【三維設(shè)計(jì)】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十四)-電流-電阻-電功-電功率-

課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十四)電流電阻電功電功率對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電流及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用1．(2021·黃山模擬)銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子中有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，電子平均定向移動(dòng)的速率為()A．光速c B.eq\f(I,neS)C.eq\f(ρI,neSm) D.eq\f(mI,neSρ)2．(多選)(2021·棗莊期末檢測(cè))如圖1所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是()圖1A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率D．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電阻及電阻定律的應(yīng)用3．(2021·山東省名校聯(lián)考)歐姆不僅發(fā)覺(jué)了歐姆定律，還爭(zhēng)辯了電阻定律。有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且a＞b＞c。電流沿以下方向流過(guò)該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是()圖24．(多選)電位器是變阻器的一種，如圖3所示，假如把電位器與燈泡串聯(lián)起來(lái)，利用它轉(zhuǎn)變燈泡的亮度，下列說(shuō)法正確的是()圖3A．串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B．串接A、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C．串接A、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗D．串接B、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：歐姆定律、伏安特性曲線的應(yīng)用5．如圖4所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻電阻絲的伏安特性曲線，下列推斷中正確的是()圖4A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗B．b代表的電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比6．某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖5中AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說(shuō)法正確的是()圖5A．B點(diǎn)的電阻為12ΩB．B點(diǎn)的電阻為40ΩC．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響轉(zhuǎn)變了1ΩD．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響轉(zhuǎn)變了9Ω7．(2021·杭州檢測(cè))一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖像如圖6甲所示，若將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個(gè)用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，它們之間的關(guān)系為()圖6A．P1＝4PD B．PD＝eq\f(P,4)C．PD＝P2 D．P1＜4P2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電功、電功率及焦耳定律8．(2021·濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校測(cè)試)用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r的電池組直接向線圈電阻為R的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)正常工作后，測(cè)得通過(guò)的電流為I、電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U，則()A．電路中電流I＝eq\f(E,R＋r)B．在時(shí)間t內(nèi)，電池組消耗的化學(xué)能為IEtC．在時(shí)間t內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能是IEt－I2rtD．以上說(shuō)法都不對(duì)9．(2021·湖北武漢調(diào)研)如圖7所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是()圖7A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1000J10．(多選)鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機(jī)等電子產(chǎn)品中?，F(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖8所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，下列說(shuō)法正確的是()圖8A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2rC．電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD．充電器的充電效率為eq\f(Ir,U)×100%考點(diǎn)綜合訓(xùn)練11．(多選)通常一次閃電過(guò)程歷時(shí)約0.2～0.3s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成。每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40～80μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中。在某一次閃擊前云地之間的電勢(shì)差約為1.0×109V，云地間距離約為1km；第一個(gè)閃擊過(guò)程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs。假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的。依據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列推斷正確的是()A．閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1×105AB．整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率約為1×1014WC．閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/mD．整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為6×106J12.如圖9所示，A為電解槽，eq\o\ac(○,M)為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內(nèi)阻rA＝2Ω，S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表eq\o\ac(○,A)示數(shù)為6A，當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表eq\o\ac(○,A)示數(shù)為5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開(kāi)時(shí)，電流表eq\o\ac(○,A)示數(shù)為4A。求：圖9(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少。答案1．選D由電流表達(dá)式I＝n′eSv可得v＝eq\f(I,n′eS)，其中n′＝eq\f(n,m/ρ)＝nρ/m，故v＝eq\f(mI,neSρ)，D對(duì)。2．選BD設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、導(dǎo)體厚度為d，則I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,L·d)＝eq\f(ρ,d)，得I＝eq\f(Ud,ρ)，故R1、R2中的電流相等，A錯(cuò)誤，B正確。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大則v小，C錯(cuò)誤，D正確。3．選A選項(xiàng)A中電阻橫截面積最大，長(zhǎng)度最小，依據(jù)R＝ρeq\f(l,S)可知，其電阻最小。4．選AD依據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能轉(zhuǎn)變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤。5．選Bb圖線的斜率大，表示電阻小，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可知b代表的電阻絲較粗，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與電阻兩端的電壓無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6．選B依據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，RB＝eq\f(6,0.15)Ω＝40Ω，所以ΔR＝RB－RA＝10Ω，故B對(duì)，A、C、D錯(cuò)。7．選D由于電阻器D與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時(shí)，三者功率相同，則此時(shí)三者電阻相同。當(dāng)三者依據(jù)題圖乙所示電路連接時(shí)，電阻器D兩端的電壓小于U，由題圖甲圖像可知，電阻器D的電阻增大，則有RD＞R1＝R2，而RD與R2并聯(lián)，電壓相等，依據(jù)P＝eq\f(U2,R)，PD＜P2，C錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，電流ID＜I2，又I1＝I2＋I(xiàn)D，依據(jù)P＝I2R，P1＞4PD，P1＜4P2，A錯(cuò)誤、D正確；由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)電阻R＜R1，所以D兩端的電壓小于eq\f(U,2)，且D阻值變大，則PD＜eq\f(P,4)，B錯(cuò)誤。8．選B當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，I＜eq\f(E,R＋r)，故A錯(cuò)誤。由電源定義知在時(shí)間t內(nèi)，電池組消耗的化學(xué)能為IEt，B對(duì)；電動(dòng)機(jī)的輸出功率是機(jī)械功率，依據(jù)能量守恒定律得，P出＝P電－P熱＝UI－I2R，在時(shí)間t內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能是IUt－I2Rt，故C、D錯(cuò)誤。9．選A電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為P＝1000W－120W＝880W，對(duì)電熱絲，由P＝eq\f(U2,R)可得電熱絲的電阻為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，選項(xiàng)A正確；由于不知道電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動(dòng)機(jī)線圈的電阻無(wú)法計(jì)算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒消耗的電能為880J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10．選AC充電器將電能轉(zhuǎn)化為鋰電池的化學(xué)能和內(nèi)能，即UIt＝E化＋I(xiàn)2rt，充電器輸出的電功率為UI，電池產(chǎn)生的熱功率為I2r，據(jù)此可知，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2r，充電器的充電效率為eq\f(U－Ir,U)×100%，所以選項(xiàng)A、C正確。11．選AC依據(jù)題意第一個(gè)閃擊過(guò)程中轉(zhuǎn)移電荷量Q＝6C，時(shí)間約為t＝60μs，故平均電流為I平＝eq\f(Q,t)＝1×105A，閃擊過(guò)程中的瞬時(shí)最大值確定大于平均值，故A對(duì)；第一次閃擊過(guò)程中電功約為W＝QU＝6×109J，第一個(gè)閃擊過(guò)程的平均功率P＝eq\f(W,t)＝1×1014W，由于一次閃電過(guò)程主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中，但整個(gè)閃擊過(guò)程中的時(shí)間遠(yuǎn)大于60μs，故B錯(cuò)；閃電前云與地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(1×109,1000)V/m＝1×106V/m，C對(duì)；整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為W＝6×109J，D錯(cuò)。12．解析：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得：R＝eq\f(U,I1)＝eq\f(12,6)Ω＝2Ω其發(fā)熱功率為：P＝UI1＝12×6W＝72W