高三物理总复习 课时跟踪检测（三十四） 电流 电阻 电功 电功率

课时跟踪检测（三十四）  电流  电阻  电功  电功率

1．(多选)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I。已知每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动的速度为v。在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　 )

A.            B.           C．nvΔt            D．nSvΔt

解析：选BD　由于流经导线的电流为I，则在Δt时间内，流经导线的电荷量为Q＝IΔt，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为N＝＝，A错误，B正确；在Δt时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vΔt，由于铜导线的横截面积为S，则在Δt时间内，电子经过的导线体积为vΔtS，又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N＝nvSΔt，C错误，D正确。

2．复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ＝。下列说法正确的是(　 )

A．材料的电导率越小，其导电性能越强

B．材料的电导率与材料的形状有关

C．电导率的单位是

D．电导率大小与温度无关

解析：选C　材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，A错误；材料的电导率与材料的形状无关，B错误；根据R＝ρ，则σ＝＝，则电导率的单位是＝，C正确；导体的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，D错误。

3.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝10 cm，bc＝5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为(　 )

A．0.5 A   　B．1 A         C．2 A     D．4 A

解析：选A　设金属薄片厚度为d′，根据电阻定律R＝ρ，有RCD＝ρ，RAB＝ρ，故＝2＝；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比，故两次电流之比为4∶1，故第二次电流为0.5 A，A正确。

4．(多选)某种材料的圆柱形导体的长度为l，横截面的直径为d，导体两端所加电压为U，当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率，下列说法正确的是(　 )

A．电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍

B．导体的长度变为2l，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的

C．导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的

D．导体横截面的直径变为，导体中自由电子定向运动的平均速率不变

解析：选ABD　根据欧姆定律I＝、电阻定律R＝ρ及电流的微观表达式I＝neSv，联立可得v＝。仅电压变为2U时，电子定向运动的平均速率变为2v，故A正确；仅导体的长度变为2l时，电子定向运动的平均速率变为0.5v，故B正确；速率v与导体横截面的直径d无关，故C错误，D正确。

5．如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.2 T，磁铁上方为S极。电源的电动势E＝6 V，内阻未知，限流电阻R0＝4.8 Ω。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5 V，理想电流表示数为0.5 A。则(　 )

A．从上往下看，液体顺时针旋转

B．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝7.0 Ω

C．液体消耗的电功率为1.75 W

D．1分钟内，液体里产生的热量为105 J

解析：选C　由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场方向竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；对于非纯电阻元件，不满足欧姆定律，R≠＝7.0 Ω，B错误；液体消耗的电功率P＝UI＝1.75 W，C正确；1分钟电流做功为W＝Pt＝1.75×60 J＝105 J，由能量守恒可知电流做功转化为热能和液体的转动动能，因此1分钟内液体里产生的热量小于105 J，D错误。

6.如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A，导体C刚好能嵌入导体B，现将三段导体串联接入到同一电路中，则(　 )

A．导体C的电阻最大

B．导体A两端的电压最大

C．导体B消耗的电功率最大

D．三段导体在相等时间内产生的热量相等

解析：选D　由题知三个电阻的电阻率ρ相同，长度l相同，根据电阻定律R＝ρ，可知比较横截面积S即可比较三者电阻的大小，由几何知识得SA＝(L)2－(L)2＝L2，SB＝(L)2－(L)2＝L2，SC＝L2，所以三个电阻的阻值相等，故A错误；由于三个电阻串联且阻值相等，故根据串联电路的特点，则流过它们的电流相等，各自两端的电压，消耗的电功率，在相等时间内产生的热量均相等，故B、C错误，D正确。

7.(2022·济南调研)如图所示，图线①、②分别表示小灯泡和电阻定值R的伏安特性曲线，P为图线①上一点，纵坐标为I2，横坐标为U1，PN为过P点的切线，交纵轴于I1且与图线②平行。则下列说法中正确的是(　 )

A．P点对应小灯泡的电阻与电阻R的阻值相等

B．P点对应小灯泡的电阻为R＝

C．P点对应小灯泡的电阻为R＝

D．P点对应小灯泡的功率大小为图线①与横轴所围图形面积的数值

解析：选B　P点对应小灯泡的电阻R灯＝，图线②与PN平行，可得定值电阻的阻值R＝，故A、C错误，B正确；P点对应小灯泡的功率大小为P＝I2U1，图线①与横轴所围图形的面积的数值小于I2U1，故D错误。

8．如图所示是某品牌吊扇的相关参数，g取10 m/s2，以下说法正确的是(　 )

A．吊扇正常工作时通过吊扇电机的电流为0.25 A

B．天花板对吊杆的拉力大小等于50 N

C．吊扇正常工作时消耗的电能用于对空气做功

D．吊扇边沿A点的最大线速度大小为896π m/s

解析：选A　由P＝UI可知，吊扇正常工作时通过吊扇电机的电流为I＝＝0.25 A，A正确；吊扇的质量为5 kg，则重力为50 N，吊扇正常工作时，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律可知，空气对吊扇有向上的作用力，所以天花板对吊杆的拉力小于50 N，B错误；吊扇正常工作时，根据能量守恒UI＝P热＋P机可知，消耗的电能一部分变成热能，一部分输出为机械能，则吊扇正常工作时消耗的电能部分用于对空气做功，C错误；吊扇的直径为1.4 m，则半径为0.7 m，转速为n＝320 r/min＝ r/s，则A点的线速度为v＝2πnr＝π m/s，D错误。