【優(yōu)化探究】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)知能檢測：8-1電流、電阻、電功、電功率-

[隨堂演練]1．(2022年安慶模擬)如圖所示，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，通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖，則下列說法中正確的是()A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流大于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)的速率解析：設(shè)正方形導(dǎo)體的邊長為l，厚度為d.材料的電阻率為ρ，由R＝ρeq\f(l,S)可知，R1＝R2＝ρeq\f(1,d)，故兩導(dǎo)體加上相同的電壓時(shí)，流過兩電阻的電流相等，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由于R1的橫截面積大于R2的橫截面積，依據(jù)電流的微觀解釋I＝neSv可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．答案：D2．某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，則下列說法中正確的是()A．加5V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5ΩB．加11V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4ΩC．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D．此導(dǎo)體為線性元件解析：對(duì)某些導(dǎo)電器材，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點(diǎn)的eq\f(U,I)值仍表示該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電阻值．當(dāng)導(dǎo)體在加5V電壓時(shí)，電阻R1＝eq\f(U,I)＝5Ω，A正確；當(dāng)導(dǎo)體加11V電壓時(shí)，由圖知電流約為1.4A，電阻R2大于1.4Ω，B錯(cuò)誤；當(dāng)電壓增大時(shí)，eq\f(U,I)值增大，即電阻增大，導(dǎo)體為非線性元件，C、D錯(cuò)誤．答案：A3．(2021年高考安徽理綜)用圖示的電路可以測量電阻的阻值．圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲．閉合開關(guān)，轉(zhuǎn)變滑動(dòng)頭P的位置，當(dāng)通過電流表的電流為零時(shí)，測得MP＝l1，PN＝l2，則Rx的阻值為()A.eq\f(l1,l2)R0 B.eq\f(l1,l1＋l2)R0C.eq\f(l2,l1)R0 D.eq\f(l2,l1＋l2)R0解析：對(duì)均勻的電阻絲有R＝ρeq\f(l,S)，得eq\f(R1,R2)＝eq\f(l1,l2)，對(duì)橋式電路當(dāng)IG＝0時(shí)滿足eq\f(R0,Rx)＝eq\f(R1,R2)＝eq\f(l1,l2)，得Rx＝eq\f(l2,l1)R0，所以C項(xiàng)正確．答案：C4．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標(biāo)有“6V，12W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝0.5Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為12WB．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12WC．電動(dòng)機(jī)的熱功率為12WD．整個(gè)電路消耗的電功率為22W解析：電動(dòng)機(jī)為非純電阻電器，歐姆定律對(duì)電動(dòng)機(jī)不再適用，燈泡L正常發(fā)光，則IL＝eq\f(P燈,U燈)＝2A，所以電路中的電流I＝2A，故整個(gè)電路消耗的總功率P總＝IU＝24W，D錯(cuò)；電動(dòng)機(jī)的輸入功率等于P總－P燈＝12W，A對(duì)；電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝I2RM＝2W，輸出功率P出＝12W－2W＝10W，B、C錯(cuò)．答案：A[限時(shí)檢測](時(shí)間：45分鐘，滿分：100分)[命題報(bào)告·老師用書獨(dú)具]學(xué)問點(diǎn)題號(hào)電流的理解1、3、6電阻及電阻定律的應(yīng)用2、4、11伏安特性曲線8、10電功、電熱5含電動(dòng)機(jī)電路分析與計(jì)算7、9、12一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1．關(guān)于電流，下列說法中正確的是()A．導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向移動(dòng)的速率等于電流的傳導(dǎo)速率B．電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流越大C．電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向D．在國際單位制中，電流是一個(gè)基本物理量，其單位安培是基本單位解析：電荷在導(dǎo)體中定向移動(dòng)形成電流，由電流的微觀表達(dá)式I＝neSv可知，電流的大小不只是和電荷定向移動(dòng)的速率有關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)；電流的傳導(dǎo)速率等于電場的傳播速率，故選項(xiàng)A錯(cuò)；電流雖有方向，但只有正、負(fù)兩個(gè)方向，故電流是標(biāo)量，故選項(xiàng)C錯(cuò)；只有選項(xiàng)D正確．答案：D2．關(guān)于材料的電阻率，下列說法中正確的是()A．把一根長導(dǎo)線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的1/3B．材料的電阻率隨溫度的上升而增大C．純金屬的電阻率較合金的電阻率小D．電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大解析：材料的電阻率與長度無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度上升而減小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；純金屬的電阻率較合金的電阻率小，選項(xiàng)C正確；電阻率大的導(dǎo)體，電阻不愿定大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C3．如圖所示電解池內(nèi)有一價(jià)離子的電解液，在時(shí)間t內(nèi)通過溶液截面S的正離子數(shù)為n1，負(fù)離子數(shù)為n2，設(shè)元電荷電荷量為e，則以下說法正確的是()A．溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流為eq\f(n1e,t)B．溶液內(nèi)電流方向從B到A，電流為eq\f(n2e,t)C．溶液內(nèi)正、負(fù)離子反方向移動(dòng)，產(chǎn)生的電流相互抵消D．溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流為eq\f(n1＋n2e,t)解析：溶液內(nèi)正、負(fù)離子反方向移動(dòng)，通過截面的電荷量為正、負(fù)離子電荷量確定值之和，由電流的定義可算出，電流為eq\f(n1＋n2e,t)，故選D.答案：D4．