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人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流3 欧姆定律练习
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这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流3 欧姆定律练习，共6页。试卷主要包含了选择题，论述等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)
1．如图所示，是两个电阻R1、R2的I－U图线，将R1、R2并联后的电阻为R，则电阻R的I－U图线在图中( )
A.区域Ⅰ B．区域Ⅱ C．区域Ⅲ D．不能确定
【解析】 电阻并联后阻值变小，R【答案】 A
2．下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目.
根据铭牌上提供的信息，可以判断( )
A．一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多
B．一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多
C．电风扇额定电流比电冰箱大
D．电风扇额定电流比电冰箱小
【解析】 电风扇一天耗电为W＝50×10－3kW×24h＝1.2度，而冰箱一天耗电为1度，选项A正确．由P＝UI知I＝eq \f(P,U)，U相同，P大的I大，选项D对．
【答案】 AD
3．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系式正确的是( )
A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2)
C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)
【解析】 由于电吹风机中有电动机，不是纯电阻电路，电流做功的功率与热功率不相等，电功率P＝UI；电流做功分为两部分，一是转化为机械能(让电吹风机转动)，另一个是发热，而热功率则是电阻部分消耗的功率：P热＝I2(R1＋R2)，由此可知选项A、B是不正确的；P>P热，选项D是正确的；同理，两电阻两端的电压也小于电吹风机两端的总电压，选项C是错误的．
【答案】 D
4．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率为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.eq \f(IΔt,q) D.eq \f(IΔt,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＝IΔt
所以在这段时间内通过的自由电子数为
N＝eq \f(Q,q)＝eq \f(IΔt,q)
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，位于以横截面积S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如右图所示)，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，所以A、B错．
【答案】 C
5．如图所示，一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为( )
A.eq \f(c2,a2)R B.eq \f(c2,ab)R
C.eq \f(a2,bc)R D．R
【解析】 同种材料的电阻，R＝ρeq \f(l,S)，若电阻最大，应该是S最小，l最大，最大电阻的表达式为R＝ρeq \f(a,bc).若电阻最小，应该是S最大，l最小，最小电阻的表达式应是R′＝ρeq \f(c,ab)，故eq \f(R′,R)＝eq \f(c2,a2)，即R′＝eq \f(c2,a2)R.
【答案】 A
6．如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机的内阻R2＝10Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )
A．I＝1.5A B．I<1.5A
C．P＝15W D．P<15W
【解析】 当开关打开时，可据U＝IR算出电源电压为10V，合上开关后，电阻R1中的电流没变，电动机两端的电压也为10V，此电压不可能全部降在电动机的内阻上，故电动机的电流不可能达到1A，所以总电流小于1.5A，据P＝UI可知，电路消耗的功率也小于15W.
【答案】 BD
7．一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时( )
A．通过金属导线的电流为eq \f(I,2)
B．通过金属导线的电流为eq \f(I,4)
C．自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)
D．自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,4)
【解析】 金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的eq \f(1,2)，电阻变为原来的4倍，两端加上恒定电压U，通过金属导线的电流为eq \f(I,4)，B正确．根据I＝neSv可知自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)，C正确．
【答案】 BC
8．(2010·广东东莞调研)电子产品制作车间里常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用，电灯还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B．开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C．开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少
D．开关断开时，电灯发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
【解析】 开关接通时，电灯被短路，电灯熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝eq \f(U2,R)变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D不正确．
【答案】 A
9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1小时用电( )
A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度
【解析】 W＝4×(P1t1＋P2t2)＝4×(0.5kW×eq \f(5,60)h＋2kW×eq \f(10,60)h)＝1.5度，所以B选项正确．
【答案】 B
10．(2009·武汉模拟)有一只家用电熨斗，其电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗获得低、中、高3个不同的温度挡，如下图所示是它4种不同的连线方式，其中获得低挡温度是( )
【答案】 B
二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)
11．下表为一双桶洗衣机所用电动机的工作参数.
