高中物理高考 专题8 1 电流、导体的电阻、电功和电功率及导体电阻率的测量【练】原卷版
展开TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc25292" 一.练经典题型 PAGEREF _Tc25292 \h 1
\l "_Tc31575" 二、练创新情景 PAGEREF _Tc31575 \h 3
\l "_Tc10639" 三.练规范解答 PAGEREF _Tc10639 \h 6
一.练经典题型
1.(2021·大连模拟)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )
加5 V电压时,导体的电阻约是5 Ω
B.加11 V电压时,导体的电阻约是1.4 Ω
C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
D.此导体为线性元件
2.(2021·泉州模拟)某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( )
A.4ρ和4RB.ρ和4R
C.ρ和16RD.16ρ和16R
3.(2021·绵阳月考)(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( )
A.电动机的输入功率为576 W
B.电动机的内电阻为4 Ω
C.该车获得的牵引力为104 N
D.该车受到的阻力为63 N
4.(2021·洛阳重点中学月考)(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=tan 45°=1 Ω
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U=1 V时,R2的电阻等于R1的电阻
5.(2021·河南洛阳统考)如图所示,电源的电动势为30 V,内阻为1 Ω,与一个标有“6 V,12 W”的电灯和一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联.开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为( )
A.36 W B.44 W
C.48 W D.60 W
6.(多选)(2021·湖北黄冈模拟)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=R2 B.R1>R2
C.U1<U2 D.U1=U2
7.(2021·济南质检)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是( )
A.通过甲、乙两导体的电流相同
B.通过乙导体的电流是甲导体的两倍
C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍
D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
8.(多选)(2021·黄冈期末)将两截阻值均为R、长度均为L的均匀铜棒A和铝棒B沿中轴线对接后串联接入电路中,已知两棒的横截面积分别为SA和SB,忽略温度变化对电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.通过铜棒和铝棒的电流大小一定相同
B.铜棒两端的电压与铝棒两端电压之比为SB∶SA
C.铜和铝的电阻率之比为SA∶SB
D.电路稳定后两棒中电场强度均为零
9.(2021·赣州一模)有一只小灯泡,其额定电压的标值为2.5 V,额定功率的标值模糊不清。某同学想通过测绘灯丝伏安特性曲线的方法来测出该灯泡的额定功率。
甲 乙 丙
(1)已知小灯泡的灯丝电阻约为5 Ω,请先在图甲中补全伏安法测量灯丝电阻的电路图,再选择电流表、电压表的合适量程,并按图甲连接方式将图乙中的实物连成完整的电路。
(2)开关S闭合之前,图乙中滑动变阻器的滑片应置于________(选填“A端”“B端”或“AB正中间”)。
(3)该同学通过实验作出了灯丝的伏安特性曲线如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________W。
10.(2021·陕西宝鸡市高考模拟检测(二))有一根均匀的管线状导体,横截面如图甲所示,长约为5.0 cm,电阻值约为6 Ω.
可供选择的器材有:
A.电流表(量程0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
B.电流表(量程3 A,内阻约为0.03 Ω)
C.电压表(量程3 V,内阻约为3 kΩ)
D.滑动变阻器(1 750 Ω,0.3 A)
E.滑动变阻器(15 Ω,3 A)
F.蓄电池(6 V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
(1)使用游标卡尺测量管线状导体的长度如图乙所示,则管线状导体的长度L=________ cm.
(2)要精确测量管线样品的阻值,电流表应选________,滑动变阻器应选________.(填选项前的字母)
(3)请将如图所示的实际测量电路补充完整.
(4)已知管线状导体材料的电阻率为ρ,通过测量得出电压表示数为U,电流表示数为I,外径为d,要想求得管线状导体内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是________,计算中空部分横截面积的表达式为S=________.
二、练创新情景
1.(多选)(2021·江西南昌调研)如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W.关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.若S1、S2闭合,则电吹风吹冷风
B.电热丝的电阻为55 Ω
C.电动机工作时输出的机械功率为880 W
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J
2.(多选)(2021·贵州六盘水高三质检)在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25 A,则此时( )
A.L1上的电压为L2上电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75 W
C.L2的电阻为12 Ω
D.L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1
3.(2021·邢台一中月考)两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙,甲电阻丝的长度和直径分别为l和d;乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d.将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时,如果两电阻丝消耗的电功率相等,则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足( )
A.eq \f(U甲,U乙)=1 B.eq \f(U甲,U乙)=eq \f(\r(2),2)
C.eq \f(U甲,U乙)=eq \r(2) D.eq \f(U甲,U乙)=2
4.(2021·黄冈模拟)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=R2 B.R1>R2
C.U1<U2 D.U1=U2
5.(2021·江西红色七校第一次联考)如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌。假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次,每次在额定功率下工作30分钟,电价1 kW·h为0.54元。则该电饭锅( )
A.工作时的额定电流为0.41 A
B.保温时的电流为0.2 A
C.每次煮饭需消耗电能4.5 kW·h
D.一年因煮饭而产生的电费约为177元
6.(2021·南昌六校联考)如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3 Ω,R0=1 Ω,直流电动机内阻R′0=1 Ω。当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大;调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2 W),则R1和R2连入电路中的阻值分别为( )
甲 乙
A.2 Ω,2 ΩB.2 Ω,1.5 Ω
C.1.5 Ω,1.5 ΩD.1.5 Ω,2 Ω
7.(2021·江西红色七校第一次联考)通常一次闪电过程历时0.2~0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前,云、地之间的电势差约为1.0×109 V,云、地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云、地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B.整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C.闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/m
D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
8.(2021·石家庄模拟)为了探究某电阻Rt在不同温度下的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路,其中A为内阻不计、量程为3 mA的电流表,E1为电动势为1.5 V、内阻约为1 Ω的电源,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,S为单刀双掷开关.
(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个:RA(0~150 Ω),RB(0~500 Ω),本实验中滑动变阻器R1应选用________(选填“RA”或“RB”).
(2)完成下面实验步骤:
①调节温度,使Rt的温度达到t1;
②将S拨向接点1,调节________,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流表的读数I;
③将S拨向接点2,调节________,使电流表的读数仍为I,记下此时电阻箱的读数R0,则当温度为t1时,电阻Rt=________;
④改变Rt的温度,重复步骤②③,即可测得电阻Rt的阻值随温度变化的规律.
(3)现测得电阻Rt随温度t变化的图象如图乙所示.把该电阻与电动势为3.0 V、内阻不计的电源E2,量程为3.0 V的理想电压表V(图中未画出)和电阻箱R2连成如图丙所示的电路,用该电阻做测温探头,将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“电阻温度计”.若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大,则应在原理图丙中________(选填“a、b”或“b、c”)两点接入电压表.如果电阻箱阻值R2=75 Ω,则电压表刻度盘2.0 V处对应的温度数值为________℃.
9.(2021·吉林长春外国语学校质检)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲所示,则金属丝的直径的读数是__________,电流表的读数是________,电压表的读数是________.
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10 Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20 kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5 V,内阻很小.则图乙电路图中__________(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路.但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏__________(填“大”或“小”).
(3)若实验所用的电流表内阻的准确值RA是已知的,那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图乙中的__________电路(填电路图下方的字母代号).此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=__________(用题中字母代号表示).
10.(2021·四川省凉山州三模)某实验小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线,并研究小灯泡在不同电压下的实际功率,实验电路如图甲所示:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应在________端.(填“a”或“b”)
(2)闭合开关,把滑片P向另一端移动过程中,发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变,则电路中出现故障的元件可能是________.(填“A”或“B”)
A.小灯泡 B.滑动变阻器
(3)该小组根据实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,可判定在图乙中小灯泡的功率P与加在其两端电压的平方U2的图象正确的是________.(选填“1”、“2”或“3”)
(4)某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端,已知电源的电动势E=3 V、内阻r=2 Ω,则此时每个小灯泡的实际功率为________.(结果保留两位有效数字)
三.练规范解答
1.(2021·湖南岳阳一中段考)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数:
请根据上表计算:
(1)此电动机的内阻和电动机正常工作时的效率;
(2)当电动自行车以额定功率在平直公路上满载匀速行驶时,若其受到的阻力为车重的0.01倍,则此时其速度为多少?(取g=10 m/s2)
2.(2021·怀化质检)有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,此时测得流过电动机的电流是0.4 A;若把电动机接入2.0 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0 A.求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)电动机正常工作时的输出功率;
(3)在发动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率.
3.(2021·辽宁葫芦岛六校协作体联考)如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r′=0.5 Ω,当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W,S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变),试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率.
自重
40 kg
额定电压
48 V
载重
75 kg
额定电流
12 A
最大行驶速度
20 km/h
额定输出功率
350 W
规格
后轮驱动直流电机
车型
26″电动自行车
额定输出功率
120 W
整车质量
30 kg
额定电压
40 V
最大载重
120 kg
额定电流
4 A
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