2019届高考物理一轮复习课时规范练26《欧姆定律　电阻定律　焦耳定律》(含解析)

课时规范练26　欧姆定律　电阻定律　焦耳定律

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基础巩固组

1.

(电流)(2017·重庆一中期末)如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S,有n2个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是(　　)

A.当n1=n2时,电流为零

B.当n1>n2时,溶液中电流方向从A→B,电流为I=

C.当n1<n2时,溶液中电流方向从B→A,电流为I=

D.溶液中电流方向从A→B,电流为I=

答案D

解析根据正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,可判断出溶液中电流方向为A→B,选项A、C错误;根据电流的定义式I=,由题意t秒内流过横截面的电荷量为q=(n2+n1)e,代入I=,得电流为I=,选项B错误,D正确。

2.(欧姆定律、电阻定律)(2017·江西七校联考)如图所示电路中,a、b两点与一个稳压直流电源相接,当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时,下列电路中的电流表读数会变小的是              (　　)

答案B

解析选项A、C、D中,滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P右侧部分,当滑动变阻器的滑片P向d端移动时,滑动变阻器阻值减小,由欧姆定律I=可知,电路中的电流将会增大,电流表读数会变大,故选项A、C、D错误;而选项B中,滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P左侧部分,当滑动变阻器的滑片P向d端移动时,滑动变阻器阻值增大,电路中的电流将会减小,电流表读数会变小,选项B正确。

3.

(多选)(伏安特性曲线)(2017·天津红桥区一模)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件伏安特性曲线的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是(　　)

A.图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线

B.图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线

C.图线中的M点表示该状态时小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值

D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等

答案BD

解析小灯泡的灯丝是一个纯电阻,其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大,阻值也随着增大,所以题图中b是小灯泡的伏安特性曲线;同理可知,热敏电阻的温度随着通电电流的增大而增大,其阻值会逐渐减小,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线,选项B正确;两图线的交点M表示此状态下两元件不仅电流相同,电压也相同,所以此时两者阻值相同,功率也相同,选项C错误,D正确。〚导学号06400337〛

4.(电阻定律)(2017·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

答案C

解析由电阻定律R=ρ,P=,得U=,所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足。综上本题选C。

5.

(多选)(欧姆定律电阻定律)(2017·山东枣庄期末检测)如图所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法正确的是              (　　)

A.R1中的电流小于R2中的电流

B.R1中的电流等于R2中的电流

C.R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率

D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率

答案BD

解析设正方形的边长为L,厚度为d,则I=,R=ρ=ρ,得I=,故R1、R2中的电流相等,A错误,B正确。由I=nqSv=nqLdv得,L大则v小,C错误,D正确。

6.

(多选)(非纯电阻电路)(2017·江西南昌调研)如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是(　　)

A.若S1、S2闭合,则电吹风吹冷风

B.电热丝的电阻为55 Ω

C.电动机工作时输出的机械功率为880 W

D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J

答案BD

解析开关均闭合时,电动机、电热丝均工作,电吹风吹热风,A项错误;电动机工作时输出的机械功率为电动机的功率减去自身消耗的功率,其数值一定小于120 W,C项错误;由P=得R= Ω=55 Ω,B项正确;电吹风吹热风、冷风时电动机消耗的电功率不变,均为120 W,故每秒消耗的电能为120 J,D项正确。

7.

(多选)(非纯电阻电路)如图所示,一直流电动机与阻值R=9 Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10 V,已知电动机线圈电阻RM=1 Ω,则下列说法正确的是              (　　)

A.通过电动机的电流为10 A

B.电动机的输入功率为20 W

C.电动机的热功率为4 W

D.电动机的输出功率为16 W

答案BCD

解析由E=30 V,电动机两端电压为10 V可得R和电源内阻上分担电压为20 V,则I= A=2 A,故A错;电动机输入功率P=UI=10 V×2 A=20 W,故B正确;P热=I2RM=4×1 W=4 W,故C正确;P输出=P-P热=20 W-4 W=16 W,故D正确。〚导学号06400338〛

能力提升组

8.(2017·安徽黄山模拟)铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n个自由电子。今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为(　　)

A.光速c B. C. D.

答案D

解析设单位体积内的自由电子数为n',由电流表达式I=n'eSv可得v=,其中n'=,故v=,D对。

9.(多选)(2017·北京西城区模拟)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为u=311sin (314t) V的交流电源上(其内阻可忽略不计),均能正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流为0.50 A,则下列说法正确的是(　　)

A.电饭煲的电阻为44 Ω

B.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W

C.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J

D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍

答案AC

解析由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1==44 Ω,P1=UI1=1 100 W,其在1min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J。洗衣机为非纯电阻元件,所以R2≠,P2=UI2=110 W,其在1min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J。其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。

10.(2017·江苏连云港海州区月考)来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流。已知质子电荷量e=1.60×10-19 C。这束质子流每秒打到靶上的个数为多少?假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为N1和N2,则N1∶N2等于多少?

答案6.25×1015个　2∶1

解析

质子流每秒打到靶上的质子数由I=可知,=6.25×1015。建立如图所示的“柱体微元”模型,设质子经过距质子源l和4l处时的速度分别为v1、v2,在l和4l处作两个长为Δl(极短)的柱体微元。因Δl极短,故l和4l处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v1、v2。对于这两个柱体微元,设单位体积内质子数分别为n1和n2,由I==neSv可知,I1=n1eSv1,I2=n2eSv2,作为串联电路,各处的电流相等,所以I1=I2,故。根据动能定理,分别有eEl=,eE·4l=,可得,所以有,因此,两柱体微元中的质子数之比。

11.

如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电热炉,恒定电压U=12 V,电解槽内阻RA=2 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,A示数为6 A;当S2闭合,S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,A示数为4 A。求:

(1)电热炉的电阻及发热功率;

(2)电动机的内阻;

(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少。

答案(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W

解析(1)电热炉为纯电阻元件,由欧姆定律得R= Ω=2 Ω

其发热功率为P=UI1=12×6 W=72 W。

(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI2=RM+P输出

所以RM= Ω=1 Ω。

(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得

P化=UI3-RA

所以P化=(12×4-42×2) W=16 W。〚导学号06400339〛