第七章 第1单元 电流、电阻、电功、电功率 课时作业
高考物理一轮复习第七章课时跟踪检测(二十四)电流电阻
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．(2015·黄山模拟)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c B.IneSC.ρIneSmD.mIneSρ2．(多选)(2015·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对点训练：电阻及电阻定律的应用3．(2015·山东省名校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。
有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c。
电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是( )图24．(多选)电位器是变阻器的一种，如图3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3A．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，灯泡变亮对点训练：欧姆定律、伏安特性曲线的应用5．如图4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( )图4A．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6．某一导体的伏安特性曲线如图5中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )图5A．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 Ω7．(2015·杭州检测)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变化的关系图像如图6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( )图6A ．P 1＝4P DB ．P D ＝P4C ．PD ＝P 2D ．P 1＜4P 2对点训练：电功、电功率及焦耳定律8．(2015·济南外国语学校测试)用电动势为E 、内电阻为r 的电池组直接向线圈电阻为R 的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为I 、电动机两端的电压为U ，则( )A ．电路中电流I ＝ER ＋rB ．在时间t 内，电池组消耗的化学能为IEtC ．在时间t 内，电动机输出的机械能是IEt －I 2rt D ．以上说法都不对9．(2015·湖北武汉调研)如图7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。
高三物理一轮复习 第七章 第1讲 电流、电阻、电功及电功率2
第七章第1讲电流、电阻、电功及电功率2(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)1.图7－1－9如图7－1－9所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是( ) A．溶液内电流方向从A到B，电流为n1e/tB．溶液内电流方向从B到A，电流为n2e/tC．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D．溶液内电流方向从A到B，电流为(n1＋n2)e/t2．(2013届广东实验中学调研)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，现有一根横截面积为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.IneSC.ρIneSmD.mIneSρ3．关于材料的电阻率，下列说法正确的是( )A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3B．材料的电阻率随温度的升高而增大C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大4．(2012·汉中模拟)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C ．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比D ．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比5．一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电，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子里，那么通过的电流将是( )A ．0.4 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A6．用电器距离电源为L ，线路上的电流为I ，为使在线路上的电压降不超过U ，已知输电线的电阻率为ρ.那么，输电线的横截面积的最小值是( )A.ρL RB.2ρLIUC.U ρLI D.2UL I ρ7．(2012·北京西城模拟)如图7－1－10所示的电路中，电源的输出电压恒为U ，电动机M 的线圈电阻与电炉L 的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是( )图7－1－10A ．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率 8.图7－1－11如图7－1－11所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻为R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电路的电功率一定为( )A ．I 2R B.U 2RC ．UID ．UI －I 2R 9.图7－1－12(2012·安康模拟)如图7－1－12所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻R M＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )A．通过电动机的电流为10 AB．电动机的输入功率为20 WC．电动机的热功率为4 WD．电动机的输出功率为16 W10．(2013届湖北荆州中学模拟)在显像管中的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )A.IΔleSm2eUB.IΔlem2eUC.IeSm2eUD.ISΔlem2eU二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(15分)来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800 kV的直线加速器加速，形成电流为1 mA的细柱形质子流．已知质子电荷量e＝1.60×10－19 C．这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，如图7－1－13所示，其中的质子数分别为n1和n2，则n1和n2的比值为多少？图7－1－1312．(15分)(2013届渭南质检)一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压，现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图7－1－14(a)和(b)所示．测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒，求此时加在电热水壶上的实际电压．(a) (b)图7－1－14答案与解析1.【解析】 外电路中电流方向从正极流向负极．故电流方向从A 到B .由于正、负离子同时定向移动形成电流，则有I ＝|q 1|＋|q 2|t 即I ＝n 1＋n 2et，D 正确．【答案】 D2．【解析】 每摩尔铜的体积为m ρ，单位体积内铜原子个数为n ′＝n m ρ＝ρnm，由电流的微观表达式I ＝n ′eSv 得：v ＝mIneS ρ，故选项D 正确． 【答案】 D3．【解析】 材料的电阻率与长度无关，A 错误；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，B 错误；纯金属的电阻率较合金的电阻率小，C 正确；电阻率大的导体，电阻不一定大，D 错误．【答案】 C4．【解析】 对于同种材料的导体，电阻率是个定值，根据电阻定律R ＝ρl S可知，横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，A 正确；长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，B 错误．由欧姆定律知R ＝U I，此式是电阻的定义式，电阻R 与电压U 、电流I 无正反比关系，故C 、D 错误．【答案】 A5．【解析】 大圆管子内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银高度变为原来的14，则电阻变为原来的116，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．C 选项正确．【答案】 C6．【解析】 由题意知，输电线最大电阻R ＝U I，根据电阻定律得R ＝ρ2LS，S ＝2ρLI U，B 正确．【答案】 B7．【解析】 电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，电炉放出的热量等于电动机放出的热量，选项A 、B 正确，选项C 、D 错误．【答案】 AB8.【解析】 不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为其他形式能量的功率，故D 错误．【答案】 C9.【解析】 由E ＝30 V 、电动机两端电压10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ，则I ＝209＋1A ＝2 A ，A 错；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V×2 A＝20 W ，B 正确；P 热＝I 2R M＝4×1 W＝4 W ，C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，D 正确．【答案】 BCD10．【解析】 电子加速后，eU ＝12mv 2，v ＝2eUm，设单位长度内自由电子数为n ，得：I ＝nev ，n ＝I ev＝I e2eU m＝I e m2eU，所以长Δl 的电子束内的电子个数是：N ＝n Δl ＝I Δl e m2eU，B 正确． 【答案】 B11．【解析】 根据I ＝q t ，I ＝ne t ，故n t ＝I e＝6.25×1015个．由于各处电流相同，设这段长度为l ，其中的质子数为n 个，则由I ＝ne t和t ＝l v 得I ＝nev l ，故n ∝1v而v 2＝2ax ，故v ∝x 解得n 1n 2＝x 2x 1＝ 4L L ＝21【答案】 6.25×1015个 2∶1 12．【解析】 设电热水壶的电阻为R由图(a)知R ＝U 2额P 额＝22021 500 Ω＝48415Ω由图(b)知电能表转1转消耗的电能为： 3.6×1063 000J ＝1 200 J设电热水壶的实际电压为U则U 2Rt ＝125×1 200 J，解得U ＝200 V. 【答案】 200 V。
高考物理复习第七章恒定电流第1节电流电阻电功电功率
第1节 电流 电阻 电功 电功率第七章 ⎪⎪⎪恒定电流[全国卷考情分析] 基础考点常考考点(2013－2016考情统计)命题概率常考角度 欧姆定律(Ⅱ)电阻定律(Ⅰ)电源的电动势和内阻(Ⅱ) 电功率、焦耳定律(Ⅰ) 以上4个考 点未曾独立 命题电阻的串联、并联(Ⅰ)闭合电路的欧姆定律(Ⅱ)'16甲卷T 17(6分)综合命题概率30% (1)欧姆定律、电阻定律、电阻的串、并联综合问题(2)闭合电路的动态分析、故障分析 (3)焦耳定律、电路的能量分析(4)绘制并分析伏安特性曲线(5)伏安法测电阻(包括电表的内阻)、测定电源电动势和内阻(6)多用电表的使用及相关电路问题实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)'16甲卷T 23(9分)，'15Ⅰ卷T 23(9分)，'15Ⅱ卷T 23(9分)，'14Ⅱ卷T 22(6分)综合命题概率80% 实验九：描绘电珠的伏安特性曲线 —综合命题概率20% 实验十：测定电源的电动势和内阻 '14Ⅰ卷T 23(9分)综合命题概率40% 实验十一：练习使用多用电表'13Ⅰ卷T 23(8分)，'13Ⅱ卷T 23(7分)综合命题概率50%第1节电流__电阻__电功__电功率(1)由R ＝U I知， 导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。
(×) (2)根据I ＝q t，可知I 与q 成正比。
(×)(3)由ρ＝RS l知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。
(×)(4)公式W ＝UIt 及Q ＝I 2Rt 适用于任何电路。
(√)(5)公式W ＝U 2Rt ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路。
(√)(1)1826年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。
(2)19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。
高考物理一轮复习第七章第1单元电流电阻电功电功率课件
解析：设长方体金属片的厚度为 l，则当 AB 接入电压 U 时，电 ab bc 阻 RAB＝ρ ；CD 接入电压 U 时的电阻 RCD＝ρ ，故 RAB∶RCD bc· l ab· l U ＝(ab)2∶(bc)2＝4∶1，根据欧姆定律 I＝ R 得，IAB∶ICD＝RCD∶RAB ＝1∶4，即 ICD＝4 A，选项 A 正确．
2 U B．W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I2Rt＝ R t 只适用于纯电阻
电路 C．在非纯电阻电路中，UI>I2R D．焦耳热 Q＝I2Rt 只适用于纯电阻电路
W 解析：电功率公式 P＝ t ，电功率越大，表示电流做功越快，对
P 2 P 于一段电路，有 P＝IU，I＝U，焦耳热 Q＝U Rt，可见 Q 与 P、U、
t 都有关， P 越大， Q 不一定越大， A 错误； W＝UIt 是电功的定义式， U 适用于任何电路，而 I＝ R只适用于纯电阻电路，B 正确；在非纯电 阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以 W>Q，即 UI>I2R，C 正确；Q＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产 生的焦耳热，D 错误；故正确答案为 B、C.
U 解析：电阻 R＝ I 为比值法定义的物理量，导体电阻由导体本身 决定，与加在导体两端的电压及通过的电流无关，选项 A 错误，B 正确；电阻率是描述材料导电性能的物理量，由材料本身决定，选 项 C 错误，D 正确．
┃题组二┃ 电功、电功率
3 ． ( 多选 ) 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是 ( ) 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
电源的电动势和内阻
闭合电路的欧姆定律 电功率、焦耳定律
Ⅱ
Ⅱ Ⅰ
实验：测定金属的电阻 率
高考物理一轮课件 第7章 第1单元 电流、电阻、电功、电功率
2．电阻定律 (1)电阻率： ①物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本 身的属性． ②电阻率与温度的关系
增大 金属：电阻率随温度升高而— ______. 减小 半导体：电阻率随温度升高而_____. 绝对零度 超导体：当温度降低到 __________ 附近时，某些材料 减小到零 成为超导体. 的电阻率突然__________
• 第七章 恒定电流
• 欧姆定律
Ⅱ
• 电阻定律
• 电阻的串联、并联 • 电源的电动势和内阻 • 闭合电路的欧姆定律 • 电功率、焦耳定律
Ⅰ
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ
• 实验七：测定金属的电阻率
• ●怎么考 • 对本章知识的考查多集中在部分电路欧姆定 律，串、并联电路，闭合电路欧姆定律这三 个知识点上；其次是电功率和直流电路的动 态分析；通过实验考查仪器的选择、读数、 器材的连接、数据处理、误差分析等
• 二、对电阻、电阻率的理解 • 1．电阻与电阻率的区别 • (1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物 理量．电阻率是反映制作导体的材料导电性 能好坏的物理量． • (2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大 ，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定 小．
• 2．电阻的决定式和定义式的区别与相同点
电压U • 1．内容：导体中的电流跟导体两端的 成 电阻R 正比，跟导体的 成反比． • 2．表达式：I＝U/R. 同一段 • (1)公式中的三个量I、U、R必须对应着 电路上同一时刻的值． • (2)在国际单位制中，电压单位用伏特，符号 V，电流单位用安培，符号A，电阻单位用欧 姆，符号Ω，1 A＝1 V/Ω.
U ρl 解析：由电阻的定义式 I＝R ，电阻定律 R＝ S 和电流微观 U 表达式 I＝neSv 可得 v＝nρel，因此，电压 U 加倍时，v 加倍， l 加倍时 v 减半， 故 A、 B 选项错误． 导线横截面的直径加倍时， v 不变，C 项正确．
(江苏专用)高考物理 总复习 第七章 第1节 电流 电阻 电功 电功率
[针对训练]
如图7－1－1所示池内有一价离子的电解液，
在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，
负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，则以
下说法正确的是
()
A．溶液内电流方向从A到B，电流为n1e/t B．溶液内电流方向从B到A，电流为n2e/t
图 7－1－1
C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消
[典题例析]
有一横截面积为 S 的铜导线，流经其中的电流为 I，设每单
位体积的导线中有 n 个自由电子，电子的电荷量为 q。此时电子
的定向移动速度为 v，在 Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子
数目可表示为
()
A．nvS
B．nvΔt
C．IΔq t
D．ISΔqt
[解析] 根据电流的定义式可 知，在 Δt 内通过导线横截面的电 荷量 Q＝IΔt，所以在这段时间内 通过的自由电子数为 N＝Qq ＝IΔq t，所以 C 项正确，D 项错。由于 自由电子定向移动的速率是 v，因此在时间 Δt 内，位于以横截面 S、长 l＝vΔt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图)。这 段导线的体积 V＝Sl＝SvΔt，所以 Δt 内通过横截面 S 的自由电子 数为 N＝nV＝nSvΔt。选项 A、B 均错，故选 C 项。
答案：CD
电功 电功率
1．电功
[必备知识]
(1)定义：电路中 电场力 移动电荷做的功。
(2)公式：W＝qU＝ UIt 。
(3)电流做功的实质：将电荷的 电势能 转化成其他形式的能。
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的 快慢 。 (2)公式：P＝Wt ＝ UI 。
3．焦耳定律 (1)电热：电流流过一段导体时产生的 热量 。 (2)公式：Q＝ I2Rt 。
欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律
高考经典课时作业7-1 欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律（含标准答案及解析）时间：45分钟分值：100分1．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m的电阻丝，则电阻变为()A．10 ΩB．50 ΩC．150 Ω D．250 Ω2．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在内阻不计的同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为()A．1∶1 B．2∶1C．4∶1 D．1∶43．一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电，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子里，那么通过的电流将是()A．0.4 A B．0.8 AC．1.6 A D．3.2 A4．某一导体的伏安特性曲线如图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 Ω5．(2012·高考上海卷)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()A．3 V,1.8 J B．3 V,3.6 JC．6 V,1.8 J D．6 V,3.6 J[6．在如图所示电路中，E为电源，其电动势E＝9 V，内阻可以忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R＝30 Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6 V，额定功率P＝1.8 W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端．现在接通开关，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为()A．10 ΩB．20 ΩC．15 ΩD．5 Ω7．一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的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2，它们之间的大小关系为()A．P1＝4P2B．P D<P2C．P1>4P2D．P D>P28．(2013·河南许昌调研)额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中，则下列说法错误的是()A．L2的额定功率为99 WB．L2的实际功率为17 WC．L2的实际功率比L3的实际功率小17 WD．L2的实际功率比L3的实际功率小82 W9．(2013·北京海淀区期末)如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V、12 W”字样，电动机线圈的电阻R M＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()A．电动机的输入功率为12 WB．电动机的输出功率为12 WC．电动机的热功率为12 WD．整个电路消耗的电功率为22 W10．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U—I图线如图乙所示，当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ.11．(2013·太原模拟)如图所示，相距40 km的A、B两地架起两条输电线，电阻共800 Ω，如果在A、B间某处短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表示数为40 mA，求发生短路处距A有多远？12．(2013·徐州模拟)一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．标准答案及解析：1．解析：电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积在减小，即满足V ＝Sl 关系式．把电阻丝由1 m 均匀拉伸到5 m 时，截面面积变成原来的{eq \f(1,5)|，由电阻定律R ＝ρl S|可知电阻变成原来的25倍，D 正确． 答案：D2．解析：串联后电阻为R 1＝2r ，产生的热量为Q 1＝U 2R 1|·t 串＝U 22r |·t 串；并联后电阻为R 2＝r 2|，产生的热量为Q 2＝U 2R 2|·t 并＝U 2r 2|·t 并，若要Q 1＝Q 2，所以有t 串∶t 并＝4∶1. 答案：C3．解析：大圆管子内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银高度变为原来的14|，则电阻变为原来的116|，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．C 选项正确．答案：C4．解析：根据电阻的定义式可以求出A 、B 两点的电阻分别为R A ＝30.1| Ω＝30 Ω，R B ＝60.15| Ω＝40 Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10 Ω，故B 对，A 、C 、D 错．答案：B]5．解析：设两次加在电阻R 上的电压分别为U 1和U 2，通电的时间都为t .由公式W 1＝U 1q 1和W 1＝U 21R |t 可得：U 1＝3 V ，t R |＝0.1.再由W 2＝U 2q 2和W 2＝U 22R|t 可求出：U 2＝6 V ，W 2＝3.6 J ，故选项D 正确．答案：D6．解析：灯泡的工作电流I ＝P U |＝1.86| A ＝0.3 A ，故其电阻为R L ＝U I |＝60.3| Ω＝20 Ω，此时A 、C 间电阻R 1＝U 1I |＝9－60.3| Ω＝10 Ω，故CB 间电阻R 2＝R －R 1＝20 Ω，故B 选项正确．答案：B7．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>12|U ，D 与R 2两端电压U 2<12|U ，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>12|I ，由P ＝I 2R 得P 1<4P 2，选项A 、C 错误．由P ＝U 2R|得：P D <P 2，选项D 错误、B 正确． 答案：B8．解析：由L 2的伏安特性曲线可得，在额定电压220 V 时的电流为0.45 A ，则L 2的额定功率为P 额＝U 额I 额＝99 W ，所以选项A 正确；图示电路为L 1和L 2的串联再与L 3并联，所以L 1和L 2串联后两端的总电压为220 V ，那么流过L 1和L 2的电流及两灯的电压满足I 1＝I 2，U 1＋U 2＝220 V ，由L 1和L 2的U －I 图线可知，I 1＝I 2＝0.25 A ，U 1＝152 V ，U 2＝68 V ，故灯L 2的实际功率P 2＝I 2U 2＝17 W ，故选项B 正确；由于L 3两端的电压为220 V ，故P 3＝P 额＝99 W ，则P 3－P 2＝82 W ，故选项C 错、D 对．答案：C9．解析：电动机为非纯电阻电路，欧姆定律对电动机不再适用，灯泡L 正常发光，则I L ＝P 灯 U 灯|＝2 A ，所以电路中的电流I ＝2 A ，故整个电路消耗的总功率P 总＝UI ＝24 W ，D 错．电动机的输入功率等于P 总－P 灯＝12 W ，A 对、B 错．电动机的热功率P 总＝I 2R M ＝2.0 W ，C 错．答案：A10．解析：由题图乙可求得电解液的电阻为R ＝U I |＝105×10－3| Ω＝2 000 Ω 由题图甲可知电解液长为：l ＝a ＝1 m截面积为：S ＝bc ＝0.02 m 2结合电阻定律R ＝ρl S| 得ρ＝RS l |＝2 000×0.021| Ω·m ＝40 Ω·m. 答案：40 Ω·m11．解析：设短路处发生在C 处，AC 间导线总长为2x ，电阻为R x .R x ＝U I |＝1040×10－3| Ω＝250 Ω. AB 间：R AB ＝ρ·2l S |，AC 间：R x ＝ρ·2x S|. 两式相比得x ＝R x R AB |·l ＝250800|×40 km ＝12.5 km. 答案：12.5 km12．解析：(1)电动机的输入功率P 入＝UI ＝0.2×3 W ＝0. 6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P 机＝Fv ＝(4×3/30) W ＝0.4 W.根据能量关系P 入＝P 机＋P Q ，得生热的功率P Q ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W ＝0.2 W.所生热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J ＝6 J.(3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈电阻R ＝5 Ω.答案：(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω。
第七章第一节
1 第七章 第一节 欧姆定律 电功及电功率 [课下作业] [时间45分钟 满分100分] 一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分) 1．(2012·浙江理综)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·h B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h 解析 用2只各为10 W的LED灯代替白炽灯，节省功率2(60－10)W＝0.1 kW，设白炽灯每天点亮5小时，则一天节省0.1 kW×5 h＝0.5 kW·h，一年365天，全国近14亿人口，约4亿个家庭，则这4亿个家庭一年节省4×108×365×0.5 kW·h＝7.3×1010 kW·h，最接近B选项．
答案 B 2．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，当环中的电流是10 mA时(设电子的速度是3×107 m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量e＝1.6×10－19 C) A．5×1011 B．5×1010 C．1×102 D．1×104
解析 由电流的定义式有I＝NeT，而T＝Lv，所以N＝ILev＝10×10－3×2401.6×10－19×3×107个＝5×1011个，
A正确． 答案 A 3．对于欧姆定律，下列理解正确的是 A．由I＝U/R可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
B．由R＝UI可知，导体的电阻跟电压成正比，跟电流成反比 C．由U＝IR可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大 D．由R＝UI可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 解析 导体的电阻由导体本身的因素所决定，与所加的电压、流过的电流无关，B、D均错；导体两端的电压由电源所决定，C错；由欧姆定律知，A对． 答案 A 4．横截面直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中一个量改变时，对自由电子定向运动的平均速度的说法正确的是 A．电压U加倍时速度不变 B．导线长度l加倍时速度不变 C．导线横截面的直径d加倍时速度不变 D．导线横截面的直径d加倍时速度加倍
高三物理一轮复习 第七章 第1讲 电流、电阻、电功及电功率1
第七章恒定电流考纲要求高考频度备考指导1.欧姆定律Ⅱ★★★2.电阻定律Ⅰ★★3.电阻的串联、并联Ⅰ★★4.电源的电动势和内阻Ⅱ★★★5.闭合电路的欧姆定律Ⅱ★★★★★6.电功率、焦耳定律Ⅰ★★★★实验七：测定金属的电阻率实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线实验九：测定电源的电动势和内阻实验十：练习使用多用电表1.掌握电路基本概念，会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题．2.掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路的特点分析问题，会分析电路动态变化问题．3.掌握各种电学仪器的使用、电学各实验的方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障，能够用表格、图象等分析实验数据.第1讲 电流 电阻 电功及电功率(对应学生用书第109页)电 流1.定义：电荷的定向移动形成电流．2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式：⎩⎪⎨⎪⎧定义式：I ＝Qt决定式：I ＝UR微观式：I ＝nqSv错误!【针对训练】1．如图7－1－1所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )图7－1－1A ．vq B.q v C ．qvS D.qv S【解析】 由于橡胶棒均匀带电，故时间t 内定向移动的电荷量为qvt ；根据电流定义式I ＝Q t，可以确定A 正确．【答案】 A电阻和电阻率1.电阻(1)定义式：R ＝U I. (2)电阻定律：R ＝ρl S.2．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大． ②半导体的电阻率随温度升高而减小． ③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．错误!【针对训练】2．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 ．导线越细越长，其电阻率也越大C ．一般金属的电阻率，都随温度升高而增大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】 由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故A 错误，C 正确．电阻率与导线的长度无关，B 错误．测电阻率时，若电流过大，会使被测电阻温度升高，影响测量结果，故D 错误．【答案】 C电功和电功率 1.电功(1)公式：W ＝IUt .(2)适用条件：适用于任何电路．(3)实质：电能转化为其他形式的能的过程．2．电功率(1)公式：P ＝IU .(2)适用条件：适用于任何电路． 3．电热Q ＝I 2Rt (焦耳定律)． 4．电热功率 P ＝I 2R .(1)计算时，首先要区分电路是否为纯电阻电路，恰当地选取功率表达式；其次要分清计算的是电功还是电热．(2)在应用公式进行计算时，由于公式较多容易混淆，但是在计算电功率时要应用P 电＝UI ；计算热功率时要应用P 热＝I 2R 来计算．【针对训练】3．(2012·宝鸡二模)小亮家有一台电风扇，内阻为20 Ω，额定电压为220 V ，额定功率为66 W ，将它接上220 V 电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动．则此时电风扇消耗的功率为( )A ．66 WB ．2 420 WC ．11 WD ．不确定【解析】 当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，所以电风扇消耗的功率也就是热功率．P ＝U 2R＝2 420 W ．B 对．【答案】B(对应学生用书第110页)电流三公式的比较和应用公式 适用范围 字母含义 公式含义定 义式I ＝Q t一切电路Q ：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上电荷量(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是Q ＝|Q 1|＋|Q 2| Qt反映了I 的大小，但不能说I ∝Q ，I ∝1t微 观 式 I ＝nqSv 一切电路 n ：导体单位体积内的自由电荷数 q ：每个自由电荷的电荷量S ：导体横截面积v ：定向移动的速率从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小续表公式 适用范围 字母含义公式含义决定 式 I ＝U R金属 电解液U ：导体两端的电压R ：导体本身的电阻I 由U 、R 决定I ∝U ，I ∝1R图7－1－2如图7－1－2是静电除尘器示意图，A 接高压电源的正极，B 接高压电源的负极，A 、B 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A 的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A 上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附n mol 电子，每昼夜能除m kg ，计算高压电源的电流I (电子电荷量设为e ，阿伏加德罗常数为N A ，一昼夜时间为t )．【审题视点】 (1)除尘器中电子和正离子同时向相反方向定向移动形成电流． (2)煤粉吸附的电荷量为定向移动总电荷量的一半． 【解析】 由于电离出的气体中的电子和正离子同时导电，则流过电源的电荷量q 跟煤粉吸附的电荷量q ′的关系是：q ′＝q 2而q ′＝mnN A e所以I ＝q t ＝2q ′t＝2mnN A et.【答案】 2mnN A et【即学即用】1．某电解池，如果在1秒钟内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是( )A ．0 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A【解析】 通过横截面的正离子的电荷量q 1＝1.6×10－19×2×5.0×1018C ．通过横截面的负离子的电荷量q 2＝－1.6×10－19×1.0×1019C ，则q ＝|q 1|＋|q 2|＝3.2 C ，根据I ＝q t得I ＝3.2 A ，故D 正确．【答案】 D电阻、电阻率的理解和应用1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小．(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关． 2．电阻的决定式和定义式的比较公式R ＝ρl SR ＝U I区别电阻的决定式 电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体如图7－1－3甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 间加上电压后，其U －I 图线如图乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ是多少？图7－1－3【审题视点】 (1)在P 、Q 间加电压，导体长为a ，横截面积为S ＝bc .(2)由U －I 图象知，U ＝10 V 时，I ＝5×10－3A ．根据R ＝U I可以确定此时的电阻值． 【解析】 由题图乙可求得U ＝10 V 时，电解液的电阻为 R ＝U I ＝105×10－3Ω＝2 000 Ω 由题图甲可知电解液长为l ＝a ＝1 m截面积为S ＝bc ＝0.02 m 2结合电阻定律R ＝ρl S得 ρ＝RS l ＝2 000×0.021Ω·m＝40 Ω·m.【答案】 40 Ω·m(1)公式R ＝U I是电阻的定义式，而R ＝ρL S是电阻的决定式，在温度一定的条件下，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U ＝0，它的电阻仍然存在．若考虑温度，导体的电阻率会随着温度的变化而变化．(2)U －I 图线是直线时，斜率等于电阻；若为曲线，电阻跟曲线的斜率无关，只能依据曲线对应的点的坐标来计算得出．【即学即用】 2.图7－1－4(2012·广州调研)电位器是变阻器的一种．如图7－1－4所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是( )A ．连接A 、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 B ．连接A 、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C ．连接A 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D ．连接B 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮【解析】 根据电位器结构和连线可知：连接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 错误；同理，D 正确；连接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．【答案】 D电功和电热的计算 1.电功与电热的比较纯电阻电路 非纯电阻电路 常用电器 白炽灯、电烙铁、电炉等 电动机、电风扇、电解槽等 电功与电热的关系 电功等于电热W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt＝U 2Rt电功：W ＝UIt 电热：Q ＝I 2Rt 电功大于电热W ＞Q2.电功率与热功率的比较(1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R.(2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P ＝UI 为电功率，P ′＝I 2R 为热功率，有P＞P ′.图7－1－5如图7－1－5所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝Wt【审题视点】 (1)由于该电路中除电灯外，还有电视机、洗衣机等．故该电路为非纯电阻电路．(2)电功、电功率的计算公式较多，而不同的用电器、不同的电路，需要选择不同的公式．【解析】 电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI 、P ＝W t是普遍适用的，而A 、B 两选项中公式只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项A 、B 错误，正确选项为C 、D.【答案】 CD 【即学即用】 3.图7－1－6(2012·银川模拟)如图7－1－6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( )A．电能转化为化学能的功率为0.12 WB．充电器输出的电功率为0.14 WC．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD．电能转化为化学能的功率为0.14 W【解析】充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14 W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W，故A、B、C正确，D 错误．【答案】 D(对应学生用书第112页)应用电阻定律求解输电线问题1.一般解题步骤(1)分析题意画出等效电路图，确定已知条件．如电阻、输电线长度等．(2)根据欧姆定律、电阻定律等规律列出方程．(3)对列出的方程进行分析，找出最简单的解法，如采用比例法等．(4)求解方程，并分析计算结果的合理性．2．应注意的问题：(1)输电线问题中，输电线的长度等于两地距离的二倍．(2)注意区分是短路故障还是断路故障，有时还出现漏电故障，漏电处相当于一个电阻．如图7－1－7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？图7－1－7【潜点探究】(1)导线长度是两地距离的2倍．(2)短路处相当于两地两输电线在此直接相连构成回路．(3)由欧姆定律计算输电线电阻，由电阻定律确定短路处与A处距离．【规范解答】设发生短路处距离A处为x，据题意知，A、B两地间的距离l＝40 km电压表的示数U＝10 V电流表的示数I＝40 mA＝4.0×10－2 AR总＝800 Ω根据欧姆定律I ＝U R可得：A 端到短路处的两根输电线的电阻R x ＝U I ＝104.0×10－2Ω＝250 Ω①根据电阻定律可知：R x ＝ρ2x S②A 、B 两地间输电线的电阻为R 总＝ρ2lS③由②/③得R x R 总＝x t④ 解得x ＝R x R 总l ＝250800×40 km＝12.5 km.