(2022年蚌埠質(zhì)檢)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長PQ＝10cm，QN＝5cm，當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流強(qiáng)度為1A，若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為()A．4A B．2AC.eq\f(1,2)A D.eq\f(1,4)A解析：設(shè)金屬薄片厚度為d，當(dāng)將A、B和C、D接入電路時(shí)電阻分別為R1、R2.由R＝ρeq\f(l,S)知，R1∶R2＝4∶1，由I＝eq\f(U,R)可知，I1∶I2＝1∶4，故流過C與D的電流為4A，選項(xiàng)A正確．答案：A5．當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J．為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是()A．3V1.8J B．3V3.6JC．6V1.8J D．6V3.6J解析：依據(jù)Q＝UIt＝Uq，通過0.3C電荷量時(shí)電阻兩端電壓U1＝eq\f(Q1,q1)＝3V；由I＝eq\f(q,t)及U＝IR知相同時(shí)間內(nèi)通過0.6C電荷量時(shí)，電阻兩端電壓U2＝2U1＝6V，消耗電能Q2＝U2q2＝3.6J.答案：D6．截面積為S的導(dǎo)線中通有電流I.已知導(dǎo)線每單位體積中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動(dòng)的速率是v，則在時(shí)間Δt內(nèi)通過導(dǎo)線截面的自由電子數(shù)是()①nSvΔt②nvΔt③eq\f(IΔt,e)④eq\f(IΔt,Se)A．①③ B．②③C．①④ D．②④解析：由于I＝eq\f(q,Δt)，所以q＝I·Δt，自由電子數(shù)為：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，則③正確．又由于電流的微觀表達(dá)式為I＝nevS，所以自由電子數(shù)為N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e)＝nvSΔt，①正確．答案：A7．(2022年合肥聯(lián)考)在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V，燈泡L標(biāo)有“3V,6W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝1Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5VB．流過電動(dòng)機(jī)的電流是3.2AC．電動(dòng)機(jī)的效率是80%D．整個(gè)電路消耗的電功率是10W解析：燈泡恰能正常發(fā)光，說明燈泡兩端的電壓為3V，通過燈泡的電流為2A，電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是8V－3V＝5V，流過電動(dòng)機(jī)的電流是I＝2A，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗功率I2RM＝4W，電動(dòng)機(jī)輸入功率為IU＝2×5W＝10W，輸出功率為6W，效率為η＝60%，整個(gè)電路消耗的電功率是10W＋6W＝16W，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案：A8．如圖所示為甲、乙兩燈泡的I-U圖象，依據(jù)圖象計(jì)算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中，實(shí)際發(fā)光的功率分別為()A．15W30WB．30W40WC．40W60WD．60W100W解析：兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中，則每只燈泡兩端的電壓均為220V，依據(jù)I-U圖象知：甲燈工作時(shí)的電流約為I甲＝0.18A，乙燈實(shí)際工作時(shí)的電流為I乙＝0.27A，所以它們的功率分別為P甲＝I甲U＝0.18×220W≈40W；P乙＝I乙U＝0.27×220W≈60W.答案：C9．(2022年銅陵檢測)下表列出了某品牌電動(dòng)自行車及所用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)其自身機(jī)械損耗．若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛，則()自重40(kg)額定電壓48(V)載重75(kg)額定電流12(A)最大運(yùn)行速度20(km/h)額定輸出功率350(W)A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為288WB．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4ΩC．該車獲得的牽引力為104ND．該車受到的阻力為63N解析：電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入＝IU＝12×48W＝576W，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)為非純電阻電路，不能用R＝eq\f(U,I)計(jì)算內(nèi)阻，故選項(xiàng)B錯(cuò)．電動(dòng)車速度最大時(shí)，牽引力F與阻力Ff大小相等，由P出＝Fvmax＝Ffvmax得Ff＝eq\f(P出,vmax)＝eq\f(350,\f(20,3.6))N＝63N，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D正確．答案：D10．一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端的電壓U的關(guān)系圖象如圖甲所示，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的電源上，如圖乙所示，三個(gè)用電器消耗的電功率均為P.現(xiàn)將它們連接成如圖丙所示的電路，照舊接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2，它們之間的大小關(guān)系為()A．P1＝4P2，PD＜P2 B．P1＜4P2，PD<P2C．P1<4P2，PD＞P2 D．P1＝4P2，PD>P2解析：當(dāng)三個(gè)電阻并聯(lián)接到電壓為U的電源上時(shí)，消耗的功率都是P，說明此時(shí)三個(gè)電阻的阻值相等，因此兩個(gè)定值電阻R1＝R2，有P＝eq\f(U2,R1).若將它們連接成如題圖丙所示的電路，照舊接在該電源的兩端，則R2與D并聯(lián)的阻值小于電阻R1，所以R1兩端電壓U1>eq\f(1,2)U，D與R2兩端電壓U2<eq\f(1,2)U，由D的I-U圖象可知，電壓越小D的電阻越大，所以此時(shí)RD>R2.設(shè)題圖丙中總電流為I，則流過R2的電流I2>eq\f(1,2)I，由P＝I2R得P1<4P2，由P＝eq\f(U2,R)得：PD<P2，選項(xiàng)B正確．答案：B二、非選擇題(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(15分)如圖甲所示為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其UI圖線如圖乙所示，當(dāng)U＝10V時(shí)，求電解液的電阻率ρ是多少？解析：由題圖乙可求得電解液的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5×10－3)Ω＝2000Ω由題圖甲可知電解液長為：l＝a＝1m截面積為S＝bc＝0.02m2結(jié)合電阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(2000×0.02,1)Ω·m＝40Ω