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1、第七章 第一講 電流 電阻 電功及電功率
一、單項選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分)
1.下列說法中正確的是 ( )
A.每種金屬都有確定的電阻率,電阻率不隨溫度變化
B.導(dǎo)體材料的電阻率與其粗細(xì)長短無關(guān)
C.一般金屬的電阻率都隨溫度升高而降低
D.測電阻率時為了提高精度,通過導(dǎo)線的電流要足夠大,而且要等到穩(wěn)定一段時間
后才可讀數(shù)
解析:電阻率是反映材料導(dǎo)電性好壞的物理量.電阻率與導(dǎo)體的粗細(xì)長短無關(guān),但
受溫度的影響較明顯,金屬材料的電阻率隨溫度的升高而升高,
2、故A、C錯.D項
中電流大時產(chǎn)熱多,對金屬的電阻率的測量誤差較大,所以D錯,B項正確.
答案:B
2.在一次研究性學(xué)習(xí)活動中,研究小組對一幢居民樓的供電設(shè)施進(jìn)行了
觀察和測量,整幢居民樓的供電線路可簡化為如圖1所示的模型,暫
停供電時,用歐姆表測得A、B間電阻為R,恢復(fù)供電后,測得A、B
間電壓為U,進(jìn)線電流為I,則計算該幢居民樓的總功率可以用的公式
是 ( )
A.P=I2R B.P=
C.P=IU
3、 D.以上公式都能用
解析:暫停供電時,用歐姆表測得的是溫度較低時A、B間的電阻,因電阻隨溫度的
升高而變化,故恢復(fù)供電時A、B間的電阻不再是R,且A、B間電路一般是非純電
阻電路,故總功率P=IU.C項正確.
答案:C
3.銅的摩爾質(zhì)量為m,密度為ρ,每摩爾銅原子有n個自由電子,今有一根橫截面積為
S的銅導(dǎo)線,當(dāng)通過的電流為I時,電子平均定向移動的速率為 ( )
A.光速c B.
C. D.
解析:每摩爾銅
4、的體積為,單位體積內(nèi)銅原子個數(shù)為n′==,由電流的微觀
表達(dá)式I=n′qSv得:v=,故選項D正確.
答案:D
4.一臺電動機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同,當(dāng)二者通過相同的電流且均正常工作
時,在相同的時間內(nèi),下列判斷正確的是 ( )
①電爐放出的熱量與電動機(jī)放出的熱量相等
②電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓
③電爐兩端電壓等于電動機(jī)兩端電壓
④電動機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率
A.①②④ B.①③
C.②④ D.③④
解析:由P熱=I2R知①正確.因電動
5、機(jī)消耗的功率有熱功率和機(jī)械功率兩部分,④
正確.對電爐UI=I2R,而電動機(jī)U′I=I2R+P機(jī),所以U′>U,②正確.A項正
確.
答案:A
5.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B,其長度分別為L和2L,串聯(lián)在
電路中時沿長度方向電勢的變化如圖2所示,則A和B導(dǎo)線的橫
截面積之比為 ( )
A.2∶3 B.1∶3
C.1∶2 D.3∶1
解析:由圖象可知兩導(dǎo)線電壓降分別為UA=6 V,UB=4 V;由于它們串聯(lián),則3RB
=2RA;由電阻定律可知=,得=,選項B正確.
答案:B
二、
6、雙項選擇題(本題共5小題,共35分.在每小題給出的四個選項中,只有兩個選項正確,全部選對的得7分,只選一個且正確的得2分,有選錯或不答的得0分)
6.對于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲,下列說法中正確的是 ( )
A.常溫下,若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍,則電阻變?yōu)?0R
B.常溫下,若將金屬絲從中點對折起來,電阻變?yōu)镽
C.給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0,則任一狀態(tài)下的比值不變
D.把金屬絲溫度降低到絕對零度附近,電阻率會突然變?yōu)榱?
解析:設(shè)原電阻R=ρ,當(dāng)l′=10 l時,由體積不變原理求得截面積變?yōu)镾′=S,
所以電阻變?yōu)镽′=ρ=ρ=
7、100R,A錯誤;從中點對折起來,相當(dāng)于兩個阻
值為R的電阻并聯(lián),其總阻值為R,B正確;金屬絲的電阻率ρ隨溫度升高而增大,
當(dāng)金屬絲兩端的電壓逐漸增大時,由于電流的熱效應(yīng)會使電阻率ρ隨溫度升高而增
大,因而R=ρ=將逐漸增加,C錯誤;這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,D正確.
答案:BD
7.一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線,兩端加上電壓U時,通過導(dǎo)線的電流為I,導(dǎo)線中自由電子定
向移動的平均速率為v.若將導(dǎo)線均勻拉長,使它的橫截面的半徑變?yōu)樵瓉淼?,再給
它兩端加上電壓U,則 ( )
A.通過導(dǎo)線的電流為
B
8、.通過導(dǎo)線的電流為
C.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為
D.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為
解析:導(dǎo)線被拉長后,其橫截面積變小,變?yōu)樵瓉淼模潆娮柙龃鬄樵瓉淼?6倍,
則加上相同的電壓U時,電流會減為原來的,B項正確;又根據(jù)I=neSv,導(dǎo)線被
拉長后,n、e不變,I變?yōu)樵瓉淼模琒變?yōu)樵瓉淼?,故v變?yōu)樵瓉淼?,C項正確.
