2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第八单元 恒定电流 作业33 Word版含答案

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1.假如某白炽灯的U－I图像如图所示，图像上A点与原点的连线和横轴所成的角为α，A点的切线与横轴所夹的角为β(横、纵坐标均为国际单位)，以下说法中正确的是( )
A．白炽灯的电功率随电压U的增大而增大
B．白炽灯的电阻随电压U的增大而增大
C．在A点，白炽灯的电阻为tanα
D．在A点，白炽灯的电阻为tanβ
答案 AB
解析 由题图可知，U增大，I增大，则电功率P＝UI增大，选项A正确；根据电阻的定义式R＝eq \f(U,I)知，电阻等于OA的斜率，即R＝eq \f(U0,I0)＝k，由于α是几何角，一般情况下tanα≠eq \f(U0,I0)，故C、D项错误．
2.如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是( )
A．R1∶R2＝1∶3
B．R1∶R2＝3∶1
C．将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝3∶1
答案 AD
解析 I－U图像的斜率表示电阻的倒数，由图像可得R1∶R2＝1∶3，故选项A正确，选项B错误．R1与R2串联后电流相等，故选项C错误．R1与R2并联后电压相同，由公式U＝IR知，电流与电阻成反比，故选项D正确．
3.一个电压表由表头G与分压电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现电压表的读数总是比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进( )
A．在R上串联一个比R小得多的电阻
B．在R上串联一个比R大得多的电阻
C．在R上并联一个比R小得多的电阻
D．在R上并联一个比R大得多的电阻
答案 D
解析 当电压一定，减小电阻，表头的电流增大，则读数增大，由于读数只是稍小，应略减小电阻，故选D项．
4．如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的R－I图像．现将甲、乙串联后接入电路中，则( )
A．甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小
B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大
C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少
D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
答案 BC
解析 将甲、乙串联接入电路中，电流相等，由题图知，甲电阻大于乙电阻，由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率，选项B正确；由I＝eq \f(U,R)知甲两端的电压比乙大，选项A错误；根据Q＝I2Rt，知乙产生的焦耳热少，选项C正确；由P＝I2R知甲消耗的电功率比乙大，选项D错误．
5．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A.eq \f(IΔl,eS)eq \r(\f(m,2eU)) B.eq \f(IΔl,e)eq \r(\f(m,2eU))
C.eq \f(I,eS) eq \r(\f(m,2eU)) D.eq \f(ISΔl,e)eq \r(\f(m,2eU))
答案 B
解析 设单位体积内电子数为n，对电子加速过程应用动能定理：eU＝eq \f(1,2)mv2
所以电子刚出电场时定向移动速度v＝eq \r(\f(2eU,m))
由电流的微观表达式I＝nSev得：n＝eq \f(I,Sev)＝eq \f(I,Se)eq \r(\f(m,2eU))，
Δl内的电子数为：N＝n·ΔlS＝eq \f(IΔl,e)eq \r(\f(m,2eU))，故选项B正确．
6.锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( )
A．电能转化为化学能的功率为UI－I2r
B．充电器输出的电功率为UI＋I2r
C．电池产生的热功率为I2r
D．充电器的充电效率为eq \f(Ir,U)×100%
答案 AC
解析 充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为eq \f(U－Ir,U)×100%，所以选项A、C正确．
7．如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V，60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )
A．电解槽消耗的电功率为120 W
B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
答案 C
解析 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝eq \f(P,U)＝eq \f(6,11) A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，选项A错误、选项C正确；电解槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3 W，选项B错误；整个电路消耗的总功率P总＝U总I＝220×eq \f(6,11) W＝120 W，选项D错误．
8.(2017·武汉调研)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．电热丝的电阻为55 Ω
B．电动机线圈的电阻为eq \f(1 210,3)Ω
C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J
答案 A
解析 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P＝1000 W－120 W＝880 W，对电热丝，由P＝eq \f(U2,R)可得电热丝的电阻为R＝eq \f(U2,P)＝eq \f(2202,880)Ω＝55 Ω，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880 J，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120 J，选项D错误．
9．如图所示为甲、乙两灯泡的I－U图像，根据图像计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中实际发光的功率分别为( )
A．15 W 30 W B．30 W 40 W
C．40 W 60 W D．60 W 100 W
答案 C
解析 两灯泡并联在电压为220 V的电路中，则两只灯泡两端的电压均为220 V，根据I－U图像知：甲灯实际工作时的电流约为I甲＝0.18 A，乙灯实际工作时的电流约为I乙＝0.27 A，所以功率分别为P甲＝I甲U＝0.18×220 W≈40 W；P乙＝I乙U＝0.27×220 W≈60 W，选项C正确．
10．温度传感器广泛应用于空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计，G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( )
A．60 ℃ B．80 ℃
C．100 ℃ D．120 ℃
答案 D
解析 由图像知，当t1＝20 ℃时，热敏电阻的阻值R1＝4 kΩ，根据闭合电路欧姆定律I1＝eq \f(E,R1＋Rg)，可解得Rg＝0.5 kΩ，又I2＝eq \f(E,R2＋Rg)，可解得R2＝2 kΩ，结合图像得t2＝120 ℃，故选D项．
11．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图像如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图乙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为( )
A．P1＝4PD B．PD＝eq \f(P,4)
C．PD＝P2 D．P1<4P2
答案 D
解析 由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同．当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器D两端的电压小于U，由题图甲可知，电阻器D的电阻增大，则有RD＞R1＝R2，而RD与R2并联，电压相等，根据P＝eq \f(U2,R)，PD二、非选择题
12.如图所示为电流表与电压表合一的电表，灵敏电流表G的内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，电压表量程是6 V，电流表量程是3 A.
(1)双刀双掷开关S接到哪边是电流表？接到哪边是电压表？
(2)求R1和R2的值．
答案 (1)接到a、b是电压表，接到c、d是电流表
(2)1 880 Ω 0.12 Ω
解析 开关S接到a、b是电压表
由欧姆定律，得U＝Ig(Rg＋R1)
分压电阻R1＝eq \f(U,Ig)－Rg＝eq \f(6,3×10－3) Ω－120 Ω＝1 880 Ω
开关S接到c、d是电流表IgRg＝(I－Ig)R2
分流电阻R2＝eq \f(IgRg,I－Ig)＝eq \f(3×10－3×120,3－3×10－3) Ω＝0.12 Ω
13．图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头○ μA 的量程为Ig＝600μA，内阻为Rg＝180 Ω，○ mA 是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空．
(1)图1中分流电阻Rp的阻值为________．
(2)在电表改装成后的某次校准测量中，○ mA 表的示数如图2所示，由此读出流过○ mA 电流表的电流为__mA.此时流过分流电阻Rp的电流为________mA(保留一位小数)
答案 1.8 Ω 50；49.5
解析 (1)由于Rg和Rp并联，Rp＝eq \f(IgRg,I－Ig)≈1.8 Ω
(2)由图2知流过电流表的电流I为50 mA；
设此时流过表头的电流为Ig，流过RP的电流为IR，
∵加在表头和Rp上的电压相等，故有
IgRg＝IRRp①
I＝Ig＋IR②
由①②联立得：IR＝49.505 mA≈49.5 mA
14．实验室内有一电压表，量程为150 mV，内阻约为150 Ω.现要将其改装成量程为10 mA的电流表，并进行校准．为此，实验室提供如下器材：干电池E(电动势为1.5 V)，电阻箱R，滑动变阻器R′，电流表A(有1.5 mA，15 mA与150 mA三个量程)及开关S.
(1)对电表改装时必须知道电压表的内阻．可用图示的电路测量电压表的内阻．在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表A应选用的量程是________．若合上S，调节滑动变阻器后测得电压表的读数为150 mV，电流表A的读数为1.05 mA，则电压表的内阻RmV为________．(取三位有效数字)
(2)在对改装成的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑动变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给出符号或字母标注．图中电阻箱的取值是________(取三位有效数字)，电流表A应选用的量程是________．
解析 (1)电压表量程为150 mV，内阻约为150 Ω，所以其额定电流大约为I＝eq \f(U,R)＝eq \f(150×10－3,150) A＝10－3 A＝1 mA
所以选用1.5 mA的电流表比较准确，由其读数，可知电压表的内阻RmV＝eq \f(U,I)＝eq \f(150×10－3,1.05×10－3) Ω＝143 Ω
(2)对改装成的电流表进行校准时，应把标准电流表和改装成的电流表串联才能知道读数是否准确，题中要求滑动变阻器作限流使用，所以进行校准的电路图如图所示．
由改装电流表的原理，可知R＝eq \f(150×10－3 V,I总－ImV)＝eq \f(150×10－3,10×10－3－1.05×10－3) Ω≈16.8 Ω
改装后总电路中的电流最多可达10 mA，所以电流表A应选用的量程是15 mA.