高考物理大一轮复习课时作业 第八章 恒定电流.docx
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高考物理大一轮复习课时作业第八章恒定电流
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
答案:
B
8.用6600V和220V两种电压输电,若输送功率相同,输电线的长短、粗细和电阻率也都相同,用低压输电与用高压输电相比,在输电线上损失的功率之比是( )
A.1∶900B.900∶1
C.1∶30D.30∶1
解析:
输电线是纯电阻,在输电线上损失的功率是发热功率,P损=I2R。
输送电流由输送功率和输送电压决定,设输送功率为P,输电线电阻为R,则
=
=
=
=
。
答案:
B
9.
(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A.R1为线性元件,R2为非线性元件
B.R1的电阻R1=tan45°=1Ω
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻
解析:
由图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线,故R1为线性元件,R2的伏安特性曲线为曲线,故R2是非线性元件,故A正确;R1的电阻不等于tan45°,应为U与I的比值,大小为2Ω,故B错;R2为非线性元件,其中电阻大小仍等于某一时刻U与I的比值,D正确;由图可知R2随电压增大而增大,故C错。
答案:
AD
10.
(2019·江苏沭阳期中)(多选)如图所示,理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动扇叶转动,电热丝给空气加热,利用热风将头发吹干。
电动机的线圈电阻为R1,与电阻为R2的电热丝串联后接到输出电压为U的电源上,电路中电流为I,则( )
A.电动机的输出功率为
B.电动机两端的电压为U-IR2
C.电吹风机的发热功率为I2(R1+R2)
D.电吹风机消耗的电功率为I2(R1+R2)
解析:
电动机的输入功率为(U-IR2)I,电动机的输出功率为UI-I2(R1+R2),故A错误;含电动机电路是非纯电阻电路,电动机两端的电压为U-IR2,故B正确;电吹风机中发热的功率要用I2R来计算,所以总的发热功率为I2(R1+R2),电吹风机消耗的功率P=IU要大于发热功率,故C正确,D错误。
答案:
BC
11.(2015·安徽理综·17)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。
在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( )
A.
B.
C.ρnevD.
解析:
电场强度E=
,根据欧姆定律、电阻定律分别得U=IR、R=ρ
,电流的微观表达式I=neSv,整理得E=ρnev,选项C正确。
答案:
C
◎能力提升练
12.某同学设计了一个转向灯电路如图所示,其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源,规格已在图中标出。
当S置于位置2时,以下判断正确的是( )
A.L的功率小于额定功率
B.L1正常发光,其功率等于额定功率
C.L2正常发光,其功率等于额定功率
D.含L支路的总功率较另一支路的大
解析:
因L与L1串联后接在电源两端,而两灯的额定电压均为6V,故L、L1两灯功率一定小于额定功率,L1不能正常发光,故A正确,B错误;因电源电压为6V,且电源有内电阻,故电源的输出电压一定小于6V,L2的功率要小于额定功率,故C错误;因两并联支路两端电压相等,由P=
知,含L支路的电阻要大,故其功率比另一支路要小,故D错误。
答案:
A
13.
如图所示的充电宝是由可充电电池(称为电芯)和输入、输出接口和电路组成的,下表列出了它的几个主要参数:
尺寸
142×65×
18.6mm
重量
235g
电芯参数
3.6V
10000mA·h
最大可输
出容量
6000mAh
输入
DC5V 2.2A
输出
DC5V
2A(最大)
工作温度
-10℃~60℃
保护电路
有
根据上述信息,下列说法正确的是( )
A.充电宝充电时输入电压为3.6V
B.充电宝充电时输入电功率为10W
C.充电宝以最大电流输出时可工作5小时
D.充电宝充满电时电芯储存的能量为129600J
解析:
从图表信息可知,充电时输入电压为DC5V,选项A错误;输入功率P=UI=5×2.2W=11W,选项B错误;由q=6000mAh,输出电流2A知,t=
=
=3h,选项C错误;充满电时电芯储存的能量E=10×3.6×103×3.6J=1.296×105J,选项D正确。
答案:
D
14.
如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。
当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。
已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W。
关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.电热丝的电阻为55Ω
B.电动机线圈的电阻为
Ω
C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1000J
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1000J
解析:
电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1000W-120W=880W,对电热丝,由P=
可得电热丝的电阻为R=
=
Ω=55Ω,选项A正确;由于不知道电动机线圈的发热功率,所以电动机线圈的电阻无法计算,选项B错误;当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为880J,选项C错误;当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120J,选项D错误。
答案:
A
第2讲 闭合电路的欧姆定律
课时作业
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!
