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1、2022年高二物理上學(xué)期 獨(dú)立作業(yè)(3)
一、選擇題
1.(2011·全國高考)通常一次閃電過程歷時(shí)約0.2~0.3 s,它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成.每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40~80 μs,電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過程中.在某一次閃電前云地之間的電勢差約為1.0×109 V,云地間距離約為1 km;第一個(gè)閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C,閃擊持續(xù)時(shí)間約為60 μs.假定閃電前云地間的電場是均勻的.根據(jù)以上數(shù)據(jù),下列判斷正確的是( )
A.閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1×105 A
B.整個(gè)閃電過程的平均功率約為1×1014 W
C.閃電前云地間的電場強(qiáng)度約為1×106 V/m
2、D.整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為6×106 J
2.如圖所示,一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民,所以整幢居民樓里有各種不同的電器,例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等.停電時(shí),用多用電表測得A、B間的電阻為R;供電后,各家電器同時(shí)使用,測得A、B間電壓為U,進(jìn)線電流為I,則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是( )
A.P=I2R B.P=
C.P=IU D.以上公式都可以
3.兩電阻R1、R2的電流I和電壓U的關(guān)系圖線如圖所示,可知兩電阻大小之比R1∶R2等于( )
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶ D.∶1
4.汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈
3、會(huì)瞬時(shí)變暗,如圖所示,在打開車燈的情況下,電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為10 A,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為58 A,若電源電動(dòng)勢為12.5 V,內(nèi)阻為0.05 Ω.電流表內(nèi)阻不計(jì),則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),車燈的電功率降低了( )
A.35.8 W B.43.2 W
C.48.2 W D.76.8 W
5.電爐通電后,電爐絲熱得發(fā)紅,而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不太熱,原因是( )
A.通過電爐絲的電流大,而導(dǎo)線電流小
B.電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能相同,但銅導(dǎo)線散熱快,所以不熱
C.銅導(dǎo)線的電阻比電爐絲小得多,在串聯(lián)的情況下銅導(dǎo)線的發(fā)熱量小
D.電爐絲的兩端電壓比銅導(dǎo)線兩端的電壓小得多
4、
6.如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),燈泡A、B、C的亮度將( )
A.都變亮
B.都變暗
C.A、B變亮,C變暗
D.A、C變亮,B變暗
7.據(jù)統(tǒng)計(jì)交通事故逐年增加,造成交通事故的一個(gè)主要原因就是酒后駕駛,“嚴(yán)查酒駕”成為全國交通部門的一項(xiàng)重要任務(wù).酒精測試儀是用于現(xiàn)場檢測機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酗酒的一種儀器,它的主要元件是由二氧化錫半導(dǎo)體制成的酒精氣體傳感器,該傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化.在如圖所示的電路中,不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻,這樣,顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系.如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃
5、度c成正比,則以下說法正確的是( )
A.U越大,表示c越大,c與U成正比
B.U越大,表示c越大,但是c與U不成正比
C.檢測到駕駛員喝了酒時(shí),U的示數(shù)變小
D.U越大,表示檢測到駕駛員喝酒越多
8.(xx·高考上海卷)當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí),通過該電阻的電荷量為0.3 C,消耗的電能為0.9 J,為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻,在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是( )
A.3 V 1.8 J B.3 V 3.6 J C.6 V 1.8 J D.6 V 3.6 J
9.如圖甲所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖,其中R2為半導(dǎo)體熱敏材料
6、制成的傳感器,其電阻隨溫度t變化的圖線如圖乙所示,電流表為值班室的顯示器,a,b之間接報(bào)警器,當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是( )
A.I變大,U變大 B.I變大,U變小 C.I變小,U變大 D.I變小,U變小
10.如圖所示的電路中,A、B間電壓恒為3.2 V,3個(gè)電阻的阻值均為4 Ω,電容器的電容為30 μF,電流表為理想電流表.那么電路穩(wěn)定時(shí)電容器所帶的電量、電流表的讀數(shù)分別是( )
A.9.6×10-5 C,0.8 A B.0,0.8 A
C.9.6×10-5 C,1 A D.1.2×10-4C,0.8 A
7、
11.一臺(tái)電風(fēng)扇,內(nèi)電阻是20 Ω,接上220 V的電壓后,消耗的功率是66 W,求:
(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電流大??;
(2)電風(fēng)扇工作時(shí),轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能的功率以及電動(dòng)機(jī)的效率;
(3)若接上電源后,扇葉被卡住,不能轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流多大?電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率各是多大?
12.(xx·濟(jì)寧高二檢測)如圖所示電路中,甲、乙兩個(gè)毫安表的內(nèi)阻均為6 Ω,R3=R4=12 Ω,S斷開時(shí),AB之間電阻為3 Ω,S閉合時(shí),甲、乙兩個(gè)毫安表的示數(shù)之比為1∶2,求R1、R2的阻值各為多少?
8、
13.(xx·合肥高二檢測)如圖所示,直流電動(dòng)機(jī)和電爐并聯(lián)后接在直流電路中,電源的內(nèi)阻r=1 Ω,電爐的電阻R1=19 Ω,電動(dòng)機(jī)繞線的電阻R2=2 Ω,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電源內(nèi)電阻消耗的熱功率P=25 W;當(dāng)S閉合時(shí),干路中的電流I=12.6 A,求:
(1)電源的電動(dòng)勢E;
(2)S閉合后電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率.
(選做題)14.如圖所示,電路中電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì).水平放置的平行金屬板A、B間的距離為d,板長為L.在A板的左端且非常靠近極板A的位置,有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小液滴以初速度v0水平向右射入兩板間.(重力加速度用g表示)則:
9、
(1)若使液滴能沿v0方向射出電場,電動(dòng)勢E1應(yīng)為多大?
(2)若使液滴能從B板右端邊緣射出電場,電動(dòng)勢E2應(yīng)為多大?
獨(dú)立作業(yè)(三)參考答案
1.解析:根據(jù)題意,由電流定義式可得,閃電電流瞬時(shí)值I==1×105 A,選項(xiàng)A正確;整個(gè)過程平均功率為P==2×1010 W~3×1010 W,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;閃電前云地間的電場強(qiáng)度約為E==1×106 V/m,選項(xiàng)C正確;整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為ΔE=QU=6×109 J,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:AC
2.解析:因居民樓內(nèi)各種電器都有,所以不是純電阻電路,只能用功率公式P=IU計(jì)算.所以C正確,A、B、D錯(cuò)誤
10、.
答案:C
3.解析:根據(jù)I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),得:==.
答案:A
4.解析:電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí),通過燈泡電流為I=10 A,
電壓U1=12.5 V-10×0.05 V=12 V.
所以燈泡電阻為R== Ω=1.2 Ω.
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),燈泡兩端的電壓
U2=12.5 V-58×0.05 V=9.6 V.
故車燈的電功率降低了ΔP=-=43.2 W.
答案:B
5. 解析:通電后,電爐絲熱得發(fā)紅,但銅導(dǎo)線不熱的原因是電爐絲電阻比銅導(dǎo)線的電阻大得多,兩者串聯(lián),使電爐絲分得的電壓大,發(fā)熱功率大,故C對,A、B、D錯(cuò).
答案:C
6. 解析:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭
11、向左移動(dòng)時(shí),它接入電路中的有效電阻值減小,故電路中的總電阻將減小,干路中的電流增大,A燈變亮;因干路中電流變大,A燈及電源內(nèi)阻分得電壓增大,又有E=Ur+UA+UC,所以UC減小,C燈變暗;又因?yàn)镮A=IB+I(xiàn)C,IA增大,IC減小,故IB增大,B燈變亮,綜合以上分析可知A、B、D錯(cuò),C對.
答案:C
7. 解析:題中給出傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體濃度c是正比關(guān)系,即=kc,電壓表示數(shù)U==,可以看出電壓與酒精氣體濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系,但隨濃度的增大而增大.故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.
答案:BD
8.解析:由W=qU得,U1=3 V.再由q=It知,q∝I,而根據(jù)歐姆定律,I∝U
12、,所以必然有q∝U,因電量增大2倍,所以電壓也將增大2倍,為6 V;再由W=qU=0.6 C×6 V=3.6 J,選項(xiàng)D正確.
答案:D
9. 解析:當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),溫度升高,R2電阻減小,總電流變大,R1兩端電壓變大,R3兩端電壓變小,故電流表示數(shù)I變小;路端電壓U變小,故D正確.
答案:D
10.解析:將電容器視為斷路,可知電路結(jié)構(gòu)為電阻R3直接接在A、B之間,通過電流表和R3的電流I==0.8 A,電路穩(wěn)定時(shí)電阻R1和R2中無電流通過,R2兩端電壓為零,所以電容器兩端電壓UC=3.2 V,電容器所帶的電量Q=CUC=9.6×10-5C,選項(xiàng)A正確.
答案:A
1
13、1. 解析:(1)正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流大小
I== A=0.3 A.
(2)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率
P熱=I2r=0.32×20 W=1.8 W.
轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率
P機(jī)=P-P熱=(66-1.8) W=64.2 W.
電動(dòng)機(jī)的效率
η=×100%=×100%≈97.3%.
(3)當(dāng)電風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于純電阻用電器.I′== A=11 A,
電動(dòng)機(jī)消耗的功率P′等于其發(fā)熱功率P熱′,所以
P′=P熱′=U2/r=(2202/20) W=2 420 W.
此時(shí)電動(dòng)機(jī)可能會(huì)被燒毀.
答案:見解析
12. 解析:S斷開時(shí),A、B間的電阻為3 Ω
14、,則:+R2=3 Ω
S閉合時(shí),設(shè)流過甲表的電流為I,則流過乙表的電流為2I,則:
I(RA+R4)=2IRA+R2
由此可解得:R1=3 Ω,R2=1 Ω.
答案:R1=3 Ω R2=1 Ω
13. 解析:(1)S斷開時(shí),由P=Ir,得:
I0== A=5 A
由閉合電路歐姆定律得:
E=I0(R1+r)=5×(19+1) V=100 V
(2)S閉合后,內(nèi)電壓
U1=Ir=12.6×1 V=12.6 V
故電路的路端電壓:
U2=E-U1=(100-12.6)V=87.4 V
通過電爐的電流:
I1== A=4.6 A
通過電動(dòng)機(jī)的電流:
I2=I-
15、I1=(12.6-4.6) A=8.0 A
電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率:
P1=IR2=8.02×2 W=128 W
輸送給電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)率:
P2=U2I2=87.4×8 W=699.2 W
故電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率:
P3=P2-P1=(699.2-128) W=571.2 W
答案:(1)100 V (2)571.2 W
14. 解析:(1)I==,∴UAB=IR=E1
由于平衡mg==q ①
由①得E1=. ②
(2)由于液滴從B板邊緣飛出,利用平拋規(guī)律有:
L=v0t ③
d=at2 ④
-mg=ma ⑤
又UBA′=E2 ⑥
聯(lián)立③④⑤⑥式得E2=.
答案:(1) (2)