適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第10章電路及其應(yīng)用第1講電阻定律歐姆定律焦耳定律

第十章電路及其應(yīng)用第1講電阻定律歐姆定律焦耳定律

基礎(chǔ)對點練題組一電流的概念及其表達(dá)式的理解1.有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子,電子的電荷量為q。此時電子的定向移動速度為v,在Δt時間內(nèi),通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.nvS B.nvΔt C.IΔtq2.(2024四川瀘州模擬)通過某段圓柱形導(dǎo)體的電流大小為I,該導(dǎo)體中單位長度的自由電荷數(shù)為N,每個自由電荷所帶的電荷量均為q。則導(dǎo)體中自由電荷定向移動速度v的大小為()A.INq B.NqI C.Iq題組二電阻電阻定律的理解和應(yīng)用3.如圖甲所示,某圓柱形金屬導(dǎo)線,長為L,橫截面積為S,它的I-U圖像如圖乙所示,則下列說法正確的是()A.金屬導(dǎo)線的電阻為R=3ΩB.金屬導(dǎo)線的電阻為R=0.25ΩC.將金屬導(dǎo)線拉長為2L,則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?2,電阻變?yōu)镈.將金屬導(dǎo)線拉長,使半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,長度變?yōu)?L,電阻變?yōu)?.當(dāng)電路中有較強電流通過時,保險絲會快速熔斷,及時切斷電源,保障用電設(shè)備和人身安全。經(jīng)測量,有一段電阻為R,熔斷電流為2A的保險絲,直徑約0.5mm。若將這段保險絲對折后變成一根,那么保險絲的電阻和熔斷電流將變?yōu)?)A.14R、4A B.12RC.14R、0.5A D.12R5.某技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行抽查,檢驗負(fù)責(zé)人說:“不合格產(chǎn)品中,大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問題,主要是銅材質(zhì)量不合格,使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅導(dǎo)致電線的導(dǎo)電性能減弱;再一個就是銅材質(zhì)量可能合格,但把橫截面積縮小,標(biāo)稱2.5mm2的線,實際可能是1.5mm2或1.5mm2多一點,載流量不夠;還有絕緣層質(zhì)量不合格,用再生塑料制作電線外皮,電阻率達(dá)不到要求……”。關(guān)于這段話中提到的不合格電線,下列說法正確的是()A.電線使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅,則其電阻率變大B.電線的橫截面積變小了,則其電阻率變大C.電線的橫截面積變小了,則其電阻率變小D.再生塑料制作電線外皮,則其電阻率變大導(dǎo)致絕緣性變差6.兩根長度、粗細(xì)均相同的合金絲a、b并聯(lián)接入電路后,已知通過兩根合金絲的電流Ia>Ib,則a、b電阻Ra、Rb以及電阻率ρa、ρb的關(guān)系正確的是()A.Ra>Rb,ρa>ρb B.Ra>Rb,ρa<ρbC.Ra<Rb,ρa>ρb D.Ra<Rb,ρa<ρb題組三對歐姆定律及伏安特性曲線的理解7.(多選)在如圖甲所示的電路中,L1、L2和L3為三個相同規(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)開關(guān)S閉合后,電路中的總電流為0.25A,則此時()A.L1的電阻為12ΩB.L1的電壓為L2電壓的2倍C.L1消耗的電功率為0.75WD.L1、L2消耗的電功率的比值等于4∶18.(多選)(2024江西南昌模擬)小軍同學(xué)根據(jù)他在電學(xué)實驗課上獲得的實驗數(shù)據(jù),畫出如圖所示的圖像。其中圖線①表示電阻R1,圖線②表示電阻R2。根據(jù)圖像信息可判斷()A.當(dāng)R1和R2串聯(lián)時,兩個電阻的阻值不可能相等B.當(dāng)R1兩端的電壓為12V時,通過它的電流為1.2AC.當(dāng)通過R1的電流為0.2A時,在1min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為24JD.當(dāng)R1和R2并聯(lián)在電壓為4V電路中,電路中總功率為3.6W題組四對電功、電功率、電熱、熱功率的理解9.電熱鍋通電后可以煮熟食物,而與它相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱,原因是()A.通過電熱鍋的電流大 B.通過導(dǎo)線的電流大C.電熱鍋的電阻小 D.導(dǎo)線的電阻小10.