(1)从表中可想到哪些物理知识？
(2)如图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序．
若洗涤衣服的时间为15min，脱水的时间为2min，则洗涤一次衣服大约用电多少？当洗涤和脱水同时操作时，流过电源插座的电流是多少？为什么？
【解析】 (1)从表中可想到工作电压是我国民用交流电压220V；洗涤电动机的功率为110W.脱水电动机的功率是176W；用欧姆定律I＝eq \f(U,R)求出的电流值和实际的工作电流是不同的，原因是欧姆定律适合纯电阻电路，而电动机主要是用来输出机械能的，不是用来发热的．
(2)由洗衣机洗涤时正、反转和停的时间程序图可知，当洗涤衣服的时间为15min时，停和转的时间分别为128.6s和771.4s≈0.536h.
根据W洗涤＝P洗涤t＝UIt＝220×0.5×10－3×0.536kW·h＝0.059kW·h
W脱＝P脱t＝UIt＝eq \f(220×0.8×10－3×2,60)kW·h
＝0.0059kW·h
W＝W洗涤＋W脱＝0.059kW·h＋0.0059kW·h
≈0.065kW·h.
当洗涤和脱水同时操作时，就相当于两个用电器的并联，则流过电源插座的电流是这两个电器单独使用时的工作电流之和，即I＝I洗涤＋I脱＝(0.5＋0.8)A＝1.3A.
【答案】 (1)见解析 (2)0.03kW·h 1.3A
12．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
(2)用电器由照明电路供电(U＝220V)，设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电功率为40W，则R1和R2分别为多大？
(3)若将图甲中的自动机关S换成理想的晶体二极管D，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能．
【解析】 (1)S闭合，处于加热状态
S断开，处于保温状态．
(2)由电功率公式得P1＝eq \f(U2,R1) ①
P2＝eq \f(U2,R1＋R2)②
联立①②得R1＝121Ω R2＝1089Ω
(3)二极管导通时处于加热状态，二极管截止时，用电器处在保温状态．
W＝P1eq \f(t,2)＋P2eq \f(t,2)＝0.22kW·h(或7.92×105J)．
【答案】 (1)S闭合，处于加热状态．S断开，处于保温状态
(2)R1＝121Ω R2＝1089Ω
(3)0.22kW·h(或7.92×105J)
13．(2009·江苏徐州模拟)如图甲所示是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V)．R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响．
(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，求R0的阻值及R的阻值变化范围．
(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？
【解析】 (1)温度最低挡P1＝eq \f(U2,Rmax＋R0)，即
121＝eq \f(2202,Rmax＋R0)
温度最高挡P2＝eq \f(U2,R0)即
484＝eq \f(2202,R0)
由以上两式可解得R0＝100Ω，Rmax＝300Ω
所以变阻器阻值范围是0到300Ω
(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δt＝220℃－20℃＝200℃
由图象知电熨斗每秒钟散发的热量Q＝440J
要保持电熨斗的表面温度不变，
则电熨斗的电功率P＝440W
P＝eq \f(U2,R＋R0)，440＝eq \f(2202,R＋100)
R＝10Ω，故应将R调至10Ω.
【答案】 (1)100Ω 0～300Ω (2)10Ω
容声冰箱BCD－208B/HC
格力电风扇KYTA－30A
总有效容积：208L
冷冻室有效容积：97L
冷冻能力：5.25kg/24h
电源：220V/50Hz
额定输入功率：140W
耗电量：1.00kW·h/24h
净重：58kg
额定电压：220V
工作频率：50Hz
扇叶直径：300mm
输出风量：>50m3/min
功率：50W
净重：4.0kg
毛重：5kg
名称
额定电压
(V)
频率
(Hz)
工作电流
(A)
电阻
(Ω)
转速
(r/min)
洗涤电动机
220
50
0.5
20
1370
脱水电动机
220
50
0.8
18
1370
一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)
1．如图所示，是两个电阻R1、R2的I－U图线，将R1、R2并联后的电阻为R，则电阻R的I－U图线在图中( )
A.区域Ⅰ B．区域Ⅱ C．区域Ⅲ D．不能确定
【解析】 电阻并联后阻值变小，R
2．下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目.