答案:BC
8.有兩根不同材料的金屬絲,長度相同,甲的橫截面的圓半徑及電阻率都是乙的2倍,
則以下說法正確的是 ( )
A.甲的電阻是乙的電阻的2倍
B.乙的
9、電阻是甲的電阻的2倍
C.將它們串聯(lián)在電路中消耗的電功率P甲∶P乙=2∶1
D.將它們并聯(lián)在電路中消耗的電功率P甲∶P乙=2∶1
解析:由題可知,l甲=l乙,S甲=4S乙,ρ甲=2ρ乙,由R=ρ可得R甲∶R乙=1∶2.
串聯(lián)時,I甲=I乙,P=I2R,所以P甲∶P乙=1∶2;并聯(lián)時,U甲=U乙,P=,所
以P甲∶P乙=∶=2∶1.綜上所述,B、D兩項正確.
答案:BD
9.如圖3所示的電路中,輸入電壓U恒為12 V,燈泡L上
標(biāo)有“6 V,12 W”字樣,電動機(jī)線圈的電阻RM=0.50 Ω.
若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是 ( )
A.電動機(jī)的輸入功率為1
10、2 W
B.電動機(jī)的輸出功率為12 W
C.電動機(jī)的熱功率為2.0 W
D.整個電路消耗的電功率為22 W
解析:本題考查了閉合電路的歐姆定律,注意電動機(jī)為非純電阻用電器,歐姆定律
對電動機(jī)不再適用.燈泡L正常發(fā)光,則IL==2 A,所以電路中的電流I=2 A,
故整個電路消耗的總功率P總=UI=24 W,D錯.電動機(jī)的輸入功率等于P總-P燈
=12 W,A對,B錯.電動機(jī)的熱功率P熱=I2RM=2.0 W,C對.
答案:AC
10.(2010·煙臺模擬)下面列出不同品牌的電視機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)和電冰箱銘牌上的主要
項目:
根據(jù)銘牌上提供的信息,試判斷下列說法正確的是
11、 ( )
A.正常工作時電視機(jī)中流過的電流最小
B.正常工作時電風(fēng)扇消耗的電功率最小
C.在24小時內(nèi)正常使用的電冰箱比連續(xù)運轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇耗電多
D.在24小時內(nèi)正常使用的電冰箱比連續(xù)運轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇耗電少
解析:由P=UI得空調(diào)機(jī)的額定功率P空=1364 W,所以正常工作時電風(fēng)扇消耗的
電功率最小,電流也最小,故A錯誤,B正確;由于在24小時內(nèi)電冰箱的耗電量W
=0.8 kW·h,而電風(fēng)扇的耗電量W=Pt=65×24 W·h=1.56 kW·h,所以C錯誤,D
正確.
答案:BD
三、非選擇題(本題共2小題,共30分)
11.(15分)(2010
12、·黃山模擬)如圖4所示為電動機(jī)提升重物的裝置,
電動機(jī)線圈電阻為r=1 Ω,電動機(jī)兩端電壓為5 V,電路中
的電流為1 A,物體A重20 N,不計摩擦力,求:
(1)電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少?
(2)電動機(jī)的輸入功率和輸出功率各是多少?
(3)10 s內(nèi),可以把重物A勻速提升多高?
(4)這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是多少?
解析:首先要知道輸入功率是電動機(jī)消耗的總功率,而輸出功率是機(jī)械功率.消耗
的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能兩部分,由能量守恒定律可求解.
(1)根據(jù)焦耳定律,熱功率為
PQ=I2r=12×1 W=1 W.
(2)輸入功率等于輸入電流與電動機(jī)兩端電壓的乘積
13、
P入=IU=1×5 W=5 W
輸出功率等于輸入功率減去發(fā)熱消耗的功率
P出=P入-PQ=5 W-1 W=4 W.
(3)電動機(jī)的輸出功率用來提升重物,轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率,在10 s內(nèi)P出t=mgh.解得h
== m=2 m.
(4)機(jī)械效率η==×100%=80%.
答案:(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%
12.(15分)(2010·中山模擬)一臺小型電動機(jī)在3 V電壓下工作,用此電動機(jī)提升所受重力
為4 N的物體時,通過它的電流是0.2 A.在30 s內(nèi)可使該物體被勻速提升3 m.若不
計除電動機(jī)線圈生熱之外的能量損失,求:
(1)電動機(jī)的輸入功率;
(2)在提升重物的30 s內(nèi),電動機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量;
(3)線圈的電阻.
解析:(1)電動機(jī)的輸入功率
P入=UI=0.2×3 W=0.6 W.
(2)電動機(jī)提升重物的機(jī)械功率
P機(jī)=Fv=(4×3/30) W=0.4 W.
根據(jù)能量關(guān)系P入=P機(jī)+PQ,得生熱的功率
PQ=P入-P機(jī)=(0.6-0.4)W=0.2 W.
所生熱量Q=PQt=0.2×30 J=6 J.
(3)根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,得線圈電阻
R==Ω=5 Ω.
答案:(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω