阻器的滑片C 滑动过程中,一个灯泡由亮变暗的同时,另一个灯泡由暗变亮的电路是( BD )A B C D[B 组·能力题]8. 如图所示为电动机与定值电阻R 1并联的电路,电路两端加的电压恒为U ,开始S 断开时电流表的示数为I 1,S 闭合后电动机正常运转,电流表的示数为I 2,电流表为理想电表,电动机的内阻为R 2,则下列关系式正确的是( D )A.UI 1-I 2=R 2B.UI2=R1R2R1+R2C.I2U=U2R1+U2R2D.I2U=(I2-I1)U+I21R19.(多选)在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25 A,则此时( BD )A.L1上的电压为L2上电压的2倍B.L1消耗的电功率为0.75 WC.L2的电阻为12 ΩD.L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶110. 如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,指示灯R L的阻值为16 Ω,电动机M线圈电阻R M为2 Ω.当开关S闭合时,指示灯R L的电功率P=4 W.求:(1)流过电流表A的电流;(2)电动机M输出的机械功率.解析:(1)对指示灯根据焦耳定律P=I2L R L,解得I L=0.5 A,路端电压为U=I L R L=8 V.设流过电流表的电流为I,根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,解得I=E-Ur=2 A.(2)电动机支路的电流为I M,I M=I-I L=1.5 A,电动机总功率为P M=UI M=12 W,电动机输出的机械功率为P M出=P M-I2M R M,解得P M出=7.5 W.答案:(1)2 A(2)7.5 W11.(2017·辽宁葫芦岛六校协作体联考)如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r =1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r′=0.5 Ω,当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W,S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变),试求:(1)电源的电动势;(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率.解析:(1)S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为P1,电炉中电流I=P1R=68419A=6 A.电源电动势E=I(R+r)=120 V.(2)S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为P2,电炉中电流为I R=P2R=47519A=5 A.路端电压为U=I R R=5×19 V=95 V,流过电源的电流为I′=E-Ur=120-951A=25 A.流过电解槽的电流为I A=I′-I R=20 A.(3)电解槽消耗的电功率P A=I A U=20×95 W=1 900 W. 电解槽内热损耗功率P热=I2A r′=202×0.5 W=200 W.电解槽中电能转化成化学能的功率为P化=P A-P热=1 700 W.答案:(1)120 V(2)20 A(3)1 700 W。
部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求;9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.下列关于电阻率的叙述,错误的是:()A.当温度极低时,超导材料的电阻率会突然减小到零B.常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D.通常情况下,材料的电阻率会随温度变化而变化【答案】C2.两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙,甲电阻丝的长度和直径分贝为l和d;乙电阻丝的长度和直径分贝为2l和2d;将甲乙两根电阻丝分别接入电路时,如果两电阻丝消耗的电功率相等,则加在两根电阻丝上的电压比值U甲:U乙应满足:()A.1:12C. 1D.2:1【答案】C3.如图所示,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:()A.L1:L2B.L2:L1C.L12:L22D.L22:L12【答案】C4.有长度相同,质量相同,材料不同的金属导线A、B各一根。
已知A的密度比B的大,A 的电阻率比B的小。
则A、B两根导线的电阻为:()A.R A>R B B.R A<R B C.R A= R B D.无法判断【答案】D5.某同学做三种导电元件的导电性实验,他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I—U 图象,如图所示,则下述判断正确的是:()A.只有乙图正确B .甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大C .甲、丙不遵从欧姆定律,肯定不可能D .甲、乙、丙三个图象都可能正确,并不一定有较大误差【答案】D6.如图所示,是四只电阻的伏安特性曲线,当这四只电阻1234R R R R 、、、并联起来使用时,通过各个电阻的电流分别是1234I I I I 、、、,则其大小顺序为: ( )A 、1234I I I I >>>B 、4321I I I I >>>C 、1234I I I I ===D 、2431I I I I >>>【答案】A7.直流电动机M 接在如图所示的电路中,理想电压表的示数是20 V ,理想电流表的示数是1.0 A ,限流电阻R=5.0 Ω,则可知: ( )A. 电动机的机械功率是20 WB. 电阻R 消耗的电功率是5 WC. 电动机线圈的电阻是20 ΩD. 电动机产生的电热功率是20 W【答案】B8.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.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: ( )A B .电动机的内阻为0.72ΩC .蓄电池充满电后储存的电能约为2.88×104JD .充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为16 h[来源:]【答案】D9.由欧姆定律I =R U 导出U =IR 和R =IU ,下列叙述中正确的是: ( ) A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C.对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D.一定的电流流过导体,电阻越大,其电压就越大【答案】BCD10.如图所示,图线1表示的导体的电阻为R 1,图线2表示的导体的电阻为R 2,则下列说法正确的是: ( )A .R 1∶R 2=1∶3B .