如圖所示,橫截面都是正方形的三段導(dǎo)體,它們的材料和長度都相同,導(dǎo)體乙剛好能嵌入導(dǎo)體甲,導(dǎo)體丙剛好能嵌入導(dǎo)體乙。現(xiàn)將三段導(dǎo)體串聯(lián)接入同一電路中,則()A.導(dǎo)體丙的電阻最大B.導(dǎo)體甲兩端的電壓最大C.導(dǎo)體乙消耗的電功率最大D.三段導(dǎo)體在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等綜合提升練11.某廠商生產(chǎn)的電動摩托車配備電池組容量為35A·h,能量高達(dá)2100W·h,專用快速充電器的充電電流為8A。全新設(shè)計的電機(jī)額定功率高達(dá)3000W。為了解決電動摩托車?yán)m(xù)航問題,設(shè)計團(tuán)隊同時采用EBS能量回收系統(tǒng),每次剎車時的動能被剎車能量回收系統(tǒng)充分收集采用,即在剎車過程中,將滑行過程動能重新轉(zhuǎn)化為電能,給鋰電池充電,讓續(xù)航再增加10%。根據(jù)廠商的行駛測試數(shù)據(jù),采用EBS能量回收模式,在載重為60kg,以速度20km/h勻速不間斷行駛的續(xù)航里程為170km。設(shè)阻力始終保持不變,下列說法正確的是()A.電池組的額定電壓為60VB.充電80%需要的時間約為6hC.電池組的電能為1.26×105JD.以速度5km/h勻速不間斷行駛的續(xù)航里程為680km12.(2024廣東佛山一模)小明同學(xué)乘電動汽車出行,當(dāng)汽車以90km/h的速度勻速行駛時,在該車的行車信息顯示屏上看到了如下信息,電池組輸出電壓400V,電流25A。已知該車電機(jī)及傳動系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率約為80%,則此時該車()A.電池組輸出的電功率約為8000WB.牽引力的功率約為10000WC.受到的阻力約為320ND.受到的牽引力約為400N13.角速度計可測量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度,其簡化結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞轉(zhuǎn)軸OO'轉(zhuǎn)動時,元件A在光滑直桿上發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的無線電壓信號U,成為飛機(jī)、衛(wèi)星等制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l,電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計?；瑒幼冏杵骺傞L也為l,電阻分布均勻,系統(tǒng)靜止時滑片P位于B點,當(dāng)系統(tǒng)(包括電路系統(tǒng))以角速度ω轉(zhuǎn)動時()A.流過電源E的電流隨角速度的增大而增大B.流過電源E的電流隨角速度的增大而減小C.彈簧的伸長量為x=mlωD.輸出電壓U與ω的表達(dá)式為U=Em14.(多選)(2024廣東汕頭模擬)五一期間,汕頭作為全國熱門旅游城市,聚集了來自四面八方的游客。為了避免堵車,電動自行車以其省時省力、價格低廉、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點成為游客五一暢游汕頭的首選交通工具。下表為某品牌電動自行車的部分技術(shù)參數(shù),則()規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁鐵電機(jī)車型電動自行車額定輸出功率200W整車質(zhì)量40kg額定電壓48V最大載重120kg額定電流5.0AA.電動自行車正常勻速行駛時,后輪受到地面對它的滑動摩擦力B.電動自行車電機(jī)的電阻為9.6ΩC.電動自行車以額定功率行駛時,電機(jī)的輸入功率為240WD.電動自行車以額定功率行駛時,電機(jī)的效率約為83%參考答案第十章電路及其應(yīng)用第1講電阻定律歐姆定律焦耳定律1.C解析根據(jù)電流的定義式可知,在Δt內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量Q=IΔt,所以在這段時間內(nèi)通過的自由電子數(shù)為N=Qq=IΔtq,故C正確,D錯誤;由于自由電子定向移動的速度是v,因此在時間Δt內(nèi),位于以橫截面S、長l=vΔt的這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電子都能通過橫截面。