【答案】 12.5 km 【即学即用】4．一根阻值为R 的均匀电阻丝，长为L ，横截面积为S ，设温度不变，则在下列情况下其电阻值仍为R 的是( )A ．当L 不变，S 增大一倍时B ．当S 不变，L 增大一倍时C ．L 和S 都缩小为原来的12D ．当L 和横截面的半径都增大一倍时【解析】 根据电阻定律R ＝ρL S 知，当L 不变，S 增大一倍时，电阻减小为12R ；当S不变L 增大一倍时，电阻增大为2R ；当L 和S 都缩小为原来的12时，电阻不变；当半径增大一倍时，S 增大为原来的4倍，可见C 正确．【答案】 C(对应学生用书第112页)●电流微观表达式的应用1．(2012·陕西师大附中模拟)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速度为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A ．nvSB ．nv Δt C.I Δt q D.I Δt Sq【解析】 根据电流的定义式可知，在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q ＝I Δt ，所以在这段时间内通过的自由电子数为N ＝Q q ＝I Δtq，所以C 项正确，D 项错．由于自由电子定向移动的速度是v ，因此在时间Δt 内，位于以横截面S 、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)．这段导线的体积V ＝Sl ＝Sv Δt ，所以Δt 内通过横截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nSv Δt .选项A 、B 均错．【答案】 C●电流、电功的计算2．(2011·全国高考)通常一次闪电过程历时约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1.0×109V ，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( )A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105AB ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014WC ．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/mD ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J【解析】 由电流的定义式I ＝Q t 知I ＝660×10－6＝1×105(A)，A 正确；整个过程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2＝3×1010(W)(t 代0.2或0.3)，B 错误；由E ＝U d ＝1.0×1091×103＝1×106(V/m)，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109J ，D 错．【答案】 AC●电功和电功率的应用3．(2012·咸阳一模)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·h B．8×1010kW·hC ．8×1011 kW·h D．8×1013kW·h【解析】 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 k W·h ＝182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW ·h＝7.3×1010kW·h，最接近于B 选项．【答案】 B●含电动机电路中功率的计算4．(2012·烟台模拟)如图7－1－8所示，电路中的电阻R ＝10 Ω，电动机的线圈电阻r ＝1 Ω，加在电路两端的电压U ＝100 V ．已知电流表读数为30 A ，则通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？图7－1－8【解析】 R 中的电流I 1＝U R＝10 A ， 电动机中的电流I 2＝I －I 1＝20 A ，输入功率P ＝I 2U ＝2×103W ，电热功率P 热＝I 2r 2＝400 W ，输出功率P 出＝P －P 热＝1 600 W ＝1.6 kW. 【答案】 20 A 1.6 kW11。
【优化探究】高三物理一轮复习课时作业 第七章第一单元 沪科版
高三物理一轮复习课时作业(时间：45分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．下列说法中正确的是( )A ．由R ＝U I 可知，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 ．由I ＝UR可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C ．导体的电阻率由导体本身的物理条件决定，与温度无关D ．欧姆定律I ＝U R，不仅适用于纯电阻电路，对于非纯电阻电路也适用解析：由电阻定律知，导体的电阻是由本身的物理条件决定的，与加在它两端的电压和通过它的电流无关，通过导体的电流跟电压成正比，跟电阻成反比．所以A 错、B 对．导体的电阻率是由导体的材料决定的，与温度有关．温度发生变化，电阻率也会改变，所以C 错．部分电路欧姆定律只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路，所以D 错．答案：B2．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．下列说法正确的是( )A ．电能转化为化学能的功率为0.12 WB ．充电器输出的电功率为0.14 WC ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD ．充电器把0.14 W 的功率储蓄在电池内解析：充电器对电池的充电功率为P 总＝UI ＝0.14 W ，电池充电时的热功率为P 热＝I 2r ＝0.02 W ，所以转化为化学能的功率为P 化＝P 总－P 热＝0.12 W ，因此充电器把0.12 W 的功率储蓄在电池内，故A 、B 、C 正确，D 错误．答案：ABC 3.(2012年杭州模拟)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 ．通过电阻的电流与其两端的电压成正比B ．此导体的电阻R ＝2 ΩC ．I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，所以R ＝cot 45°＝1.0 ΩD ．在R 两端加6.0 V 电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C解析：由I －U 图象知：图象为过原点的斜线，故A 项正确．图象的斜率为电阻的倒数，故R ＝U I ＝105Ω＝2 Ω，B 项正确．由于两坐标轴的物理意义及标度不同，故图象的斜率k不能用三角函数表示，C 项错误；由I ＝U R ＝6.02A ＝3.0 A ，故q ＝It ＝3.0×1 C＝3.0 C ，D项正确．答案：ABD4．为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，在采取下列措施时其他条件保持不变，不可行的是( )A ．剪去一半的电阻丝B ．并联一根相同的电阻丝C ．串联一根相同的电阻丝D ．使电热器两端的电压增大到原来的2倍解析：由题意，电热器正常工作时在单位时间产生的热量为Q ＝U 2R，式中U 为额定电压．欲使Q 增加为原来的2倍，剪去一半的电阻丝接入原电路，这一半的电阻丝两端的电压U 超过了一半的电阻丝所能承受的额定电压，不可行，A 对；并联一根相同的电阻丝，电热器两端的电压仍为额定电压U ，两根电阻丝单位时间产生的热量为2Q ，可行，B 错；串联一根相同的电阻丝后，单位时间产生的热量为Q2，不可行，C 对；当电热器两端电压增为2U 时超过了电热器的额定电压，不可行，D 对．答案：ACD 5.如图所示，平行板电容器的两极板A 、B 与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S 给电容器充电，这时悬线偏度竖直方向θ角，若( )A ．开关S 断开，将A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．开关S 断开，将A 板向B 板靠近，则θ不变C ．保持开关S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ变小D ．保持开关S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ变大 解析：本题考查平行板电容器的相关知识．