根据铭牌上提供的信息，可以判断( )
A．一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多
B．一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多
C．电风扇额定电流比电冰箱大
D．电风扇额定电流比电冰箱小
【解析】 电风扇一天耗电为W＝50×10－3kW×24h＝1.2度，而冰箱一天耗电为1度，选项A正确．由P＝UI知I＝eq \f(P,U)，U相同，P大的I大，选项D对．
【答案】 AD
3．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系式正确的是( )
A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2)
C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)
【解析】 由于电吹风机中有电动机，不是纯电阻电路，电流做功的功率与热功率不相等，电功率P＝UI；电流做功分为两部分，一是转化为机械能(让电吹风机转动)，另一个是发热，而热功率则是电阻部分消耗的功率：P热＝I2(R1＋R2)，由此可知选项A、B是不正确的；P>P热，选项D是正确的；同理，两电阻两端的电压也小于电吹风机两端的总电压，选项C是错误的．
【答案】 D
4．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率为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.eq \f(IΔt,q) D.eq \f(IΔt,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＝IΔt
所以在这段时间内通过的自由电子数为
N＝eq \f(Q,q)＝eq \f(IΔt,q)
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，位于以横截面积S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如右图所示)，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，所以A、B错．
【答案】 C
5．如图所示，一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为( )
A.eq \f(c2,a2)R B.eq \f(c2,ab)R
C.eq \f(a2,bc)R D．R
【解析】 同种材料的电阻，R＝ρeq \f(l,S)，若电阻最大，应该是S最小，l最大，最大电阻的表达式为R＝ρeq \f(a,bc).若电阻最小，应该是S最大，l最小，最小电阻的表达式应是R′＝ρeq \f(c,ab)，故eq \f(R′,R)＝eq \f(c2,a2)，即R′＝eq \f(c2,a2)R.
【答案】 A
6．如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机的内阻R2＝10Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )
A．I＝1.5A B．I<1.5A
C．P＝15W D．P<15W
【解析】 当开关打开时，可据U＝IR算出电源电压为10V，合上开关后，电阻R1中的电流没变，电动机两端的电压也为10V，此电压不可能全部降在电动机的内阻上，故电动机的电流不可能达到1A，所以总电流小于1.5A，据P＝UI可知，电路消耗的功率也小于15W.
【答案】 BD
7．一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时( )
A．通过金属导线的电流为eq \f(I,2)
B．通过金属导线的电流为eq \f(I,4)
C．自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)
D．自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,4)
【解析】 金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的eq \f(1,2)，电阻变为原来的4倍，两端加上恒定电压U，通过金属导线的电流为eq \f(I,4)，B正确．根据I＝neSv可知自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)，C正确．
【答案】 BC
8．(2010·广东东莞调研)电子产品制作车间里常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用，电灯还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B．开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C．开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少
D．开关断开时，电灯发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
【解析】 开关接通时，电灯被短路，电灯熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝eq \f(U2,R)变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D不正确．
【答案】 A
9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1小时用电( )
A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度
【解析】 W＝4×(P1t1＋P2t2)＝4×(0.5kW×eq \f(5,60)h＋2kW×eq \f(10,60)h)＝1.5度，所以B选项正确．
【答案】 B
10．(2009·武汉模拟)有一只家用电熨斗，其电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗获得低、中、高3个不同的温度挡，如下图所示是它4种不同的连线方式，其中获得低挡温度是( )
【答案】 B
二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)
11．下表为一双桶洗衣机所用电动机的工作参数.
