高中物理练习部分电路电功电功率

第7章 第1讲一、选择题1．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m 的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA 时(设电子的速度是3×107m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电量e ＝1.6×10－19C)( )A ．5×1011B ．5×1010C ．1×102D ．1×104[答案] A[解析] 由电流强度的定义式：I ＝qt得： q ＝It ＝I lv＝8×10－8C所以在整个环中运行的电子数目为：n ＝qe＝5×1011个，故选项A 正确． 2．实验室用的小灯泡灯丝的I －U 特性曲线可用图中的哪条图线来表示( )[答案] A[解析] 灯丝通电后发热，随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，灯丝温度不断升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，I －U 曲线上对应点与原点连线的斜率必然减小，A 项正确．3．普通照明电路的一只白炽灯泡不发光了，电工师傅在检修时，拧下上盖，露出了两个接线柱(如图a 、b 所示)．然后用测电笔分别去接触a 接线柱和b 接线柱，结果发现a 、b 两接线柱都能够使测电笔的氖管发光．根据这一现象，电工师傅就判断出了故障的性质及发光故障的部位．以下说法中你认为正确的是( )A ．短路．短路处必在灯口内B ．短路．短路处必在跟灯口连接的两根电线之间C ．断路．必是跟灯口连接的两根电线中有一根断了，且断掉的那根是零线，灯泡的钨丝肯定没有断D ．断路．必是灯泡的钨丝断了，而不是连接灯口的电线断了 [答案] C[解析] 灯口的两个接线柱都能使测电笔的氖管发光，表明a 、b 两接线柱是等电势的，都跟火线等势，也就是说灯丝上流过的电流为零，所以故障性质是断路，且不是灯丝断路，而是连接灯的零线断路，故应选C 项．4．在如图所示电路中，AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝，以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标，各点离A 点的距离x 为横坐标，则U 随x 变化的图线应为( )[答案] A[解析] 由欧姆定律得：U ＝IR x ，由于I 为定值，而R x ∝x ，故U ∝x ，因此选项A 正确． 5．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 为图线过P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是( )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 1I 2C ．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 所围的面积 [答案] ABD[解析] 小灯泡的灯丝是一个纯电阻，在通电时满足欧姆定律．从小灯泡的I －U 曲线可以看出，随着电压的增大，电压与电流的比值增大，即小灯泡的电阻增大，A 正确；根据欧姆定律得，对应P 点，从图象可以得出小灯泡的电阻为：R ＝U 1I 2，C 错误、B 正确；小灯泡的功率P ＝UI ，从图象可以看出P 点功率等于图中矩形PQOM 所围的面积，D 正确．6．如图所示，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，能使两灯泡都正常发光，并且整个电路消耗的总功率最小的电路是( )[答案] B[解析] A 、C 选项图中灯泡不能正常发光．B 、D 选项图中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等，B 图中总功率为200W ，D 图中总功率为320W ，B 项正确．7．如图所示电路，已知R 1＝3 k Ω，R 2＝2 k Ω，R 3＝1 k Ω，I ＝10 mA ，I 1＝6 mA ，则a 、b 两点电势高低和通过R 2中电流正确的是( )A ．a 比b 高，7 mAB ．a 比b 高，2 mAC ．a 比b 低，7 mAD ．a 比b 低，2 mA[答案] C[解析] 本题考查电流守恒定律，即流入某节点的电流一定等于从该节点流出的电流，如图所示．I 3＝I －I 1＝10mA －6mA ＝4mA U ca ＝I 1R 1＝6×10－3×3×103V ＝18V U cb ＝I 3R 3＝4×10－3×1×103V ＝4V ，V b >V a I 2＝U ba R 2＝142mA ＝7mA ，所以选项C 正确．8．(2010·启东)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a 、b 、c 所示．则下列说法中正确的是( )A．图线b表示输出功率P R随电流I变化的关系B．图线a最高点对应的功率为最大输出功率C．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系P A＝P B＋P CD．b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4[答案] CD[解析] 电源的电动势和内阻是一定的，由于外电阻的变化引起了总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r的变化．总功率表达式为P E＝EI，对应图线a；电源内部的发热功率表达式为P r＝I2r，对应图线b，输出功率表达式P R＝EI－I2r，对应图线c，故A选项错误；在电流相同的情况下，总功率等于输出功率与内部发热功率之和，故C项选项正确；a 线最高点与b线相交于N点时，总功率等于内部的发热功率，此时输出功率为零，B选项错误；b、c线的交点M，其输出功率与内部发热功率相等，EI－I2r＝I2r，得该点横坐标I＝E2r ，纵坐标为E24r ，a线最高点与b线相交于N时，EI＝I2r得该点的横坐标I＝Er，纵坐标为E2r，故b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4.二、非选择题9．当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值________(填“变大”、“不变”或“变小”)．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随________变化而改变的特性制成的．[答案] 变小温度[解析] 光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻，半导体材料的电阻率随温度升高而减小．10．如图所示，R1＝30Ω，R4＝20Ω，电源电压恒为30V，现安培表示数为0.75A，若把电键闭合，则伏特表的示数减少1/3，滑片P位置不变，则R2的阻值为________，R3的阻值为________．[答案] 60Ω 20Ω[解析] 设电路两端的总电压为U ，与伏特表并联电阻的阻值为R x .电键断开时，流过R 1的电流为I 1，电路中的总电流为I ，电键闭合时，流过R 1的电流为I 1′，电路中的总电流为I ′.电键断开时，R 4两端的电压为：U 4＝IR 4＝0.75×20V＝15V ，电阻R 1两端的电压为：U 1＝U －U 4＝30V －15V ＝15V ，流过R 1的电流为：I 1＝U 1/R 1＝15/30A ＝0.5A ，流过R 2的电流为：I 2＝I －I 1＝0.75A －0.5A ＝0.25A ，电阻R 2的阻值为：R 2＝U 2/I 2＝U 1/I 2＝15/0.25Ω＝60Ω.伏特表示数为：U 示＝I 1R x .电键闭合时，U 示′＝I 1′R x ，由题意可知，U 示′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13U 示＝23U 示，解得：I 1′＝23I 1＝13A ，电阻R 1两端的电压为：U 1′＝I 1′R 1＝13×30V＝10V ，通过电阻R 2的电流为：I 2′＝U 1′/R 2＝10/60A ＝16A ，R 4两端的电压为：U 4′＝U －U 1′＝30V －10V ＝20V ，电路中的总电流为：I ′＝U 4′/R 4＝20/20A ＝1A ，通过R 3的电流为：I 3′＝I ′－I 1′－I 2′＝1A －13A －16A ＝0.5A ，电阻R 3的阻值为：R 3＝U 1′/I 3′＝10/0.5Ω＝20Ω.11．有一个提升重物用的直流电动机，电动机铭牌有“电机内阻r ＝0.6Ω”的标志，如果已知电路中的固定电阻R ＝10Ω，电路两端电压U ＝160V ，电压表的示数U ′＝110V.根据以上数据试计算：(1)通过电动机的电流； (2)电动机的输入功率； (3)电动机的输出功率．[答案] (1)5A (2)550W (3)535W[解析] (1)电阻R 与电动机串联，所以电流相等，对电阻R 根据欧姆定律由串并联的规律可得：I ＝U －U ′R ＝160－11010A ＝5A (2)电动机的输入功率P 入＝IU ′＝5×110W＝550W (3)电动机的发热功率P r ＝I 2r ＝52×0.6W＝15W 电动机的输出功率P 出＝P 入－P r ＝535W.12．实验室中大量的实验表明，通过某一金属氧化物制成的棒中的电流I 遵循I ＝kU3的规律(式中U 表示棒两端的电势差，k ＝0.02A/V 3)，现将该棒与遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后，接在一个内阻可忽略、电动势为6.0V 的电源上．(1)当电路中的电流为0.16A ，则串联的电阻器阻值R 1为多少？(2)当棒上消耗的电功率是电阻R 2上消耗电功率的2倍，则串联的电阻器R 2的阻值为多少？[答案] (1)25Ω (2)1.56Ω[解析] (1)由题意可得：I ＝kU 3，解得：U ＝3Ik ＝30.160.02V ＝2.0V ，由欧姆定律得：I ＝E －U R 1，解得：R 1＝E －U I ＝6.0－2.00.16Ω＝25Ω(2)根据电功率公式得：P 1＝UI ，P 2＝I 2R 2，由题意得：P 1＝2P 2，联立解得：E －U ＝U2，U＝4V I ＝1.28A ，R 2＝E －U I ＝6.0－4.01.28Ω＝1.56Ω 13．(2010·试题调研)在如图甲所示的电路中，电阻R 1和R 2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中a 、b 所示．现在电路两端BC 之间加上恒定的电压U 0＝7.0V.调节滑动变阻器R 3，使电阻R 1和R 3消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R 1和R 2的阻值为多大？R 3接入电路的阻值为多大？[答案] R 1＝R 2＝1000Ω R 3＝800Ω[解析] R 1、R 2和R 3串联，故电流相等．当电阻R 1和电阻R 2消耗的电功率相等时，得R 1＝R 2，由图乙中的伏安特性曲线a 、b 可知，此时电路中的电流I ＝2.5mA ，加在电阻R 1和R 2上的电压U 1＝U 2＝2.5V由欧姆定律得R 1＝R 2＝U 1I＝1000Ω滑动变阻器R 3两端电压为U 3＝U 0－U 1－U 2＝2V 由欧姆定律得R 3＝U 3I＝800Ω.。