2022版高考物理一轮复习演练：专题8 第1讲 电流、电阻、电功及电功率

这是一份2022版高考物理一轮复习演练：专题8 第1讲 电流、电阻、电功及电功率，共6页。

1．(2021届安徽名校联考)甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d1＝0.5 mm和d2＝1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A．把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是( )
A．6.0 A B．7.5 A
C．10.0 A D．8.0 A
【答案】B 【解析】因甲、乙两保险丝等长，由R＝ρeq \f(l,S)＝ρeq \f(L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,2)))2)，知eq \f(R1,R2)＝4.当R1、R2并联时，令I1＝2 A，则由I1R1＝I2R2，得I2＝8 A＞6 A，故I1不能取2 A；令I2＝6 A，则由I1R1＝I2R2，得I1＝1.5 A＜2.0 A，故两者并联时，整个电路允许通过的最大电流I＝I1＋I2＝(1.5＋6)A＝7.5 A．故B正确．
2．下面给出的四个图像中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是( )
A B C D
【答案】C
3．(2020年震泽中学月考)(多选)如图是小灯泡L(灯丝材料是钨)和某种电阻R的伏安特性曲线，M为两曲线交点．下列说法正确的有( )
A．在M点状态下，小灯泡L和电阻R的功率相等
B．在M点状态下，小灯泡L的阻值比电阻R的小
C．曲线a是L的伏安特性曲线，曲线b是R的伏安特性曲线
D．曲线a是R的伏安特性曲线，曲线b是L的伏安特性曲线
【答案】AC
4．下图为一块长方体铜块，将1和2、3和4分别接在一个恒压源(输出电压保持不变)的两端，通过铜块的电流之比为( )
A．1 B．eq \f(c2,a2)
C．eq \f(a2,b2) D．eq \f(b2,c2)
【答案】B 【解析】根据电阻定律R＝ρeq \f(L,S)得，当在1、2两端加上恒定电压U时，R12＝ρeq \f(a,bc)，通过铜块的电流I12＝eq \f(Ubc,ρa)；当在3、4两端加上恒定的电压时，R34＝ρeq \f(c,ab)，通过铜块的电流I34＝eq \f(Uab,ρc)，所以I12∶I34＝eq \f(c2,a2).故B正确，A、C、D错误．
5．(多选)如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U，接通电路后( )
A．通过两棒的电流相等
B．两棒的自由电子定向移动的平均速率相等且等于光速
C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1小于粗棒内场强E2
D．细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2
【答案】AD 【解析】两棒串联，I1＝I2，故A正确；由电流微观表达式I＝nqSv知，因为S1＜S2，所以自由电子的定向运动速率v1＞v2，故B错误；E＝eq \f(U,d)＝eq \f(IR,d)＝eq \f(I,d)·ρeq \f(d,S)＝eq \f(Iρ,S)，因为S1＜S2，所以E1＞E2，故C错误；U＝IR＝I·eq \f(ρd,S)，因为S1＜S2，所以U1＞U2，故D正确．
6．(2020年常州期末)光敏电阻是一种对光敏感的元件，典型的光敏电阻在没有光照射时其电阻可达100 kΩ，在有光照射时其电阻可减小到100 Ω，小明同学用这样的光敏电阻和实验室里0.6 A量程的电流表或3 V量程的电压表、定值电阻以及两节干电池，设计一个比较灵敏的光照强度测量计，下列电路可行的是( )
【答案】B 【解析】A图中当光敏电阻阻值在100 Ω～100 kΩ变化时，电压表的读数范围Umax＝eq \f(1×105,1×105＋10)×3 V≈3 V，Umin＝eq \f(100,100＋10)×3 V≈2.73 V，读数变化范围很小，A不符合题意；B图中当光敏电阻阻值在100 Ω～100 kΩ变化时，电压表的读数范围Umax＝eq \f(1×105,1×105＋1×104)×3 V≈2.73 V，Umin＝eq \f(100,100＋1×104)×3 V≈0.03 V，读数变化范围较大，B符合题意；C图中电流表读数是恒定的，C不符合题意；D图中当光敏电阻阻值在100 Ω～100 kΩ变化时，电流表读数很小，且变化范围也很小，D不符合题意．
7．(2020年上海名校一模)如图所示，A、B两盏电灯的额定电压都为110 V，额定功率分别为PA＝25 W，PB＝100 W．把它们接到220 V的电路上，下面四种接法中，两灯不可能正常发光的是( )
【答案】A 【解析】根据公式P＝eq \f(U2,R)可知，灯泡A的电阻RA＝eq \f(U\\al(2,A),PA)＝eq \f(1102,25) Ω＝484 Ω，灯泡B的电阻RB＝eq \f(U\\al(2,B),PB)＝eq \f(1102,100) Ω＝121 Ω.A图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等．并联电路，电阻更小，故灯泡A和灯泡B不能正常工作时，故A符合题意．B图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等，但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B可能正常工作，故B不符合题意．C图是灯泡A和可变电阻串联，根据串联电路电阻的分压特点可知，要使灯泡A正常工作，则可变电阻接入与A等值的电阻，而与B灯泡接入等值的电阻，因此可以正常工作，故C不符合题意．D图是灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等，通过调节电阻，使两灯泡的电压为110 V可以正常发光，故D不符合题意．
综合提升练
8．(多选)如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机绕线电阻R2＝10 Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5 A；当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足( )
A．I＝1.5 A B．I<1.5 A
C．P＝15 W D．P<15 W
【答案】BD
9．(多选)将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测．闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器BC的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央．当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转．当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏，则( )
A．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动
B．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动
C．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动
D．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做减速运动
【答案】AD
10．(2021届陕西联考)有一根细长而均匀的金属材料，长为l，电阻率为ρ，横截面积外方(正方形)内圆，正方形边长为a，如图所示，现把它沿垂直纸面方向接入电路中，当电压为U时，电流为I，内圆的直径为多大？
解：设内圆直径为d.金属材料电阻R＝eq \f(U,I)，①
由电阻定律有R＝ρeq \f(l,S)，②
由几何关系有S＝a2－eq \f(πd2,4)，③
联立①②③，解得d＝2eq \r(\f(a2U－ρlI,πU)).
11．如图所示，在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？
解：设发生短路处距离A处为x，据题意，知A、B两地间的距离l＝40 km，电压表示数U＝10 V，电流表的示数I＝40 mA＝4.0×10－2 A，R总＝800 Ω.
根据欧姆定律I＝eq \f(U,R)，可得A端到短路处的两根输电线的电阻
Rx＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,4.0×10－2) Ω＝250 Ω，①
根据电阻定律可知Rx＝ρeq \f(2x,S)，②
A、B两地间输电线的电阻
R总＝ρeq \f(2l,S)，③
由eq \f(②,③)得eq \f(Rx,R总)＝eq \f(x,l)，④
解得x＝eq \f(Rx,R总)l＝eq \f(250,800)×40 km＝12.5 km.
12．如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，A示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，A示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，A示数为4 A．求：
(1)电炉子的电阻及发热功率；
(2)电动机的内阻；
(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率．
解：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律，得
R＝eq \f(U,I1)＝eq \f(12,6) Ω＝2 Ω.
其发热功率为P＝UI1＝12×6 W＝72 W.
(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律，得
UI2＝Ieq \\al(2,2)rM＋P输出，
所以rM＝eq \f(UI2－P输出,I\\al(2,2))＝eq \f(12×5－35,52) Ω＝1 Ω .
(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律，得
P化＝UI3－Ieq \\al(2,3)rA，
所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W.