高考物理联考模拟汇编专题二十六电流电阻电功电功率含解析

电流 电阻 电功 电功率

1．关于电流，下列说法中正确的是(　　)

A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

B．电子运动的速率越大，电流越大

C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大

D．因为电流有方向，所以电流是矢量

解析：选C　电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量，故A错误，C正确；电流的微观表达式I＝neSv，电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B错误；矢量运算遵循平行四边形定则，标量的运算遵循代数法则，电流的运算遵循代数法则，故电流是标量，故D错误。

2．下列说法中正确的是(　　)

A．由R＝可知，电阻与电压、电流都有关系

B．由R＝ρ可知，电阻只与导体的长度和横截面积有关系

C．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小

D．所谓超导现象，就是当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象

解析：选D　R＝是电阻的定义式，R与电压和电流无关，故A错误；而R＝ρ是电阻的决定式，即电阻与ρ、l、S都有关系，故B错误；电阻率一般与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象，故D正确。

3．(2021·宿州模拟)白炽灯接在220 V的电源上能正常发光。现将其接在一可调电压的电源上，使电压从零逐渐增加到220 V。在电压从零逐渐增加的过程中(　　)

A．灯丝的电阻值不变

B．电流将逐渐减小

C．每增加1 V电压而引起的电流变化量是逐渐增大的

D．每增加1 V电压而引起的电流变化量是逐渐减小的

解析：选D　金属材料的电阻率会随温度升高而增大，通电后，随着电压的增加，电流也增大，温度升高，灯丝的电阻增大，其U­I图线上各点与坐标原点连线的斜率也逐渐增大，所以每增加1 V电压而引起的电流变化量是逐渐减小的，故选项D正确。

4．(2021·长沙调研)改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调、电视机等家用电器得到了普遍使用。根据图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是(　　)

A．电冰箱比电风扇多

B．电风扇比电冰箱多

C．电风扇与电冰箱一样多

D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少

解析：选B　依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h内消耗电能0.25 kW·h，而电风扇在12 h内消耗电能W＝Pt＝0.78 kW·h，B项正确。

5．有两盏电灯L1和L2，用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光。比较在甲、乙两个电路中电灯L1的亮度，下列说法正确的是(　　)

A．甲图电路中灯L1比乙图电路中灯L1亮

B．乙图电路中灯L1比甲图电路中灯L1亮

C．两个电路中灯L1一样亮

D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断

解析：选B　因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配，L1两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，选项B正确。

6．(2021·河北邢台一中月考)两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l和d；乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d。将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足(　　)

A.＝1　　　　　 　 B.＝

C.＝  D.＝2

解析：选C　由P＝可知＝＝＝ρ∶ρ＝2，所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足＝。故C正确。

7.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则当这台电动机正常运转时(　　)

A．电动机的内阻为7.5 Ω

B．电动机的内阻为2.0 Ω

C．电动机的输出功率为30.0 W

D．电动机的输出功率为26.0 W

解析：选D　因为电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V，电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻元件，故说明电动机的内阻r＝＝＝1.0 Ω，选项A、B错误；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V，则电动机的总功率为P总＝U2I2＝2.0 A×15.0 V＝30.0 W，此时电动机的发热功率为P热＝I22r＝(2.0 A)2×1.0 Ω＝4.0 W，故电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝30.0 W－4.0 W＝26.0 W，选项C错误，D正确。

8．某电力公司曾举办“计量日进您家”活动，免费上门为市民进行家庭用电耗能诊断分析，针对每户家庭提出个性化的节能建议。在上门实测过程中，电力技术人员发现，家电待机耗电成为最容易被市民忽略的问题。以电视机为例，待机一天的耗电量在0.2度左右，小小机顶盒一天待机耗电量更是高达0.4度。根据专家统计：每使用1度(千瓦时)电，就相应消耗了0.4 kg标准煤，同时产生0.272 kg碳粉尘、0.997 kg二氧化碳、0.03 kg二氧化硫、0.015 kg氮氧化物。根据下表提供的数据，若按照1度电电费为0.5元，估算一户普通家庭待机一年(　　)

A.多消耗电能14度

B．多交电费7元

C．相应多消耗了标准煤56 kg

D．相应产生的二氧化碳为1 400 kg

解析：选C　  一户普通家庭待机一年消耗电能为E＝(4＋2×1＋2×4＋2)×24×365÷ 1 000度≈140度，相应消耗了标准煤m1＝140×0.4 kg＝56 kg，选项A错误，C正确；多交电费140×0.5元＝70元，选项B错误；相应产生的二氧化碳为m2＝140×0.997 kg≈140 kg，选项D错误。

9．(多选)如图所示是电阻R的I­U图像，图中α＝45°，由此得出(　　)

A．通过电阻的电流与两端电压成正比

B．电阻R＝0.5 Ω

C．因I­U图像的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0 Ω

D．在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C

解析：选AD　由I­U图像可知，图线是一条过原点的倾斜直线，即I和U成正比，A正确；电阻R＝＝ Ω＝2 Ω，B错误；由于纵、横坐标的标度不一样，故不能用tan α计算斜率表示电阻的倒数，C项错误；在R两端加上6.0 V电压时，I＝＝ A＝3.0 A，每秒通过电阻横截面的电荷量q＝It＝3.0×1 C＝3.0 C，选项D正确。

10．(2021·南昌六校联考)如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω。当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝  2 W)，则R1和R2连入电路中的阻值分别为(　　)

A．2 Ω，2 Ω  B．2 Ω，1.5 Ω

C．1.5 Ω，1.5 Ω  D．1.5 Ω，2 Ω

解析：选B　因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1接入电路中的阻值为R1＝r－R0＝2 Ω；而题图乙电路是含电动机的非纯电阻电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P＝IU＝I(E－Ir)＝I(12－3I)＝－3I2＋12I＝－3(I2－4I)＝－3(I－2)2＋12，所以当I＝2 A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为P0＝2 W，发热功率为P热＝I2R0′＝4 W，所以电动机的输入功率为P入＝P0＋

P热＝6 W，电动机两端的电压为Um＝＝3 V，电阻R2两端的电压为U2＝E－Ir－Um＝3 V，所以R2接入电路中的阻值为R2＝＝1.5 Ω，B正确。

11.如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V,12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝4 Ω，求：

(1)电源的输出功率P出；

(2)10 s内电动机产生的热量Q；

(3)电动机的机械功率。

解析：(1)由题意知，并联部分电压为U＝8 V，内电压应为U内＝E－U＝2 V

总电流I＝＝2 A，

电源的输出功率P出＝UI＝16 W；

(2)流过灯泡的电流I1＝＝1.5 A

则流过电动机的电流I2＝I－I1＝0.5 A

电动机的热功率P0＝I22R0＝1 W

10 s内产生的热量Q＝P0t＝10 J；

(3)电动机的总功率P＝UI2＝4 W

电动机的机械功率P机＝P－P0＝3 W。

答案：(1)16 W　(2)10 J　(3)3 W

12．(2021·泰安模拟)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V。试求：

(1)通过电动机的电流；

(2)输入电动机的电功率；

(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)

解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝160 V－110 V＝50 V，

流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A，

即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A。

(2)电动机的分压UM＝UV＝110 V，

输入电动机的电功率P电＝IMUM＝550 W。

(3)电动机的发热功率P热＝IM2r＝20 W，

电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W，

又因P出＝mgv，

所以m＝＝53 kg。

答案：(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg