（江蘇專版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十四）電流 電阻 電功 電功率（含解析）

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1、電流 電阻 電功 電功率 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電流的理解及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用 1．有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為e，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v，在Δt時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線的橫截面的自由電子數(shù)目可表示為(　　) A.　　　　　　　　　 　B．nvΔt C. D. 解析：選C　在Δt時(shí)間內(nèi)，以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線中通過的距離為vΔt，由于銅導(dǎo)線的橫截面積為S，則在Δt時(shí)間內(nèi)，電子經(jīng)過的導(dǎo)線體積為V＝vΔtS。又由于單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，則在Δt時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N＝nvSΔt。由于流經(jīng)導(dǎo)線

2、的電流為I，則在Δt時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為Q＝IΔt，而電子的電荷量為e，則Δt時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為：N＝，C正確。 2．[多選](2018·宿州期中)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道。當(dāng)環(huán)中電子以3×107 m/s的速度流動(dòng)而形成的電流是10 mA時(shí)，則環(huán)中(已知電子的電荷量e＝－1.6×10－19 C)(　　) A．電流方向和負(fù)電子運(yùn)動(dòng)方向相同 B．電流方向和正電子運(yùn)動(dòng)方向相同 C．運(yùn)行的電子數(shù)目為5×1011 個(gè) D．運(yùn)行的電子數(shù)目為1×104個(gè) 解析：選BC　電流方向和正電子的運(yùn)動(dòng)方向相同，與負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)

3、誤，B正確；電子運(yùn)動(dòng)一周用的時(shí)間為：t＝＝ s＝8×10－6 s，而電流表達(dá)式為：I＝，則總電荷量為：q＝It＝0.01×8×10－6C＝8×10－8C，在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為：n＝＝＝5×1011(個(gè))，故C正確，D錯(cuò)誤。 3.(2018·無錫檢測(cè))如圖所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)1價(jià)正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是(　　) A．當(dāng)n1＝n2時(shí)電流強(qiáng)度為零 B．當(dāng)n1＞n2時(shí)，電流方向從A→B，電流強(qiáng)度為I＝ C．當(dāng)n1＜n2時(shí)，電流方向從B→A，電流強(qiáng)度I＝ D．電流方向從A→B，電流強(qiáng)度I＝ 解析：選D

4、　電荷的定向移動(dòng)形成電流，正電荷的定向移動(dòng)方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運(yùn)動(dòng)，因此電流方向是A→B，電流I＝＝。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用 4.有A、B兩段電阻絲，材料相同，長(zhǎng)度也相同，它們的橫截面的直徑之比為dA∶dB＝1∶2，把它們串聯(lián)在電路中，則下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．它們的電阻之比RA∶RB＝4∶1 B．通過它們的電流之比IA∶IB＝4∶1 C．電子在兩段中定向移動(dòng)速度之比vA∶vB＝4∶1 D．兩段電阻絲中的電場(chǎng)強(qiáng)度之比EA∶EB＝4∶1 解析：選B　長(zhǎng)度、材料均相同，它們的橫截面的直徑之比為dA∶dB＝1∶2，則橫截面積之比為SA

5、∶SB＝1∶4，根據(jù)R＝ρ可知，電阻之比RA∶RB＝4∶1，故A正確；因兩者是串聯(lián)，通過它們的電流總相等，故B錯(cuò)誤；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝neSv，則定向移動(dòng)速率與橫截面積成反比，因此定向移動(dòng)速度之比vA∶vB＝4∶1，故C正確；設(shè)電路中電流為I，則兩段中的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝，因此電場(chǎng)強(qiáng)度與電壓成正比，則電場(chǎng)強(qiáng)度之比EA∶EB＝UA∶UB＝RA∶RB＝4∶1，故D正確。 5．(2018·蘇州聯(lián)考)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€X和Y，X長(zhǎng)為L(zhǎng)，Y長(zhǎng)為2L，串聯(lián)在電路中，沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向電勢(shì)φ變化如圖所示，則兩導(dǎo)線的橫截面積之比為(　　) A．2∶3 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 解析：

6、選B　由題圖可知導(dǎo)線X和Y兩端的電壓之比為＝＝，其電流相同，則電阻之比＝＝，由R＝ρ可得＝，B正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：伏安特性曲線的理解及應(yīng)用 6．[多選](2018·峨山一中期末)甲、乙兩個(gè)電阻的伏安特性曲線畫在同一個(gè)坐標(biāo)系中如圖所示，則(　　) A．甲的電阻是乙的電阻的 B．在兩個(gè)電阻兩端加上相同的電壓，通過甲的電流是通過乙的兩倍 C．欲使有相同的電流通過兩個(gè)電阻，加在乙兩端的電壓是加在甲兩端電壓的3倍 D．甲的電阻是乙的電阻的2倍 解析：選AC　由I-U圖線可知，電阻為圖線斜率的倒數(shù)，則有＝，故甲的電阻是乙的電阻的，故A正確，D錯(cuò)誤。兩電阻加上相同電壓，則由I＝可知，通過甲的電流

7、是通過乙的電流的3倍，故B錯(cuò)誤。根據(jù)歐姆定律可知，欲使有相同的電流通過兩個(gè)電阻，加在乙兩端的電壓是加在甲兩端電壓的3倍，故C正確。 7.(2019·鹽城時(shí)場(chǎng)中學(xué)月考)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小 B．圖像上某點(diǎn)切線的斜率的倒數(shù)即為該狀態(tài)的電阻值 C．電壓為5 V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是0.2 Ω D．電壓為12 V時(shí)，導(dǎo)體的電功率為18 W 解析：選D　由題圖知，隨著電壓的增大，圖像上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率減小，此斜率等于電阻的倒數(shù)，則知導(dǎo)體的電阻不斷增大，故A錯(cuò)誤；圖像上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)等于電

8、阻，故B錯(cuò)誤；當(dāng)U1＝5 V時(shí)，由題圖知電流為I1＝1.0 A，則導(dǎo)體的電阻R＝＝5 Ω，故C錯(cuò)誤；加12 V電壓時(shí)，電流為1.5 A，則電功率P＝I2U2＝18 W，故D正確。 8．[多選](2018·蘇州五校聯(lián)考)如圖所示為A、B兩電阻的U-I圖像，關(guān)于兩電阻的描述正確的是(　　) A．電阻A的電阻值隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變 B．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值等于電阻B C．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值大于電阻B D．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值小于電阻B 解析：選AB　由題圖可知，電阻B的斜率不變，電阻A的斜率在逐漸增大，而在U-I圖像中，圖像的斜率表示電阻值大小，故

9、A正確；兩圖線的交點(diǎn)處，電流和電壓均為U1和I1，由歐姆定律知，兩電阻的大小相等，故B正確，C、D錯(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電功、電功率及焦耳定律 9．[多選](2019·睢寧模擬)如圖是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為0.5 Ω，R＝10 Ω，直流電壓U＝150 V，理想電壓表示數(shù)為100 V，g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　) A．通過電動(dòng)機(jī)的電流為5 A B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為500 W C．電動(dòng)機(jī)正常工作1 h，所產(chǎn)生的熱量為4.5×104 J D．正常工作時(shí)此電動(dòng)機(jī)能拉動(dòng)質(zhì)量為30 kg的物體以2 m/s 的速度勻速上升 解析：選AC　電動(dòng)機(jī)跟電

10、阻串聯(lián)，所以電流相等，電阻R兩端的電壓UR＝U－UV＝150 V－100 V＝50 V，電動(dòng)機(jī)的電流為I＝＝ A＝5 A，故A正確；電動(dòng)機(jī)的輸入電功率P＝UVI＝100×5 W＝500 W，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的功率P消＝I2r＝25×0.5 W＝12.5 W，所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P－P消＝500 W－12.5 W＝487.5 W，故B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)正常工作1 h，所產(chǎn)生的熱量Q＝P消t＝12.5×3 600 J＝45 000 J＝4.5×104 J，故C正確；物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力等于重力，即電動(dòng)機(jī)的牽引力F＝mg＝300 N，而P出＝Fv，解得：v＝1.625 m/s，故D錯(cuò)誤。 10．(2