(1)从表中可想到哪些物理知识？
(2)如图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序．
若洗涤衣服的时间为15min，脱水的时间为2min，则洗涤一次衣服大约用电多少？当洗涤和脱水同时操作时，流过电源插座的电流是多少？为什么？
【解析】 (1)从表中可想到工作电压是我国民用交流电压220V；洗涤电动机的功率为110W.脱水电动机的功率是176W；用欧姆定律I＝eq \f(U,R)求出的电流值和实际的工作电流是不同的，原因是欧姆定律适合纯电阻电路，而电动机主要是用来输出机械能的，不是用来发热的．
(2)由洗衣机洗涤时正、反转和停的时间程序图可知，当洗涤衣服的时间为15min时，停和转的时间分别为128.6s和771.4s≈0.536h.
根据W洗涤＝P洗涤t＝UIt＝220×0.5×10－3×0.536kW·h＝0.059kW·h
W脱＝P脱t＝UIt＝eq \f(220×0.8×10－3×2,60)kW·h
＝0.0059kW·h
W＝W洗涤＋W脱＝0.059kW·h＋0.0059kW·h
≈0.065kW·h.
当洗涤和脱水同时操作时，就相当于两个用电器的并联，则流过电源插座的电流是这两个电器单独使用时的工作电流之和，即I＝I洗涤＋I脱＝(0.5＋0.8)A＝1.3A.
【答案】 (1)见解析 (2)0.03kW·h 1.3A
12．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
(2)用电器由照明电路供电(U＝220V)，设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电功率为40W，则R1和R2分别为多大？
(3)若将图甲中的自动机关S换成理想的晶体二极管D，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能．
【解析】 (1)S闭合，处于加热状态
S断开，处于保温状态．
(2)由电功率公式得P1＝eq \f(U2,R1) ①
P2＝eq \f(U2,R1＋R2)②
联立①②得R1＝121Ω R2＝1089Ω
(3)二极管导通时处于加热状态，二极管截止时，用电器处在保温状态．
W＝P1eq \f(t,2)＋P2eq \f(t,2)＝0.22kW·h(或7.92×105J)．
【答案】 (1)S闭合，处于加热状态．S断开，处于保温状态
(2)R1＝121Ω R2＝1089Ω
(3)0.22kW·h(或7.92×105J)
13．(2009·江苏徐州模拟)如图甲所示是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V)．R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响．
(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，求R0的阻值及R的阻值变化范围．
(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？
【解析】 (1)温度最低挡P1＝eq \f(U2,Rmax＋R0)，即
121＝eq \f(2202,Rmax＋R0)
温度最高挡P2＝eq \f(U2,R0)即
484＝eq \f(2202,R0)
由以上两式可解得R0＝100Ω，Rmax＝300Ω
所以变阻器阻值范围是0到300Ω
(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δt＝220℃－20℃＝200℃
由图象知电熨斗每秒钟散发的热量Q＝440J
要保持电熨斗的表面温度不变，
则电熨斗的电功率P＝440W
P＝eq \f(U2,R＋R0)，440＝eq \f(2202,R＋100)
R＝10Ω，故应将R调至10Ω.
【答案】 (1)100Ω 0～300Ω (2)10Ω
容声冰箱BCD－208B/HC
格力电风扇KYTA－30A
总有效容积：208L
冷冻室有效容积：97L
冷冻能力：5.25kg/24h
电源：220V/50Hz
额定输入功率：140W
耗电量：1.00kW·h/24h
净重：58kg
额定电压：220V
工作频率：50Hz
扇叶直径：300mm
输出风量：>50m3/min
功率：50W
净重：4.0kg
毛重：5kg
名称
额定电压
(V)
频率
(Hz)
工作电流
(A)
电阻
(Ω)
转速
(r/min)
洗涤电动机
220
50
0.5
20
1370
脱水电动机
220
50
0.8
18
1370
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