把R 1拉长到原来的3倍长后电阻等于R 2C .将R 1与R 2串联后接于电源上,则功率之比P 1∶P 2=1∶3D .将R 1与R 2并联后接于电源上,则电流比I 1∶I 2=1∶3【答案】AC11.如图所示是某导体的I ﹣U 图象,图中α=45°,下列说法正确的是: ( )A .此导体的电阻R=0.5ΩB .此导体的电阻R=2ΩC .I ﹣U 图象的斜率表示电阻的倒数,所以R=cot 45°=1.0ΩD .在R 两端加6.0V 电压时,每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C【答案】BD12.我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W 及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示.图象上A 点与原点的连线与横轴成α角,A 点的切线与横轴成β角,则: ( )A .白炽灯的电阻随电压的增大而减小B .在A 点,白炽灯的电阻可表示为tan βC .在A 点,白炽灯的电功率可表示为U 0I 0D .在A 点,白炽灯的电阻可表示为00U I 【答案】CD二、非选择题(本大题共4小题,第13、14题每题10分;第15、16题每题15分;共50分)13.(10分)一台小型电动机在380V 电压下正常工作时,能将30kg 的货物在30s 内匀速提升30m ,通过它的电流是1A .除电动机线圈生热,其它能量损失不计,求在此过程中:(1)拉力对货物做功的功率;(2)电动机的输出功率;(3)电动机线圈所产生的热量.【答案】(1) 300W ;(2) 300W ;(3) 2400J .14.(10分)如图,灯泡L 1:1.0V 0.5W; L 2:10V1.0W;电动机内阻5.0Ω.此时两灯泡都刚好正常发光,电动机也在正常运转,求电动机的输出功率和效率。
2020版高三物理一轮复习 闭合电路的欧姆定律1.如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R 1、R 2和R 3的阻值都相同.在电键S 处于闭合状态下,若将电键S 1由位置1切换到位置2,则( )A.电压表的示数变大B.电池内部消耗的功率变大C.电阻R 2两端的电压变大D.电池的效率变大解析:本题考查电路的动态分析,与一般的题目不同的是由于题目中各电阻均已知,所以可通过计算求解.设R 1=R 2=R 3=R,开关S 1在位置1时,电路的总电阻为( R+r),当切换到2位置时,电路的总电阻为( R+r),所以总电阻变小,总电流增大,路端电压U=E-Ir 将变小,A 项错误.电源内耗功率P=I 2r 将变大,B 项正确;当开关位于1时,R 2两端的电压为31222232U ,2,R U R ,3322,32321,C ;2,R ,1,D .ERER R r R r R E RER R R R R r R r R R rR R r R rrR r η=++=⨯'==++++===++⨯⨯-+外总外外外外外开关位于时的电压为所以的电压变小选项错误电源的效率为开关位于时变小变大所以电源效率比开关位于时变小项错误 答案:B2.如图(1)所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6 V和4 V,当只有电压表V2接入电路中时,如图(2)所示,示数为9 V,电源的电动势为( )A.9.8 VB.10 VC.10.8 VD.11.2 V解析:根据闭合电路欧姆定律,电源两端的路端电压:U=E-Ir 得:10=E-24Rr,9=E-29Rr,可知C选项正确.答案:C3.用电压表检查如图所示的电路中的故障,测量Uad=5.0 V,Uab=0,Ubc=5.0 V,Ucd=0,则电路故障可能是( )A.滑动变阻器R1断路 B.电容器C被击穿C.电阻R2断路 D.电感线圈L断路解析:判断电路故障的最常用的一种方法是使用电压表,电压表在使用时“只要电压表的正负接线柱能与电源的正负极接通,同时与电压表并联的部分电路没有短路现象发生时,电压表就会有示数”.由题意Uad=Ubc=5.0 V可知ab、cd间为通路,AC 错误;若电容器C被击穿,则bc两点间电压将为零,B错误;故正确答案为D.答案:D4.如图所示,滑动变阻器的滑片P向A端滑动,则( )A.电源总功率增大B.灯泡L1变亮C.灯泡L2变暗D.灯泡L3变亮解析:等效电路如图.P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻R减小,即L1、L2变亮,L3变暗,总功率变大,故A、B正确.答案:AB5.如图所示,电阻R1=20 Ω,电动机线圈电阻R2=10 Ω.当开关S断开时.电流表的示数为0.5 A;当开关S闭合后,电动机转起来,电路两端电压不变.电流表显示的电流I或电路消耗的电功率P应是( )A.I=1.5 AB.I>1.5 AC.P=15 WD.P<15 W解析:开关S断开时,电流表示数为0.5 A,则U=I1R1=10 V;合上S后,电动机接入电路,因电动机为非纯电阻用电器,故I2<\frac{U}{R_2}=1 A,电路总功率P总=UI总=U(I1+I2)<10×(1+0.5) W=15 W.则A、B均错.D项对.答案:D6.图为大型电子地磅电路图,电源电动势为E,内阻不计.不称物体时,滑片P在A 端,滑动变阻器接入电路的有效电阻最大,电流较小;称重物时,在压力作用下使滑片P下滑,滑动变阻器有效电阻变小,电流变大.这样把电流对应的重力值刻在刻度盘上,就可以读出被称物体的重力值.若滑动变阻器上A、B间距离为L,最大阻值等于定值电阻阻值R,已知两弹簧的总弹力与形变量成正比,比例系数为k,则所称重物的重力G与电流的大小I的关系为( )A.G=2kL-0EkLIR B.G=kL C.G=EIR +kL D.G=kIL 解析:由于滑片P 的移动,所以接入电路的电阻随重物的增加而减小,设所称重物的重力为G 时,弹簧压缩x(AP=x),则电路中的总电阻为R 0+L xL-R 0, 由欧姆定律可得E=I(R 0+L xL-R 0),① 由胡克定律得G=kx② 由①②两式解得G=2kL-0EkLR I,故选项A 正确. 答案:A7.在如图所示的电路中,开关S 1、S 2、S 3、S 4均闭合,C 是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P.断开哪一个开关后P 会向下运动( )A.S1 B.S2C.S3D.S4解析:四个开关均闭合时,油滴悬浮于平行板电容器的极板间,油滴所受合外力为零,说明油滴除受重力外必受电场力的作用,且大小与重力相等,方向与重力相反.若断开某个开关后,油滴向下运动,必是电场力减小,电容器极板间电压减小所致.从电路连接形式可看出,电阻R1、R2并联后与电容器C串联.故电容器C实质上是并联在电阻R3两端.因R1、R2的电阻相对于电容器而言可忽略,断开S1不会使电容器两板间的电压发生变化;断开S4,电容器两板间的电压保持不变;断开S2,因电源内阻远小于电容器的电阻,电容器两板间电压反而会升高;只有断开S3时,电容器通过R3放电,使电容器两板间的电压降低,P才会向下运动.答案:C8.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图象如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图象上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为( )3112..``44331121..``2233A B C D 解析:本题主要考查电源效率的理解与计算.在闭合电路中,电源的效率22100%100%100%,()100%100%100%,,P U I P I R P EI I R r P U R E R rηη====+==+⨯⨯⨯⨯⨯⨯外外外总总外得可见电源的效率既是输出功率与总功率之比也是外电压与电动势之比,也等于外电阻与总电阻之比.设图中每一小格数值为k,由图象知,电源的电动势为6kV,a 和b 对应的外电压分别是4kV 和2kV,由此知D 项正确.答案:D9.图中图线①表示某电池组的输出电压-电流关系,图线②表示其输出功率-电流关系.该电池组的内阻为________Ω.当电池组的输出功率为120 W 时,电池组的输出电压是________V.解析:图线①为路端电压和电流的关系,其直线的斜率即为电源的内阻,即r=5 Ω;由图线②可以看出当输出功率为120 W时其电流为4 A,由P=UI知U=P/I=30 V.答案:5 3010.如图所示,电源电动势E=4.0 V,电源内电阻r=0.50 Ω,电阻器R2=18 Ω,安培表A1的读数为0.50 A,安培表A2的读数为0.30 A,伏特表V的读数为3.0 V,求:R1、R3、R4的阻值各多大?(不计各电表内阻的影响)解析:先把题图所示电路中的安培表短路、伏特表断路,根据节点跨接法画出图甲所示的简化电路结构,再把各电表填到其对应的位置改画成图乙所示的电路图.由图甲可以看出R3和R4串联后再和R1、R2并联接在电源两端.由图乙可以看出安培表A1示数为通过R2上的电流I2和通过R3上的电流I3之和;安培表A2量的是通过R3、R4上的电流(I3=I4);伏特表量的是R3两端的电压.由欧姆定律得R3=333.0 0.30UIΩ=10 Ω,通过R2上的电流I2=0.50 A-0.30 A=0.20 A,电源的端电压U=U1=U2=I2R2=0.20×18 V=3.6 V由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir电路的总电流I=4 3.60.5 EUr--=A=0.80 AR1上的电流为I1=I-(I2+I3)=0.30 AR1=113.60.30UI=Ω=12 ΩR4两端的电压U4=U-U3=3.6 V-3.0 V=0.60 VR4440.600.30UI==Ω=2.0 Ω解得R1、R3、R4的阻值分别为12 Ω,10 Ω和2.0 Ω.答案:12 Ω 10 Ω 2.0 Ω11.如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0 V,内阻r=1.0 Ω;电阻R1=10Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω;电容器的电容C=100 μF.电容器原来不带电.求接通电键S后流过R4的总电荷量.解析:由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为R=123123()R R RR R R++++r由欧姆定律得,通过电源的电流I=ER电源的路端电压U=E-Ir电阻R3两端的电压U′323RR R=+U通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量Q=CU′由以上各式并代入数据解得Q=2.0×10-4 C答案:2.0×10-4 C12.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A 板?此时,电源的输出功率是多大?(取g=10 m/s 2)解析:(1)小球进入板间后,受重力和电场力的作用,且到A 板时速度为零.设两极间电压为U AB ,由动能定理得2AB AB mgd qU 0U U 8 V.I,R .1218mv E U I AR rUI--=-==-==+==Ω滑滑滑滑所以滑动变阻器两端电压设通过滑动变阻器的电流为由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的电阻(2)电源的输出功率P 出=I 2(R+R 滑)=23 W. 答案:(1)8 Ω (2)23 W。
考点规范练26电阻定律欧姆定律焦耳定律一、单项选择题1.关于电阻率,下列说法正确的是()A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小C.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们制作标准电阻,电阻率越大,说明其导电性能越差,A错;各种材料的电阻率大都与温度有关,纯金属的电阻率随温度升高而增大,超导体是当温度降低到某个临界温度时,电阻率突然变为零,B、C均错;某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用于制作标准电阻,D对。
2.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是()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.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比,可知b代表的电阻丝较粗,选项B 图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律R=ρll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。
3.如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则()A.通过两棒的电流不相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同C.两棒内的电场强度不同,细棒内电场强度E1小于粗棒内电场强度E2D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,所以电流相等,A错误;由I=nqSv可知,两棒电流相等,而两棒横截面积不同,两棒的自由电子定向移动的平均速率不同,B错误;由R=ρll可知,细棒的电阻大,由串联分压原理可知细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,又由E=ll可知细棒内电场强度E1大于粗棒内电场强度E2,所以C错误,D正确。
4.用电器到发电厂的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。
为使线路上的电压不超过U。
那么,输电线的横截面积的最小值为()A.lll B.2llllC.llllD.2llll2l,由公式R=ll 、R=ρll得S=2llll,故B正确。
