課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十七） 電流 電阻 電功 電功率

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十七）電流電阻電功電功率1．(多選)有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I。已知每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為e，此時(shí)電子的定向移動(dòng)的速度為v。在Δt時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A．eq\f(IΔt,Se) B．eq\f(IΔt,e)C．nvΔt D．nSvΔt解析：選BD由于流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，則在Δt時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為Q＝IΔt，而電子的電荷量為e，則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N＝eq\f(Q,q)＝eq\f(IΔt,e)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。在Δt時(shí)間內(nèi)，以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線中通過(guò)的距離為vΔt，由于銅導(dǎo)線的橫截面積為S，則在Δt時(shí)間內(nèi)，電子經(jīng)過(guò)的導(dǎo)線體積為vΔtS，又由于單位體積的導(dǎo)線有n個(gè)自由電子，則在Δt時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N＝nvSΔt，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。2．電話的話筒可以把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。碳精話筒的結(jié)構(gòu)如圖所示，碳精盤和振動(dòng)膜之間充滿了接觸不緊密的碳粒。聲音使振動(dòng)膜振動(dòng)，改變碳粒接觸的緊密程度，可改變電路中電流的大小。對(duì)此，以下說(shuō)法正確的是()A．如果聲波的頻率越高，則電路中的電流越大B．如果聲波的頻率越高，則電路中的電流越小C．如果聲波的振幅越高，則電路中的電流越大D．如果聲波的振幅越高，則電路中的電流越小解析：選C改變碳粒接觸的緊密程度，實(shí)際上改變的是其電阻，接觸越緊密，電阻越小。而聲波的振幅越高，則碳粒接觸的程度越緊密，電阻越小，由歐姆定律可知，電路中的電流越大，選項(xiàng)C正確。3.如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)為ab＝10cm，bc＝5cm，當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時(shí)，電流為2A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為()A．0.5A B．1AC．2A D．4A解析：選A設(shè)金屬薄片厚度為d′，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，有RCD＝ρeq\f(lbc,lab·d′)，RAB＝ρeq\f(lab,lbc·d′)，故eq\f(RCD,RAB)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(lbc,lab)))2＝eq\f(1,4)；根據(jù)歐姆定律，電壓相同時(shí)，電流與電阻成反比，故兩次電流之比為4∶1，故第二次電流為0.5A，選項(xiàng)A正確。4．(多選)某種材料的圓柱形導(dǎo)體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面的直徑為d，導(dǎo)體兩端所加電壓為U，當(dāng)這三個(gè)物理量中僅有一個(gè)物理量改變時(shí)，關(guān)于導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率，下列說(shuō)法正確的是()A．電壓變?yōu)?U，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B．導(dǎo)體的長(zhǎng)度變?yōu)?L，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)C．導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?d，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)D．導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)閑q\f(d,2)，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變解析：選ABD根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)、電阻定律R＝ρeq\f(L,S)及電流的微觀表達(dá)式I＝neSv，聯(lián)立可得v＝eq\f(U,neρL)。僅電壓變?yōu)?U時(shí)，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)?v，故A正確；僅導(dǎo)體的長(zhǎng)度變?yōu)?L時(shí)，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)?.5v，故B正確；速率v與導(dǎo)體橫截面的直徑d無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確。5．工人師傅在改裝電爐時(shí)，在電源供電電壓不變的情況下，為了使電功率減小到原來(lái)的一半，下列措施中可行的是()A．截去一半電爐絲B．串聯(lián)一條相同的電爐絲C．并聯(lián)一條相同的電爐絲D．把連接電爐和電源的電線長(zhǎng)度增加一倍解析：選B由公式P＝eq\f(U2,R)可知，要使電功率減小到原來(lái)的一半，如果U不變，就要使電阻增大為原來(lái)的2倍。根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)可知，截去一半電爐絲，電阻減半，A錯(cuò)誤；串聯(lián)一條相同的電爐絲，電阻成為2R，B正確；并聯(lián)一條相同的電爐絲，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的二分之一，C錯(cuò)誤；由于導(dǎo)線的電阻很小，把連接電源和電爐的導(dǎo)線長(zhǎng)度增加一倍，由串聯(lián)分壓的原理知：增加的導(dǎo)線分去的電壓并不大，電爐兩端的電壓變化也不大；而電爐電阻絲的阻值不變，則電爐的實(shí)際功率變化也不大，D錯(cuò)誤。6．復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)宣稱已成功制備出具有較高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率σ就是電阻率ρ的倒數(shù)，即σ＝eq\f(1,ρ)。下列說(shuō)法正確的是()A．材料的電導(dǎo)率越小，其導(dǎo)電性能越強(qiáng)B．材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C．電導(dǎo)率的單位是eq\f(1,Ω·m)D．電導(dǎo)率大小與溫度無(wú)關(guān)解析：選C材料的電導(dǎo)率越小，電阻率越大，則其導(dǎo)電性能越弱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；材料的電導(dǎo)率與材料的形狀無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)R＝ρeq\f(l,S)，則σ＝eq\f(1,ρ)＝eq\f(l,RS)，則電導(dǎo)率的單位是eq\f(m,Ω·m2)＝eq\f(1,Ω·m)，選項(xiàng)C正確；導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，則電導(dǎo)率大小與溫度有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．下列器件中是電容器的是()解析：選BA選項(xiàng)為滑動(dòng)變阻器，B選項(xiàng)為電容器，C選項(xiàng)為電阻箱，D選項(xiàng)為電阻，B正確。8.(多選)如圖所示，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體，以速度v勻速上升。已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，電源電動(dòng)勢(shì)為E，通過(guò)電源的電流為I，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻，則()A．電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I)－RB．電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I)－eq\f(mgv,I2)－RC．如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變大D．如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變小解析：選BC含有電動(dòng)機(jī)的電路不是純電阻電路，歐姆定律不再適用，A錯(cuò)誤；由能量守恒定律可得EI＝I2r＋mgv＋I(xiàn)2R，解得r＝eq\f(E,I)－eq\f(mgv,I2)－R，B正確；如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住，則E＝I′(R＋r)，電流增大，較短時(shí)間內(nèi)，電源消耗的功率變大，較長(zhǎng)時(shí)間的話，會(huì)出現(xiàn)燒壞電源和電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象，C正確，D錯(cuò)誤。9．(多選)在如圖甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A，則此時(shí)()A．L1兩端的電壓為L(zhǎng)2兩端電壓的2倍B．L1消耗的電功率為0.75WC．L2的電阻為12ΩD．L1、L2消耗的電功率的比值大于4解析：選BD電路中的總電流為0.25A，則流過(guò)L1的電流為0.25A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓為3.0V，L1消耗的電功率為P1＝UI＝0.75W，B項(xiàng)正確；根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律，L2中電流為0.125A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓大約為0.3V，L1兩端的電壓大約為L(zhǎng)2兩端電壓的10倍，A項(xiàng)錯(cuò)誤；L2的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.3,0.125)Ω＝2.4Ω，C項(xiàng)錯(cuò)誤；L2消耗的電功率為P2＝UI＝0.3×0.125W＝0.0375W，eq\f(P1,P2)＝20，L1、L2消耗的電功率的比值大于4，D項(xiàng)正確。10.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，閉合開(kāi)關(guān)S后，標(biāo)有“8V，12W”的燈泡恰能正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)M的電阻R0＝4Ω，求：(1)電源的輸出功率P出；(2)10s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q；(3)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。解析：(1)由題意知，并聯(lián)部分電壓為U＝8V，故內(nèi)電壓為U內(nèi)＝E－U＝2V總電流I＝eq\f(U內(nèi),r)＝2A，電源的輸出功率P出