开关S 断开，电容器极板所带的电荷量不变，将A 板向B 板靠近，E ＝U d ＝Q dC ＝4πkQS，电场强度与板间距离d 没有关系，所以电场力没变，夹角θ也不变，A 项错误、B 项正确；保持开关S 闭合，U 不变，E ＝U /d ，将A 板向B 板靠近，E 增大，电场力增大，夹角θ增大，C 项错误、D 项正确．本题选B 、D.答案：BD 6.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 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，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 所围面积解析：I －U 图线的斜率的倒数表示电阻值，因此随U 增大，小灯泡的电阻增大，A 对；对于可变电阻而言，R ＝U I ，所以P 点对应电阻R ＝U 1I 2，不能用R ＝U 1I 2－I 1来计算，B 对、C 错；功率P ＝UI ，所以P 点对应的功率P ＝U 1I 2，即为矩形PQOM 所围的面积，D 对．答案：ABD 7.如图所示电路中E 为电源，其电动势E ＝9.0 V ，内阻可忽略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻R ＝30 Ω；L 为一小灯泡，其额定电压U ＝6.0 V ，额定功率P ＝1.8 W ；S 为开关．开始时滑动变阻器的触头位于B 端，现在接通开关S ，然后将触头缓慢地向A 端滑动，当到达某一位置C 处时，小灯泡刚好正常发光．则CB 之间的电阻应为( )A ．10 ΩB ．20 ΩC ．15 ΩD ．5 Ω解析：灯泡的工作电流I ＝P U ＝1.86 A ＝0.3 A ，此时AC 间电阻R 1＝U 1I ＝9－60.3Ω＝10 Ω，故CB 间电阻R 2＝R －R 1＝20 Ω，故B 选项正确．答案：B8．(2012年聊城模拟)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A 最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 WA.B ．电动机的内电阻为4 Ω C ．该车获得的牵引力为104 N D ．该车受到的阻力为63 N解析：电动机的输入功率P 入＝UI ＝48×12 W＝576 W ，故选项A 正确．电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内电阻，故选项B 错误．电动车速度最大时，牵引力F 与阻力f 大小相等，由P 出＝fv max 得f ＝P 出v max ＝350×3.620N ＝63 N ，故选项C 错误、D 正确．答案：AD9．(2012年平顶山模拟)超导材料电阻率为零时的温度称为临界温度．利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ，如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103kW C ．1.6 kW D ．10 kW解析：由P ＝UI ，得I ＝P U ＝40×103800A ＝50 AP 损失＝I 2R ＝2 500×0.4 W＝1 000 W. 即输电线上损失的电功率为1 000 W.用超导电缆代替原导线后，由于超导电缆的电阻为零，因而没有电功率的损失，所以节约的电功率为1 kW.A 项正确．答案：A 10.(2012年大庆模拟)如图所示为甲、乙两灯泡的I U 图象．根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，实际发光的功率约为( )A ．15 W 、30 WB ．30 W 、40 WC ．40 W 、60 WD ．60 W 、100 W解析：由图知当甲灯泡两端的电压为220 V 时，流过甲灯泡的电流为I 甲＝18.3×10－2A ，故甲灯泡实际发光的功率P 甲＝I 甲U ＝40.26 W ；当乙灯泡两端的电压为220 V 时，流过乙灯泡的电流为I 乙＝28.1×10－2A ，故乙灯泡实际发光的功率P 乙＝I 乙U ＝61.8 W ，只有选项C 符合要求，故选C.答案：C二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)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1.6×105Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质电阻率．(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 ，求该圆柱体的圆面半径和高．解析：(1)由电阻定律：R ＝ρl S①所以ρ＝RS l ＝1.6×105×1.0×10－42×10－6Ω·m ＝8×106Ω·m② (2)由欧姆定律和圆柱体体积公式R ＝UI③V ＝πr 2h④ R ＝ρh πr2⑤ 由③④⑤可得：U I ＝ρh 2V⑥代入数据解得h ＝0.02 m ＝2 cm将h 值代入④式得r ＝0.04 m ＝4 cm.答案：(1)8×106Ω·m (2) 4 cm 2 cm 12．(15分)如图所示，是一种测定风作用力的仪器原理图，P为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O是悬点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好接触．无风时，金属丝与电阻丝在C点接触，此时A示数为I0；有风时金属丝将偏转一角度，角θ与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC＝h，CD＝L，金属球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为k，电源内电阻和金属丝电阻不计，金属丝偏角为θ时，A的示数为I′，此时风力为F，试写出：(1)F与θ的关系式．(2)F与I′的关系式．解析：(1)有风力时，对金属球P，受力如图所示F＝F1sin θmg＝F1cos θ所以F＝mg tan θ.(2)无风时，电路中U＝I0(R0＋kL)有风力时，电路中U＝I′(R0＋kL′)L′＝L－h tan θ由以上三式解出F＝mgI′kh(R0＋kL)(I′－I0)．答案：(1)F＝mg tan θ(2)F＝mgI′kh(R0＋kL)(I′－I0)。
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第七章 第1单元 电流、电阻、电功、电功率 [课时作业]
命 题 设 计 难度 题号 目标 较易 中等 稍难
单一目标 电流 欧姆定律 1、6 8
电阻定律 2、3 10
电功、电功率 4、5 7、9 综合 目标 对欧姆定律、电阻定律及电功、电功率的综合应用 11、12
一、选择题(本大题共9个小题，共63分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得 7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 1．(2010·南京模拟)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的 导电性能，图1所示图线分别为某金属导体和某半导体的电 阻随温度变化的关系曲线，则 ( ) A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系 B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系 C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系 D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系 解析：金属导体的电阻随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高而减 小，故选项C、D正确． 答案：CD 2．如图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1 A； 若将C与D接入同一电路中，则电流为 ( ) A．4 A B．2 A
C.12 A D.14 A 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S1，沿C、D方向的横截面积为 S2，则S1S2＝12，A、B接入电路中时的电阻为R1，C、D接入电路中时的电阻为R2， 则有R1R2＝ρlabS1ρlbcS2＝41.两种情况下电流之比为I1I2＝R2R1＝14，故I2＝4I1＝4 A．选项A正确． 答案：A 3．在如图3所示的电路中，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变化的图线应为图4中的 ( )
图4 解析：根据电阻定律，横坐标为x的点与A点之间的电阻R＝ρxS，这两点间的电压