(建议用时:35分钟)一、单项选择题1.两个相同的电阻R ,当它们串联后接在电动势为E 的电源上,通过一个电阻的电流为I ;若将它们并联后仍接在该电源上,通过一个电阻的电流仍为I ,则电源的内阻为( )A .4RB .RC .R 2D .无法计算解析:选B.当两电阻串联接入电路中时I =E 2R +r,当两电阻并联接入电路中时I =E R 2+r ×12,由以上两式可得:r =R ,故选项B 正确.2. 如图所示,其中电流表A 的量程为 0.6 A ,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A ;R 1的阻值等于电流表内阻的12;R 2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值,则下列分析正确的是( )A .将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB .将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC .将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD .将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A解析:选C.设电流表A 的内阻为R A ,用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时,若将接线柱1、2接入电路,根据并联电路的特点,(I 1-I A )R 1=I A R A ,解得I 1=3I A =0.06 A ,则每一小格表示0.06 A ;若将接线柱1、3接入电路,则(I 2-I A )R 1=I A R A ,解得I 2=3I A =0.06 A ,则每一小格表示0.06 A .选项C 正确.3. 在如图所示的电路中,R 1=11 Ω,r =1 Ω,R 2=R 3=6 Ω,当开关S 闭合且电路稳定时,电容器C 带电荷量为Q 1;当开关S 断开且电路稳定时,电容器C 带电荷量为Q 2,则( )A .Q 1∶Q 2=1∶3B .Q 1∶Q 2=3∶1C .Q 1∶Q 2=1∶5D .Q 1∶Q 2=5∶1解析:选A.当开关S 闭合时,电容器两端电压等于R 2两端的电压,U 2=ER 2R 1+R 2+r =E 3,Q 1=E3C ;当开关S 断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U =E ,Q 2=EC ,所以Q 1∶Q 2=1∶3,选项A 正确.4.如图所示为小灯泡的U -I 图线,若将该小灯泡与一节电动势E =1.5 V ,内阻r =0.75 Ω的干电池组成闭合电路时,电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( )A .1.5 W 1.0 WB .0.75 W 0.5 WC .0.75 W 0.75 WD .1.5 W 0.75 W解析:选D.在题图中画出电源的U -I 图象,与灯泡的U -I 图象的交点为I =1.0 A ,U =0.75 V ,则电源的总功率P 总=EI =1.5 W ,灯泡的功率P 灯=UI =0.75 W ,故D 正确.5. 如图所示,电源电动势为E ,内阻为r ,闭合开关S ,不考虑灯丝电阻随温度的变化,电流表、电压表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是( )A .电流表读数减小,小灯泡L 1变暗B .电压表读数变大C .电流表读数增大,小灯泡L 2变暗D .电容器所带电荷量增大解析:选B.将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,其与小灯泡L 1并联的电阻增大,外电路总电阻增大,电流表读数减小,小灯泡L 2变暗,路端电压U =E -Ir 增大,电压表的读数变大,选项B 正确,C 错误;小灯泡L 1两端的电压U 1=E -I (r +R L2)增大,通过小灯泡L 1的电流变大,小灯泡L 1变亮,选项A 错误;通过小灯泡L 2的电流减小,小灯泡L 2两端电压变小,与小灯泡L 2并联的电容器两端电压减小,由Q =CU 可得电容器所带电荷量减小,选项D 错误.6.(2019·河南南阳模拟)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常量),图线b 是某电阻R 的U -I 图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为( )A .5.5 ΩB .7.0 ΩC .12.0 ΩD .12.5 Ω解析:选A.由欧姆定律得U =E -Ir ,当I =0时,E =U ,由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E =3.6 V ,根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为U =2.5 V ,电流为I =0.2 A ,则硅光电池的内阻为r =E -U I =3.6-2.50.2Ω=5.5 Ω,故选项A 正确.7.(2019·重庆江津中学模拟)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ,调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据,另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据.根据数据描绘了如图乙所示的两条U -I 直线.则图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A .滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B .电源的输出功率最大C .定值电阻R 0上消耗的功率为1.0 WD .电源的效率达到最大值解析:选B.由图乙可得,电源的电动势E =1.5 V ,r =1 Ω,交点位置:R +R 0=U 1I =2 Ω,R 0=U 2I=2 Ω,R =0,滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端,A 项错误;当电路中外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大,但本题R 0>r ,改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等,此时当外电阻越接近内电阻时,电源输出功率越大,B 项正确;R 0消耗的功率P =IU 2=0.5 W ,C 项错误;电源的效率η=IE -I 2rIE,电流越小效率越大,可见滑动变阻器的滑动头P 滑到最右端时效率最大,D 项错误.二、多项选择题8.直流电路如图所示,闭合开关S ,在滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电源的( )A .总功率一定减小B .效率一定增大C .内部损耗功率一定减小D .输出功率一定先增大后减小解析:选ABC. 滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大,由闭合电路欧姆定律知总电流减小,由P 总=EI 可得P 总减小,故选项A 正确;根据η=R 外R 外+r=11+r R 外可知选项B 正确;由P 损=I 2r 可知,选项C 正确;由P 输-R 外图象可得,因不知道R 外的初始值与r 的关系,所以无法判断P 输的变化情况,选项D 错误.9.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是()A .电源的电动势为6.0 VB .电源的内阻为12 ΩC .电源的短路电流为0.5 AD .电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω解析:选AD.纵轴上的截距为电源的电动势,即E =6.0 V ,选项A 正确;由于该电源的U -I 图象的纵轴坐标不是从零开始的,故横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流,故内阻应按斜率的绝对值计算,即r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =6.0-5.00.5-0 Ω=2 Ω,选项B 、C 错误;由闭合电路欧姆定律可得电流I =0.3 A 时,外电阻R =EI-r =18 Ω,选项D 正确.10. (2019·石家庄模拟)在如图所示电路中,电源电动势E =12 V ,内阻r =4 Ω,R 1=R 2=2 Ω,灯泡电阻恒为R L =3 Ω,滑动变阻器总阻值R =8 Ω,当滑片P 位于滑动变阻器正中间、开关S 处于闭合状态时,电容器内有一带电微粒恰好处于静止状态,灯泡L 正常发光.当滑片P 向N 端移动后,下列说法正确的是()A .微粒向上运动B .电流表示数变小C .灯泡L 变暗D .电源输出功率变大解析:选AC.电路中滑动变阻器R P 、电流表、R 1串联,然后三者和灯泡并联,并联完后和干路中的R 2串联,电容器A 板带正电,带电微粒恰好静止有mg =Eq =Ud q .当P 向N 端移动时,R P 变小,它所在支路的电阻变小,根据并联电路的特点,并联电阻R 并变小,所以并联电路两端的电压变小,所以灯泡变暗,故C 正确;并联电阻R 并变小,回路中的外电阻(R 外=R 并+R 2)变小,则回路中的总电流变大,由I 总=I R 1+I R L 知I R 1变大,故B 错误;由U =IR 知R 1两端的电压变大,由E =Ud 知电容器两极板间的电场变强,所以微粒向上运动,故A 正确;当滑动变阻器滑片在变阻器正中间时R P =4 Ω,此时回路中的外电阻R 外=(R 1+R P )R L R 1+R P +R L +R 2=4 Ω=r ,此时电源输出功率最大,当滑片向N 端滑动时,滑动变阻器的阻值变小,所以电源输出功率变小,所以D 错误.11.(2019·黄山模拟)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示.图中R T 为热敏电阻(随温度升高阻值减小),用来探测加热电阻丝R 的温度,R G 为光敏电阻(随光照强度增大阻值减小),接收小灯泡L 的光照,除R T 、R G 外,其他电阻均为定值电阻.当R 处温度降低时( )A .L 变亮B .通过R 3的电流减小C .E 2的路端电压增大D .R 消耗的功率减小解析:选BC.当R 处温度降低时,热敏电阻R T 阻值变大,由闭合电路欧姆定律可知,左侧电路中的电流减小,通过小灯泡L 的电流减小,小灯泡L 的光照强度减小,光敏电阻R G 的阻值变大,对右侧电路,由闭合电路欧姆定律可知,通过R 2的电流变小,右侧电路中的电源E 2的路端电压变大,R 两端电压变大,通过R 的电流也变大,R 消耗的功率变大,通过R 3的电流变小,选项B 、C 正确.12.(2018·高考海南卷)如图,三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为R ,电源的内阻r <R ,c 为滑动变阻器的中点.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动,下列说法正确的是( )A .R 2消耗的功率变小B .R 3消耗的功率变大C .电源输出的功率变大D .电源内阻消耗的功率变大解析:选CD.当滑动变阻器的滑片c 在中点时,电路中并联部分阻值最大,将滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动时,并联部分阻值减小,因R 1>r ,故外电阻越小,电源的输出功率越大,选项C 正确;电路中并联部分阻值减小,故电路总阻值减小,总电流增大,电源内阻消耗的功率变大,选项D 正确;电路中并联部分阻值减小,根据串联分压规律,并联部分的电压减小,滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动时,右侧并联部分电阻增大,电流减小,R 3消耗的功率变小,选项B 错误;电路总电流增大,右侧部分电流减小,故左侧部分电流增大,R 2消耗的功率变大,选项A 错误.13.(2016·高考江苏卷)如图所示的电路中,电源电动势为12 V ,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S ,下列说法正确的有( )A .路端电压为10 VB .电源的总功率为10 WC .a 、b 间电压的大小为5 VD .a 、b 间用导线连接后,电路的总电流为1 A解析:选AC.开关S 闭合后,外电路的总电阻为R =10 Ω,路端电压U =E R +r R =1212×10 V =10 V ,A 项正确;电源的总功率P =E 2R +r =12 W ,B 项错误;由于两条支路的电流均为I ′=1020 A =0.5 A ,因此a 、b 两点间的电压为U ab =0.5×(15-5) V =5 V ,C 项正确;a 、b 两点用导线连接后,外电阻R ′=2×5×155+15 Ω=7.5 Ω,因此电路中的总电流I =E R ′+r =129.5A ≈1.26 A ,D 项错误.14.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5).如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )A .电源1与电源2的内阻之比是3∶2B .电源1与电源2的电动势之比是1∶1C .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10解析:选AB.根据题图可知,E 1=E 2=10 V ,r 1=54 Ω,r 2=56 Ω,所以r 1∶r 2=3∶2,E 1∶E 2=1∶1,选项A 、B 正确;曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压,根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1=18.2 W 和P 2=30 W ,小灯泡的电阻分别为R 1=3552 Ω,R 2=56Ω,所以选项C 、D 错误.。