這段導(dǎo)線的體積V=Sl=SvΔt,所以Δt時間內(nèi)通過橫截面S的自由電子數(shù)為N=nV=nSvΔt2.A解析在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電荷總電量Q=Nvtq,根據(jù)電流的定義I=Qt,解得v=INq,故選3.D解析由歐姆定律可知金屬導(dǎo)線電阻為R=UI=82Ω=4Ω,故A、B錯誤;將金屬導(dǎo)線拉長為2L,則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?2,根據(jù)電阻定律R=ρlS可知電阻變?yōu)?6Ω,故C錯誤;將金屬導(dǎo)線拉長,使半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,長度變?yōu)?4.A解析根據(jù)電阻表達(dá)式R=ρlS可知,保險絲對折后電阻為R'=ρ12l2S=14R,兩段最大電流為2A的保險絲并聯(lián),其允許的最大電流I'=5.A解析導(dǎo)體的電阻率僅與導(dǎo)體的材料有關(guān),與橫截面積、導(dǎo)線長度等均無關(guān),再生銅或含雜質(zhì)很多的銅電阻率較大,故A正確,B、C錯誤;用再生塑料制作的電線外皮,因其電阻率變小而導(dǎo)致絕緣性變差,故D錯誤。6.D解析并聯(lián)電路,電壓相等,根據(jù)電阻定義式有Ra=UIa,Rb=UIb,由于Ia>Ib,可知Ra<Rb,根據(jù)電阻決定式有Ra=ρalS,Rb=ρblS,由于長度、粗細(xì)均相同,則有ρa<ρb,A、7.AC解析電路中的總電流為0.25A,L1中電流為0.25A,由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓為3.0V,L1的電阻為R=UI=3.00.25Ω=12Ω,L1消耗的電功率為P=UI=0.75W,選項A、C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,故L1的電壓大約為L2電壓的10倍,選項B錯誤;L2消耗的電功率為P'=U'I'=0.3×0.125W=0.0375W,L1、L8.BCD解析由圖像知R1=80.8Ω=10Ω,R2的阻值隨電壓的增大而增大,當(dāng)R1和R2串聯(lián)時,流過二者的電流相等,根據(jù)圖像有交點,如果電壓和電流恰好為兩圖線交點的數(shù)據(jù),則阻值相等,A錯誤;當(dāng)R1兩端的電壓為12V時,通過它的電流I12=U12R1=1210A=1.2A,B正確;當(dāng)通過R1的電流為0.2A時,在1min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量Q=I2R1t=0.22×10×60J=24J,C正確;當(dāng)R1和R2并聯(lián)在電壓為4V的電路中,電路中總功率P=P1+P2=U1I19.D解析因為電熱鍋和導(dǎo)線是串聯(lián)關(guān)系,所以通過它們的電流一定相等,故A、B錯誤;電流通過任何導(dǎo)體時,導(dǎo)體都要發(fā)熱,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng),根據(jù)焦耳定律公式Q=I2Rt可知,串聯(lián)電路,在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越小,產(chǎn)生的熱量就越少,故C錯誤,D正確。10.D解析由題可知三個導(dǎo)體電阻的電阻率ρ相同,長度l相同,根據(jù)電阻定律R=ρlS可知,比較橫截面積S即可比較三者電阻的大小,由幾何知識得S甲=(3L)2-(2L)2=L2,S乙=(2L)2-L2=L2,S丙=L2,所以三個電阻的阻值相等,A錯誤;由于三個電阻串聯(lián)且阻值相等,根據(jù)串聯(lián)電路的特點,流過它們的電流相等,則根據(jù)U=IR,P=UI,Q=I2Rt可知各自兩端的電壓、消耗的電功率、在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量均相等,B、C錯誤,D11.A解析電池組的能量為2100W·h,即電池組的能量W=Pt=2100×3600J=7.56×106J,選項C錯誤;由W=UIt和Q=It可知,電池組的額定電壓U=WQ=210035V=60V,選項A正確;電池組充電80%需要的時間t=0.8×QI充=012.C解析電池組輸出的電功率P=UI=400×25W=10000W,故A錯誤;牽引力的功率約為P'=80%×P=8000W,故B錯誤;汽車做勻速運動,牽引力等于阻力,即F=f,汽車的速度大小v=90km/h=25m/s,汽車受到的阻力f=F=P'v=800025N=320N,13.D解析系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,無論角速度增大還是減小,滑動變阻器BC間的電阻不變,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中電流保持不變,與角速度無關(guān),故A、B錯誤;設(shè)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,彈簧伸長的長度為x,對元件A,根據(jù)牛頓第二定律得kx=mω2(l+x),得x=mlω2k-mω2