（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十四）電流 電阻 電功 電功率（含解析）

（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十四）電流 電阻 電功 電功率（含解析）對點訓(xùn)練：電流的理解及其三個表達(dá)式的應(yīng)用1有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強度為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，電子的電荷量為e，此時電子的定向移動速度為v，在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)線的橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.BnvtC. D.解析：選C在t時間內(nèi)，以速度v移動的電子在銅導(dǎo)線中通過的距離為vt，由于銅導(dǎo)線的橫截面積為S，則在t時間內(nèi)，電子經(jīng)過的導(dǎo)線體積為VvtS。又由于單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，則在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為NnvSt。由于流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，則在t時間內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為QIt，而電子的電荷量為e，則t時間內(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)電子對撞機(jī)的儲存環(huán)是周長為240 m的近似圓形軌道。當(dāng)環(huán)中電子以3×107 m/s的速度流動而形成的電流是10 mA時，則環(huán)中(已知電子的電荷量e1.6×1019 C)()A電流方向和負(fù)電子運動方向相同B電流方向和正電子運動方向相同C運行的電子數(shù)目為5×1011 個D運行的電子數(shù)目為1×104個解析：選BC電流方向和正電子的運動方向相同，與負(fù)電子的運動方向相反，選項A錯誤，B正確；電子運動一周用的時間為：t s8×106 s，而電流表達(dá)式為：I，則總電荷量為：qIt0.01×8×106C8×108C，在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為：n5×1011(個)，故C正確，D錯誤。3.(2018·無錫檢測)如圖所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負(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)n1n2時電流強度為零B當(dāng)n1n2時，電流方向從AB，電流強度為IC當(dāng)n1n2時，電流方向從BA，電流強度ID電流方向從AB，電流強度I解析：選D電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運動，因此電流方向是AB，電流I。對點訓(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，長度也相同，它們的橫截面的直徑之比為dAdB12，把它們串聯(lián)在電路中，則下列說法錯誤的是()A它們的電阻之比RARB41B通過它們的電流之比IAIB41C電子在兩段中定向移動速度之比vAvB41D兩段電阻絲中的電場強度之比EAEB41解析：選B長度、材料均相同，它們的橫截面的直徑之比為dAdB12，則橫截面積之比為SASB14，根據(jù)R可知，電阻之比RARB41，故A正確；因兩者是串聯(lián)，通過它們的電流總相等，故B錯誤；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式IneSv，則定向移動速率與橫截面積成反比，因此定向移動速度之比vAvB41，故C正確；設(shè)電路中電流為I，則兩段中的電場強度E，因此電場強度與電壓成正比，則電場強度之比EAEBUAUBRARB41，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長為L，Y長為2L，串聯(lián)在電路中，沿導(dǎo)線長度方向電勢變化如圖所示，則兩導(dǎo)線的橫截面積之比為()A23 B13C12 D31解析：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可得，B正確。對點訓(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、乙兩個電阻的伏安特性曲線畫在同一個坐標(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I­U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錯誤。兩電阻加上相同電壓，則由I可知，通過甲的電流是通過乙的電流的3倍，故B錯誤。根據(jù)歐姆定律可知，欲使有相同的電流通過兩個電阻，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·鹽城時場中學(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，導(dǎo)體的電阻是0.2 D電壓為12 V時，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，圖像上的點與原點連線的斜率減小，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錯誤；圖像上的點與原點連線的斜率的倒數(shù)等于電阻，故B錯誤；當(dāng)U15 V時，由題圖知電流為I11.0 A，則導(dǎo)體的電阻R5 ，故C錯誤；加12 V電壓時，電流為1.5 A，則電功率PI2U218 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U­I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在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻BC在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻BD在兩圖線交點處，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U­I圖像中，圖像的斜率表示電阻值大小，故A正確；兩圖線的交點處，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錯誤。對點訓(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機(jī)工作時的電路圖，電動機(jī)內(nèi)阻為0.5 ，R10 ，直流電壓U150 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通過電動機(jī)的電流為5 AB電動機(jī)的輸出功率為500 WC電動機(jī)正常工作1 h，所產(chǎn)生的熱量為4.5×104 JD正常工作時此電動機(jī)能拉動質(zhì)量為30 kg的物體以2 m/s 的速度勻速上升解析：選AC電動機(jī)跟電阻串聯(lián)，所以電流相等，電阻R兩端的電壓URUUV150 V100 V50 V，電動機(jī)的電流為I A5 A，故A正確；電動機(jī)的輸入電功率PUVI100×5 W500 W，電動機(jī)內(nèi)阻消耗的功率P消I2r25×0.5 W12.5 W，所以電動機(jī)的輸出功率P出PP消500 W12.5 W487.5 W，故B錯誤；電動機(jī)正常工作1 h，所產(chǎn)生的熱量QP消t12.5×3 600 J45 000 J4.5×104 J，故C正確；物體勻速運動時，拉力等于重力，即電動機(jī)的牽引力Fmg300 N，而P出Fv，解得：v1.625 m/s，故D錯誤。10(2019·揚州中學(xué)模擬)如圖所示，A為電解槽，M為電動機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 ，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時，電流表A示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時，電流表A示數(shù)為5 A，且電動機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時，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)電動機(jī)的內(nèi)阻是多少？(3)在電解槽工作時，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，電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I1解得R2 其發(fā)熱功率為PRUI112×6 W72 W。(2) 當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時，電動機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得：UI2I22rMP輸出解得rM1 。(3)當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時，在電解槽工作時，由能量守恒定律得：P化UI3I32rA解得P化16 W。答案：(1)2 72 W(2)1 (3)16 W考點綜合訓(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，同時電路消耗的電功率最小，如圖所示的四個電路中最合理的是圖()解析：選BA圖中，燈泡A的電壓等于220 V，大于額定電壓，燈泡會燒壞；B圖中，由于額定電壓都是110 V，額定功率PA40 W、PB100 W，由此可知RB<RA，把燈泡A與電阻并聯(lián)，會使并聯(lián)部分的電阻變小，所以燈泡A、B的電壓會平分，燈泡A、B會同時正常發(fā)光，此時電路消耗的總功率為200 W；C圖中，把燈泡B與電阻并聯(lián)，使并聯(lián)部分的電阻減小，不可能使燈泡A與并聯(lián)部分的電阻相同，所以燈泡A、B不能同時正常發(fā)光；D圖中，把燈泡A、B并聯(lián)之后與電阻串聯(lián)接入電路，當(dāng)電阻的阻值與燈泡A、B并聯(lián)的總的電阻相等時，燈泡A、B就可以正常發(fā)光，此時電阻消耗的功率為燈泡A、B功率的和，所以電路消耗的總功率的大小為280 W；由以上的分析可知，正常發(fā)光并且消耗的功率最小的為B項。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)電動車載滿游客時總質(zhì)量m1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面勻速行駛，驅(qū)動電機(jī)的輸入電流I20 A，輸入電壓U400 V，電動車行駛時所受阻力為車重的，g取10 m/s2，不計電機(jī)內(nèi)部摩擦，只考慮驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求：(1)驅(qū)動電機(jī)的輸入功率；(2)電動車行駛時輸出的機(jī)械功率；(3)驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻。解析：(1)驅(qū)動電動機(jī)的輸入功率：P入UI400 V×20 A8 000 W。(2)電動車行駛時所受阻力：fmg1.75×103 N；電動車勻速行駛時：Ff，電動車行駛時輸出的機(jī)械功率：P出Fv1.75×103×4 W7×103 W。(3)驅(qū)動電機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率：P熱P入P出8 000 W7 000 W1 000 W，根據(jù)P熱I2r，有：r 2.5 。答案：(1)8 000 W(2)7×103 W(3)2.5 13電動自行車因其價格相對于摩托車低廉，而且污染小，受到群眾喜愛，某電動車銘牌如下表所示。取g10 m/s2，試求：規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁電機(jī)車型：20電動自行車電機(jī)輸出功率：175 W電源輸出電壓：36 V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)求此車所裝電動機(jī)的線圈電阻；(2)求此車所裝電動機(jī)在額定電壓下正常工作時的效率；(3)一個60 kg的人騎著此車，如果電動自行車所受阻力為人和車總重力的0.02倍，求電動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U36 V，電流為I5 A，設(shè)內(nèi)阻為R，則根據(jù)能量守恒定律得：UII2RP出，代入數(shù)據(jù)解得：R0.2 。(2)電動機(jī)的總功率為：P總UI36×5 W180 W，電動機(jī)輸出功率為：P出175 W，所以電動機(jī)的效率為：×100%×100%97.2%。(3)一個60 kg的人騎著此車，車和人的總的質(zhì)量為100 kg，此時電動自行車所受阻力為：f0.02mg0.02×100×10 N20 N，行駛的最大速度是：vm m/s8.75 m/s。答案：(1)0.2 (2)97.2%(3)8.75 m/s