)
◎基础巩固练
1.
如图所示,已知电源内电阻r为2Ω,定值电阻R0为3Ω,滑动变阻器阻值范围为0~10Ω。
当使滑动变阻器R阻值为R1时,在R1上获得最大功率,则R1的阻值应为( )
A.2Ω B.3Ω
C.4ΩD.5Ω
解析:
R0为定值电阻,把它等效为电源内阻,当R1=R0+r时,R1上获得最大功率,故选项D正确。
答案:
D
2.
(2019·佛山质检)(多选)在如图所示的电路中,开关闭合后,灯泡L能正常发光。
当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器R的阻值变小
B.灯光L变暗
C.电源消耗的功率增大
D.电容器C的电荷量增大
解析:
滑动变阻器的滑片向右移动时,其电阻R增大,流过R的电流减小,灯泡L变暗,故A错误,B正确;由P总=EI知电源消耗的功率减小,C错误;电容器C上电压为路端电压,由U路=E-Ir知路端电压增大,即电容器C上的电荷量增大,D正确。
答案:
BD
3.
(多选)如图所示为某电源甲和两定值电阻乙和丙的伏安特性曲线,如果将乙和丙分别接在电源甲的两端。
则下列说法正确的是( )
A.定值电阻乙接在电源两端时,电源的效率高
B.定值电阻丙接在电源两端时,电源的效率高
C.定值电阻丙接在电源两端时,电源的输出功率大
D.无论定值电阻乙还是定值电阻丙接在电源两端,电源的输出功率一样大
解析:
乙接在电源上时,输出电压高,电源的效率高,A正确,B错误。
图线交点的纵、横坐标的乘积等于输出功率,所以丙接在电源上时,电源的输出功率大,C正确,D错误。
答案:
AC
4.
(多选)按如图所示的电路连接各元件后,闭合开关S,L1、L2两灯泡都能发光。
在保证灯泡安全的前提下,当滑动变阻器的滑动头向左移动时,下列判断正确的是( )
A.L1变暗B.L1变亮
C.L2变暗D.L2变亮
解析:
滑动变阻器的滑动头向左移动时,电路中的总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律I=
知,干路电流增大,则L2变亮;又因为路端电压减小,L2两端的电压增加,则并联电路两端的电压减小,那么L1两端的电压减小,L1变暗。
答案:
AD
5.(多选)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图所示的电路的A、B两端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,则下列判断正确的是( )
A.R1=R2B.R1>R2
C.U1解析:
电流从导体的横截面流过,由电阻定律R=ρ
=ρ
=
,可见电阻与边长a无关,A正确;因外电阻相同,故路端电压相等,D正确。
答案:
AD
6.已知如图所示的电路中有一处发生了断路,现用多用电表的电压挡对电路进行故障检查,当两表笔接a、d和a、b时电表显示的示数均为5V,接c、d和b、c时均无示数,则发生断路的是( )
A.LB.R
C.R′D.S
解析:
由题意可知,测得Uad=5.0V,测量的是电源,测得Ucd=0V,Ubc=0V,说明在b→R′→c→L→d之外有断路现象;测得Uab=5.0V,说明a、b之间有断路之处,所以断路是在电阻R上,故选B。
答案:
B
7.
在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路。
调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V。
重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。
则这台电动机正常运转时输出功率为( )
A.32WB.44W
C.47WD.48W
解析:
当电动机停止转动时,此时电动机相当于一个纯电阻,所以由题中的两表读数结合欧姆定律,可以计算出电动机的内阻为:
r=
,代入数据得:
r=4Ω。
重新调节R并使电动机恢复正常运转,根据题中的两表读数,计算出电动机的输出功率为:
P=U′I′-I′2r,代入数据解得:
P=32W,故B、C、D错误,A正确。
答案:
A
8.
在如图所示的电路中,R1=11Ω,r=1Ω,R2=R3=6Ω,当开关S闭合且电路稳定时,电容器C带电荷量为Q1;当开关S断开且电路稳定时,电容器C带电荷量为Q2,则( )
A.Q1∶Q2=1∶3B.Q1∶Q2=3∶1
C.Q1∶Q2=1∶5D.Q1∶Q2=5∶1
解析:
当开关S闭合时,电容器两端电压等于R2两端的电压,U2=
=
,Q1=
C;当开关S断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U=E,Q2=EC,所以Q1∶Q2=1∶3,选项A正确。
答案:
A
9.
(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强电阻值越大。
为探测有无磁场,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路,电源的电动势E和内阻r不变,在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光。
若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则( )
A.电灯L变亮B.电灯L变暗
C.电流表的示数减小D.电流表的示数增大
解析:
探测装置从无磁场区进入强磁场区时,磁敏电阻阻值变大,则电路的总电阻变大,根据I=
可知总电流变小,所以电流表的示数减小,根据U=E-Ir,可知I减小,U增大,所以灯泡两端的电压增大,所以电灯L变亮,故A、C正确,B、D错误。
答案:
AC
10.
(多选)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,电流表
的示数变为零。
若电路中故障发生在灯L、电阻R上,用一根导线来判断电路故障,则下列判断正确的是( )
A.将导线并联在R两端,电流表无示数,一定是L断路
B.将导线并联在L两端,电流表无示数,一定是R断路
C.将导线并联在R两端,电流表有示数,一定是R断路
D.将导线并联在L两端,电流表有示数,一定是L断路
解析:
电流表
的示数变为零,说明电路故障为断路。
将导线与用电器并联进行检测时,若电流表有示数,说明与导线并联的用电器断路;若电流表无示数,说明另一个用电器断路或两个用电器都断路。
若将导线并联在R两端,电流表无示数,则可能是L断路,也可能是R、L都断路,故选项A错误;若将导线并联在L两端,电流表无示数,则可能是R断路,也可能是R、L都断路,故选项B错误;若将导线并联在R两端,电流表有示数,则一定是R断路,选项C正确;若将导线并联在L两端,电流表有示数,则一定是L断路,选项D正确。
答案:
CD
◎能力提升练
11.(2019·河北衡水月考)如图所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因L2的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是( )
A.电流表、电压表的读数均变小
B.电源内阻消耗的功率变大
C.带电液滴将向上运动
D.电源的输出功率变大
解析:
当L2的灯丝突然烧断时,电路中总电阻增大,则总电流减小,电源的内电压和R1电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知,路端电压增大,故电容器C的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,则该液滴将向上移动,C正确。
由于C两端的电压增大,R2、R3中的电流增大,则电流表、电压表的读数均变大,A错误。
因干路电流减小,则电源内阻消耗的功率变小,B错误。
由于电源的内、外电阻的关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,D错误。
选C。
答案:
C
12.
(2019·日照调研)如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3均为定值电阻,
与
均为理想电表;开始时开关S闭合,
均有读数,某时刻发现
和
读数均变大,则电路中可能出现的故障是( )
A.R1断路B.R2断路
C.R1短路D.R3短路
解析:
当R1断路时,电流表示数变为0,A错误;当R2断路时,外电路的总电阻变大,故路端电压变大,即电压表读数变大,电路的总电流减小,故R1上的电压减小,R3两端电压变大,故电流表读数变大,与题目所给的现象吻合,故电路是R2断路,B正确;当R1短路或R3短路时,外电路电阻变小,路端电压变小,即电压表示数变小,C、D错误。
答案:
B
13.(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一位同学记录电流表
和电压表
的测量数据,另一位同学记录电流表
和电压表
的测量数据。
两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条UI图线。
则图象中两图线的交点表示的物理意义是( )
A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0消耗的功率为0.5W
D.电源的效率达到最大值
解析:
由题图可得,电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω,在交点位置有R+R0=
=2Ω,R0=
=2Ω,则R=0,滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端,选项A错误;当电路中外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,但R0>r,故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻,此时外电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,故选项B正确;P0=U2I=0.5W,选项C正确;电源的效率η=
,电流越小,电源的效率越大,可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大,选项D错误。
答案:
BC
14.(2019·成都市一诊)有一个消毒用电器P,电阻为20kΩ,它只有在电压高于24V时才能工作。
今用一个光敏电阻R1对它进行控制,光敏电阻在光照时为100Ω,黑暗时为1000kΩ。
电源电动势E为36V,内阻不计,另有一个定值电阻R2,电阻为1000Ω。
下列电路开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗停止工作的是( )
解析:
对A电路,在光照时,光敏电阻为100Ω,P电阻为20kΩ,R2电阻为1000Ω,P分得电压超过
E,正常工作;黑暗时,光敏电阻1000Ω,P分得电压超过
E,正常工作,A错误;同理可以求得B电路中光照和黑暗时,P分得电压均超过
E,都可以正常工作,B错误;电路C中P与R2并联,电阻略小于1000Ω,能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作,C正确;电路D中P与R1并联,光照时并联部分电阻小于100Ω,此时P分得的电压远小于24V,不能正常工作,黑暗时并联总电阻小于1000Ω,P分得电压同样小于24V,也不能正常工作,D错误。
答案:
C