11、019·揚(yáng)州中學(xué)模擬)如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U＝12 V，電解槽內(nèi)阻rA＝2 Ω，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為4 A。求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率分別是多大？ (2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？ (3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？ 解析：(1)當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I1＝ 解得R＝2 Ω 其發(fā)熱功率為PR＝UI1＝12×6 W＝72 W。 (2) 當(dāng)

12、S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得： UI2＝I22rM＋P輸出 解得rM＝1 Ω。 (3)當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，在電解槽工作時(shí)，由能量守恒定律得：P化＝UI3－I32rA 解得P化＝16 W。 答案：(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 11．(2019·大豐模擬)兩只額定電壓均為110 V的燈泡A和B，額定功率分別為40 W和100 W，為了使它們接到220 V電源上能正常發(fā)光，同時(shí)電路消耗的電功率最小，如圖所示的四個(gè)電路中最合理的是圖(　　) 解析：選B　A圖中，燈泡A的電壓等于220 V，大于

13、額定電壓，燈泡會(huì)燒壞；B圖中，由于額定電壓都是110 V，額定功率PA＝40 W、PB＝100 W，由此可知RB

14、消耗的功率最小的為B項(xiàng)。 12．(2018·無錫模擬)燃油車退出已提上日程，不久的將來，新能源車將全面替代燃油車。某景區(qū)電動(dòng)車載滿游客時(shí)總質(zhì)量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面勻速行駛，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I＝20 A，輸入電壓U＝400 V，電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力為車重的，g取10 m/s2，不計(jì)電機(jī)內(nèi)部摩擦，只考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求： (1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率； (2)電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率； (3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻。 解析：(1)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸入功率： P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W。 (2)電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力：f＝mg＝

15、1.75×103 N； 電動(dòng)車勻速行駛時(shí)：F＝f，電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率： P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W。 (3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率： P熱＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W， 根據(jù)P熱＝I2r，有：r＝＝ Ω＝2.5 Ω。 答案：(1)8 000 W　(2)7×103 W　(3)2.5 Ω 13．電動(dòng)自行車因其價(jià)格相對(duì)于摩托車低廉，而且污染小，受到群眾喜愛，某電動(dòng)車銘牌如下表所示。取g＝10 m/s2，試求： 規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁電機(jī) 車型：20″電動(dòng)自行車 電機(jī)輸出功率：175 W 電源輸出電壓：≥36 V

16、 額定工作電壓/電流：36 V/5 A 整車質(zhì)量：40 kg 最大載重量：120 kg (1)求此車所裝電動(dòng)機(jī)的線圈電阻； (2)求此車所裝電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常工作時(shí)的效率； (3)一個(gè)60 kg的人騎著此車，如果電動(dòng)自行車所受阻力為人和車總重力的0.02倍，求電動(dòng)自行車在平直公路上行駛的最大速度。 解析：(1)由表格可知：電機(jī)輸出功率為P出＝175 W，電源的輸出電壓為U＝36 V，電流為I＝5 A，設(shè)內(nèi)阻為R， 則根據(jù)能量守恒定律得：UI－I2R＝P出， 代入數(shù)據(jù)解得：R＝0.2 Ω。 (2)電動(dòng)機(jī)的總功率為：P總＝UI＝36×5 W＝180 W， 電動(dòng)機(jī)輸出功率為：P出＝175 W， 所以電動(dòng)機(jī)的效率為：η＝×100%＝×100%≈97.2%。 (3)一個(gè)60 kg的人騎著此車，車和人的總的質(zhì)量為100 kg，此時(shí)電動(dòng)自行車所受阻力為：f＝0.02mg＝0.02×100×10 N＝20 N， 行駛的最大速度是：vm＝＝＝ m/s＝8.75 m/s。 答案：(1)0.2 Ω　(2)97.2%　(3)8.75 m/s 7