考点规范练27闭合电路欧姆定律及其应用一、单项选择题1.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1∶2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1与R2两端电压之比U1∶U2为()A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1解析由并联特点可知,又由串联电路特点可得,故B正确。
2.电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。
如图所示,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()A.nUB.C.(n-1)UD.-与R cd串联,电流I=,对输出端电压U cd=U=IR cd=,即输入端ac电压为U ab=nU。
3.下列关于电源电动势的说法正确的是()A.在某电池的电路中,每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多E=得E=2V,则A错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质决定,则B错误,C正确;电源的电动势大,所提供的能量不一定大,电源的电能取决于通过电源的电荷量与电动势的乘积,D错误。
4.如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均可视为理想电表,在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中()A.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数增大B.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数减小C.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数增大D.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数减小R的滑片从a端滑到b端的过程中,外电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数一直增大,选项A正确。
5.在如图所示的电路中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是()A.灯泡L变亮B.电压表读数变小C.电流表读数变小D.电容器C上所带的电荷量减少P向左移动时,其接入电路的电阻增大,电路的总电阻R总增大,总电流I减小,电流表读数变小;灯泡的功率为P=I2R L,R L不变,则P减小,灯泡变暗,故A错误,C正确;电压表读数U=E-Ir变大,故B错误;根据U滑=E-I(R L+r)可知,I减小,滑动变阻器两端电压增大,电容器两端电压也增大,其电荷量增大,故D错误。
2020年高考物理第一轮复习闭合电路欧姆定律一、基本概念内电路、外电路、内电阻、外电阻、内电压、外电压(路端电压)外电压(路端电压):电源两极的电压是外电压而不是内电压。
电动势E:数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压通路时电动势等于内电压与外电压之和E = U内 +U外物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量例。
干电池1.5V的物理意义指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把1.5J的化学能转化为电能例1:关于电源电动势,下列说法错误的是:( A )A、电动势就是电压,它是内外电路电压之和B、电动势不是电压,但在数值上等于内外电压之和C、电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量D、电动势的大小与外电路的结构(如外电路是否接通和外电路的连接方式)无关例2:如图所示,电源电动势E=2.0V,内阻r=0.1Ω,R=1.9Ω,电流表、电压表对电路的影响不计,且两电表不被烧坏,那么:①当S接到“1”档时电流表的读数为,电压表读数为。
②当S接到“2”档时电流表的读数为,电压表读数为。
③当S接到“3”档时电流表的读数为,压表读数为二、基本规律1、闭合电路的欧姆定律I=rR E+ 常用的表达式还有哪些?分别有什么意义 E = I (R+r ) E = U 内+U 外 U 外= E-Ir2、路端电压U 与负载R 的关系什么是负载?“负载大什么含义?”(另负载电阻的含义) 电路模型:再复杂的电路都(纯电阻)都可以化为这一模型。
特殊情况:外电路断路时U 路=E 外电路短路时U 路=0思考:试画出U-I 图象和U-R 图象,并分析图象的斜率,截距的意义。
(学生板演) 1、路端电压与电流是一次函数关系。
2、电流越大,路端电压越小 3、斜率k= - r纵轴截距:为开路电压U=E横轴截距:为短路电流I 路=E/r↑R ↓I ↑EI =IrE U -=I路渐近线为非线性关系练习、图为一电源路端电压随外电阻变化而变化的图线,从图线上可以得知,电源电动势为 12 V ,内电阻为 2 Ω,电源最大输出功率可达 18 W 。
欧姆定律 电阻定律 焦耳定律及电功率1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是( ) A .电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B .W =UIt 适用于任何电路,而W =I 2Rt =U 2Rt 只适用于纯电阻的电路C .在非纯电阻的电路中,UIt >I 2Rt D .焦耳热Q =I 2Rt 适用于任何电路2.铜的摩尔质量为m ,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n 个自由电子.今有一根横截面积为S 的铜导线,当通过的电流为I 时,电子平均定向移动的速率为( )A .光速c B.I neS C.ρIneSmD.mIneS ρ3.下图的四个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽灯在不同电压下消耗的电功率P 与电压二次方U 2之间函数关系的是( )4.一个内阻可以忽略的电源给装满绝缘圆管的水银供电,通过水银的电流为0.1 A .若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管),那么通过水银的电流将是( )A .0.4 AB .0.8 AC .1.6 AD .3.2 A5.如图所示,电源的电动势为30 V ,内阻为1 Ω,一个标有“6 V 12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联.开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为( )A.36 W B.44 WC.48 W D.60 W6.如图所示是饮水机及其工作电路简化图,S是温控开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;R0是饮水机加热管电阻,R是与加热管串联的电阻.下表是从其说明书中摘录的一些技术数据.不考虑R0、R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率.当S闭合时,饮水机的工作状态和R0的阻值分别是( )A.加热状态,ΩC.保温状态,88 ΩD.保温状态,220 Ω7.有一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示.若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P;现将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是P D、P1、P2,它们之间的关系为( )A .P 2=P4B .P D =P4C .PD =P 2D .P 1<4P 28.(多选)如图甲所示电路中,小灯泡通电后其两端电压U 随所通过的电流I 变化的图线如图乙所示,P 为图线上一点,PN 为图线的切线,PM 为U 轴的垂线,PQ 为I 轴的垂线.下列说法中正确的是( )A .随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大B .对应P 点,小灯泡的电阻为R L =U 1I 2C .在电路中灯泡L 两端的电压为U 1时,电阻R 两端的电压为I 1RD .对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积”9.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图所示为某款扫地机器人,已知其工作时额定电压为15 V ,额定功率为30 W ,充电时额定电压为24 V ,额定电流为0.5 A ,充电时间约为240 min ,电池容量为2 000 mA·h,则下列说法正确的是( )A .电池容量是指电池储存电能的大小B .机器人正常工作时的电压为24 VC .机器人正常工作时的电流为0.5 AD .机器人充满电后一次工作时间最多约为1 h10.(多选)现用充电器为一手机电池充电,等效电路如图所示,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( )A .充电器输出的电功率为UI +I 2r B .电能转化为化学能的功率为UI -I 2r C .电池产生的热功率为I 2r D .充电器的充电效率为Ir U×100%11.如图甲所示电路中,电源电动势为 3.0 V ,内阻不计,L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列说法中正确的是( )A.L3的电流为L1的电流的2倍B.L3的电阻约为0.17 ΩC.L1的电功率约为0.60 WD.L2的电功率约为1.5 W12.如图所示为电流表与电压表合一的电表,灵敏电流表G的内阻R g=120 Ω,满偏电流I g=3 mA,电压表量程是6 V,电流表量程是3 A.(1)双刀双掷开关S接到哪边是电流表?接到哪边是电压表?(2)求R1和R2的值.13.如图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=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数U V=110 V.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=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g取10 m/s2).参考答案1.A2.D3.C4.C5.A6.B7.D8.ABD9.D10.BC11.C12.答案:(1)接到a、b是电压表,接到c、d是电流表 (2)1 880 Ω0.12 Ω13.答案:(1)5 A (2)550 W (3)53 kg。
考点规范练26 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律一、单项选择题1.关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小C.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们制作标准电阻,电阻率越大,说明其导电性能越差,A错;各种材料的电阻率大都与温度有关,纯金属的电阻率随温度升高而增大,超导体是当温度降低到某个临界温度时,电阻率突然变为零,B、C均错;某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用于制作标准电阻,D对。
2.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )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.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律R=ρ,可知b 代表的电阻丝较粗,选项B 正确,A 、C 错l S 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。
3.如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U ,则( )A.通过两棒的电流不相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同C.两棒内的电场强度不同,细棒内电场强度E 1小于粗棒内电场强度E 2D.细棒的电压U 1大于粗棒的电压U 2,所以电流相等,A 错误;由I=nqSv 可知,两棒电流相等,而两棒横截面积不同,两棒的自由电子定向移动的平均速率不同,B 错误;由R=ρ可知,细棒的电阻大,由串联分压原理可知细棒的l S 电压U 1大于粗棒的电压U 2,又由E=可知细棒内电场强度E 1大于粗棒内电场强度E 2,所以C 错误,D Ud 正确。
4.用电器到发电厂的距离为l ,线路上的电流为I ,已知输电线的电阻率为ρ。
为使线路上的电压不超过U 。
那么,输电线的横截面积的最小值为( ) A. B. C. D.ρl R 2ρlI U U ρlI 2Ul Iρ2l ,由公式R=、R=ρ得S=,故B 正确。
U I L S 2ρlI U 5.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 f =kv (k 是常量),则该导体的电阻应该等于( )A. B. C. D.kl neSkl ne 2S kS nel kS ne 2l,由平衡条件得kv=e ,则U=,导体中的电流I=neSv ,电阻R=,选项B 正U l kvl e U I =klne 2S确。
6.某一导体的伏安特性曲线如图中AB 段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A.B 点的电阻为12 ΩB.B 点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 ΩA 、B 两点的电阻分别为R A = Ω=30 Ω,R B = Ω=40 Ω,所以30.160.15ΔR=R B -R A =10 Ω,故B 对,A 、C 、D 错。
二、多项选择题7.现用充电器为一手机电池充电,等效电路如图所示,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( )A.充电器输出的电功率为UI+I 2rB.电能转化为化学能的功率为UI-I 2rC.电池产生的热功率为I 2rD.充电器的充电效率为×100%Ir U8.右图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S 1、S 2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220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W 。
关于该电吹风,下列说法正确的是( )A.电热丝的电阻为55 ΩB.电动机线圈的电阻为 Ω1 2103C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为1 000 JD.当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为120 JP=1 000 W-120 W=880 W,对电热丝由P=可得其电阻U 2R R= Ω=55 Ω,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U 2P =2202880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880 J,选项C 错误;不管电吹风吹热风还是吹冷风,电动机每秒消耗的电能都是120 J,选项D 正确。
9.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 为图线在P 点的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线,则下列说法正确的是( )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=U 1I2C.对应P 点,小灯泡的电阻为R=U 1I 2-I 1D.对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积I -U 图像中,图线上的点与O 点的连线的斜率表示该点所对应的电压、电流下电阻的倒数,图像中连线的斜率逐渐减小,电阻逐渐增大,A 正确;对应P 点,小灯泡的电压为U 1,电流为I 2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R=,B 正确,C 错误;对应P 点,小灯泡的功率为P=U 1I 2,即为题图中矩形U 1I 2PQOM 所围的面积,D 正确。
三、非选择题10.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。
现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。
已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 μm 左右。
而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω。
(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。
(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32π cm 3,当在其两底面上加上1 000 V 的电压时,通过该圆柱体的电流为10π μA,求圆柱体的圆面半径和高。
×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm由电阻定律R=ρ得ρ= Ω·m =8×106 Ω·m 。
l S RS l =1.6×105×1.0×10-42×10-6(2)由部分电路欧姆定律得R=U I由圆柱体体积公式得πr 2h=V又R=ρℎπr 2联立解得r=4 cm,h=2 cm 。
11.如图所示,A 为电解槽,M 为电动机,N 为电热炉,恒定电压U=12 V,电解槽内阻R A =2 Ω,当S 1闭合,S 2、S 3断开时,A 示数为6 A;当S 2闭合,S 1、S 3断开时,A 示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S 3闭合,S 1、S 2断开时,A 示数为4 A 。
求:(1)电热炉的电阻及发热功率;(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。
Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W电热炉为纯电阻元件,由欧姆定律得R= Ω=2 Ω。
U I 1=126其发热功率为P=UI 1=12×6 W=72 W 。
(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI 2=R M +P 输出I 22所以R M = Ω=1 Ω。
UI 2-P 输出I 22=12×5-3552(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得P 化=UI 3-R AI 32所以P 化=(12×4-42×2) W=16 W 。
12.为保护自然环境,开发绿色能源,实现旅游与环境的协调发展,某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统,用来满足园内用电需求。
已知该发电系统的输出功率为1.0×105 W,输出电压为220 V 。
问:(1)按平均每天太阳照射6小时计,该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能?(2)该太阳能发电系统除了向10台1 000 W 的动力系统正常供电外,还可以同时供园内多少盏额定功率为100 W 、额定电压为220 V 的照明灯正常工作?(3)由于发电系统故障,输出电压降为110 V,此时每盏额定功率为100 W 、额定电压为220 V 的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少?(设照明灯的电阻恒定).19×105 kW·h(或7.884×1011 J) (2)900盏 (3)14P=1.0×105 W=100 kWt=365×6 h=2 190 hE=Pt=2.19×105 kW·h(或E=7.884×1011 J)。
(2)P=10×1 kW +n ·0.1 kW,得n=900(盏)。
(3)设P 1和U 1分别为照明灯正常工作时的功率和电压,P 2和U 2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压。
由功率公式P=,U 2R 得P 1P 2=(U 1U 2)2所以P 2=,即为正常工作时的。
P 1(U 1U 2)2=P 1414。