专题48 焦耳定律 电阻定律及电路分析——2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

专题48  焦耳定律 电阻定律及电路分析

（时间：30分钟）

1、高压钠灯曾广泛应用于城市、乡村的各条主干路、支路等，但高压钠灯有功耗大、显色性差等缺点，使得一部分城市开始尝试用LED路灯更换传统的高压钠灯。若高压钠灯功率为400W，LED灯功率为200W，若更换5000盏，则一个月可节约的电能约为（　　）

A． B．

C． D．

【答案】  B

【解析】

一个月节约的电能约为

故选B。

2、导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是

A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比              C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比              D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比

【答案】  A

【解析】

AB．有电阻定律可知，电阻的大小与导体的长度成正比，与横截面积成反比，A正确B错误；

CD．电阻与电流以及电压的大小无关，故CD错误；

3、（多选）离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则（　　）

A．该大气层的等效电阻约为600Ω

B．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A

C．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·m

D．该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω·m

【答案】  BC

【解析】

AB．该大气层的平均漏电电流约为

该大气层的等效电阻为

故A错误，B正确；

CD．根据可得，该大气层的平均电阻率约为

故C正确，D错误。

故选BC。

4、（多选）如图所示为通过电阻的电流随电压变化的图线，由图可知（ ）

A．Ra>Rb

B．Ra<Rb

C．Ra、Rb串联时Pa>Pb

D．Ra、Rb并联时Pa>Pb

【答案】  BD

【解析】

【解析】

如图所示：

AB．当电压相同时，中的电流大于中的电流，由欧姆定律：

得：

故A错误，B正确；

C．当、串联时电流相等，根据：

可以知道电阻越大的，功率越大，故C错误；

D．当、并联时电压相等，根据：

可以知道电阻越小的，功率越大，故 D正确。

故选BD。

5、一段粗细均匀的导体，电阻是R，把它拉成长度是原来10倍的均匀细丝后，它的电阻变为（　　）

A．10R B． C．100R D．

【答案】  C

【解析】

把电阻丝拉成长度是原来10倍的均匀细丝后，截面积变为原来的0.1倍，根据

可知电阻变为原来的100倍，即变为100R。

故选C。

6、某种材料的导体，其I－U图象如图所示，图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角．下列说法正确的是（　　）

A．导体的电功率随电压U的增大而增大

B．导体的电阻随电压U的增大而增大

C．在A点，导体的电阻为tan α

D．在A点，导体的电阻为tan β

【答案】  A

【解析】

由图象知，U增大，电流I增大，该导体的电功率在数值上等于横、纵坐标确定的矩形面积，则电功率增大．故A正确．由欧姆定律知，导体的电阻R=U/I，随着U增大，I增大得越来越快，故导体的电阻R随U的增大而减小，故B错误；在物理图象上，图象的倾角决定于标度的选取，不能用倾角的正切求斜率．且弯曲的伏安特性曲线本身误差较大，故不能用正切值来表示电阻；只能用坐标的比值和欧姆定律求解；因标度可能不同，故也不能通过R=1/ tanα求解电阻；故CD错误．故选A．

7、（多选）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．电动机的电阻为 Ω

C．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为120 J

D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J

【答案】  AD

【解析】

【解析】

当吹热风时，电机和电阻并联．电阻消耗的功率为 ，由 可知 故A正确；电机为非纯电阻电路 故B错误；当电吹风吹冷风时，电热丝处于断路状态，没有电流通过，电热丝每秒钟消耗的电能为0，故C错误；当电吹风吹热风时，电动机M和电热丝R并联，电动机的功率为120W，所以每秒钟消耗的电能，故D正确；综上分析，AD正确．

8、（多选）USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。目前，USB电风扇已经成了上班族、学生党的常备利器。关于USB电风扇，以下说法正确的是（　　）

A．风扇正常工作时，同一扇叶上各点角速度大小相等

B．风扇正常工作时，同一扇叶上各点线速度大小相等

C．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总=UI

D．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机输出机械功率：P出<UI

【答案】  ACD

【解析】

A．风扇正常工作时，同一扇叶上各点属于同轴转动，角速度大小相等，选项A正确，B错误；

C．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总=UI，选项C正确；

D．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，电机消耗的总功率：P总=UI，同时又由于电动机线圈生热消耗一部分能量，因此电机输出机械功率：P出<UI，选项D正确。

故选ACD。

9、如图所示电路，已知滑动变阻器R=2W（最大值为4W），定值电阻R0=6W，电源内阻r=1W，当K闭合时，电源功率P=16W，输出功率P出=12W，这时灯泡正常发光，求：

（1）灯泡电阻RL；

（2）电源电动势E；

（3）断开K，并使灯泡正常发光R的电阻阻值应调至多大？

【答案】  （1）4；（2）8V；（3）3

【解析】

（1）（2）电源的总功率为16W，电源的输出功率为12W，则内电路的功率

P=16W－12W=4W

而电源内阻r=1Ω，由P=I2r得

I=2A

则有

E==8V

所以内电压为

Ur=Ir=2×1V=2V

因此外电压为

U=E－Ur=8V－2V=6V

由于电灯与滑动变阻器串联后与定值电阻R2并联，则有

=I

解之得

RL=4Ω

（3）当开关断开时，要使灯仍能正常发光，则有

U=E－Ir=8V－1V=7V

解得

R=3

10、如图所示，A为电解槽， 为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻RA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4A．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为多少．

【答案】  （1）2 Ω　72 W　（2）1 Ω　（3）16 W

【解析】

（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律

得

其发热功率为：

（2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得

所以

（3）电解槽工作时，由能量守恒定律得：

11、（多选）电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用。图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是（　　）

A．该电动机的额定电流为5A

B．该电动机的输出功率为110W

C．该电动机的线圈电阻为

D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为

【答案】  BD

【解析】

A．电动机的额定电流为

选项A正确；

B．电动机的输出功率为

选项B错误；

C．电动机的发热功率为

P热=1100-990=110W。

电路中的额定电流为5A，所以电动机的内电阻为

选项C正确；

D．电动机正常工作时每分钟对外做的功为

W=P出t=990×60=594×104J

选项D错误。

故选BD。

12、酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图1所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：

（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？

（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司b机属于酒驾还是醉驾。

【答案】  （1）0.01A；0.3J；（2）属于醉驾

【解析】

（1）当气体中酒精浓度为0时，由图知Rp=250Ω，又R0=50Ω，电路总电阻为

R=Rp+R0=250Ω+50Ω=300Ω

电源电压恒为3V，电路中电流为

通电10s电流产生的热量是

Q=I2Rt=（0.01A）2×300Ω×10s=0.3J

（2）当电压表的示数为2V时，通过报警器的电流为

由于传感器和报警器串联，传感器两端的电压为

U传=U-U报=3V-2V=1V

此时传感器的阻值为

由图像可知，100ml的气体中酒精浓度大于80mg，该司机属于醉驾。