U＝IR＝IρxS(I为电路中的电流，它是一个定值)，故U跟x成正比例关系，故选A. 答案：A 4．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表 中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器 的电流约为 ( )
额定容量 54 L 最高水温 75℃ 额定功率 1500 W 额定压力 0.7 MPa
额定电压 220 V 电器类别 Ⅰ类
A．6.8 A B．0.15 A C．4.4 A D．0.23 A
解析：由P＝UI可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：I＝PU＝ 1500220 A≈6.8 A，故选项A正确．
答案：A 5．(2010·福州模拟)在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用 寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 ( ) A．两个灯泡串联 B．两个灯泡并联 C．每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一 D．每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一 解析：两个灯泡串联，每个灯泡承担的电压为220 V/2＝110 V，低于额定电压，灯泡 不易损坏；由P＝U2/R，U变为原来的1/2，由于灯丝较正常发光时温度偏低，故灯 丝电阻较正常发光时小，所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之 一．故选项A、D正确． 答案：AD 6．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．当环中电子以光速
的110的速度流动而形成的电流是10 mA时，环中运行的电子数目为(已知光速c＝ 3×108 m/s，电子电荷量e＝1.6×10－19 C) ( ) A．5×1010 B．5×1011 C．1×102 D．1×104 解析：设单位长度上电子数目为n， 则单位长度上电子带的电荷量q′＝ne
t秒内电子通过的距离x＝110×ct t秒内通过某截面的电荷量q＝xq′＝nect/10 由I＝qt得I＝nec10
∴n＝10Iec 环中电子数目N＝240n＝240×10×10－21.6×10－19×3×108个 ＝5×1011个．B项正确． 答案：B 7．下面列出不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目：
54 cm彩色电视机,工作电压：170 V～240 V,工作频率：50 Hz,额定功率：85 W
FS－69电风扇,规格：400 mm,额定电压：220 V,工作频率：50 Hz,额定功率：65 W
KFR－33GW 空调机,额定电压：220 V,工作频率：50 Hz,制冷/制热电流：,6.2 A/6.2 A BC－65B电冰箱,额定电压：220 V,工作频率：50 Hz,额定功率：70 W,耗电量：0.8 kW·h/24 h 根据铭牌上提供的信息，试判断下列说法正确的是 ( ) A．正常工作时电风扇中流过的电流最小 B．正常工作时电风扇消耗的电功率最小 C．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电多 D．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电少 解析：由P＝UI得空调机的额定功率P空＝1364 W，所以正常工作时电风扇消耗的 电功率最小，电流也最小，故A、B均对；由于在24小时内电冰箱的耗电量W＝0.8 kW·h，而电风扇的耗电量W＝Pt＝65×24 W·h＝1.56 kW·h，所以C错，D对． 答案：ABD 8．(2010·济南模拟)小灯泡通电后，其电流I随所加电压 U变化的图线如图5所示，P为图线上一点，PN为 图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线， 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＝U1I2
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1 D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 解析：在I－U图象中，图线上某点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，图象中连 线的斜率逐渐减小，电阻应逐渐增大；对应P点，小灯泡的电压为U1，电流为I2，
根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R＝U1I2；其工作功率为P＝U1I2，即为图中矩 形PQOM所围的面积，因此本题应选择A、B、D项． 答案：ABD 9．某厂研制的一种节能冰箱，一天的能耗只相当于一个 25瓦的灯泡一天工作的能耗，如图6所示为该冰箱内的 温度随时间变化的图象，则该冰箱工作时的功率为( ) A．25 W B．50 W C．75 W D．100 W 解析：由冰箱内的温度随时间变化的图象可知，每小时冰箱要启动两次(20～30分钟， 50～60分钟)，每次工作10分钟，共20分钟，一天工作时间为8小时，则有P×8 ＝25×24 W，解得P＝75 W，C项正确． 答案：C 二、非选择题(本大题共3个小题，共37分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和 演算步骤，有数值计算的要注明单位) 10．(11分)如图7甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m， b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如 图乙所示，当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
图7 解析：由图乙可求得电解液的电阻为
R＝UI＝105×10－3 Ω＝2000 Ω 由图甲可知电解液长为：l＝a＝1 m 截面积为：S＝bc＝0.02 m2
结合电阻定律R＝ρlS
得ρ＝RSl＝2000×0.021 Ω·m＝40 Ω·m. 答案：40 Ω·m 11．(12分)将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当 电路中有6 C的电荷流过时，求： (1)有多少其他形式的能转化为电能； (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能； (3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能． 解析：(1)W＝Eq＝3.0×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能． (2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能． (3)内电压U2＝E－U1＝3.0 V－2.4 V＝0.6 V，所以W2＝U2q＝0.6×6 J＝3.6 J，内电 路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6 J. 答案：(1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J 12.(14分)2009年9月12日，在夏季达沃斯论坛举办地大 连，河南海奥通公司向人们展示他们生产的具有世界 领先水平的纯电动车，如图8所示，这辆有三十多个 座位的客车的动力装置的一套电池能反复充电1200多 次；每次充电仅需三至五个小时，蓄电量可让客车一 次性跑500 km，客车时速最高可达180 km.如果客车 总质量为9×103 kg.当它在某城市快速公交路面上以v＝90 km/h的速度匀速行驶时， 驱动电机的输入电流I＝150 A，电压U＝300 V．在此行驶状态下(取g＝10 m/s2)， 求： (1)驱动电机的输入功率P电； (2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求 汽车所受阻力的大小； (3)如果当它在某城市快速公交路面上以v＝90 km/h的速度匀速行驶一段时间后关 闭电源(设汽车所受阻力不变)，客车滑行的时间是多少？ 解析：(1)驱动电机的输入功率P电＝IU＝150×300 W＝4.5×104 W. (2)在匀速行驶时P机＝0.8P电＝Fv＝Ffv
Ff＝0.8P电v＝1440 N. (3)汽车所受阻力不变，可认为做匀减速运动，根据牛顿第二定律： a＝Ffm＝14409×103 m/s2＝0.16 m/s2 又因为v＝at 所以t＝va≈156 s. 答案：(1)4.5×104 W (2)1440 N (3)156 s