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    2021版浙江新高考选考物理一轮复习教师用书:9第七章 1第1节 部分电路及其规律

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    2021版浙江新高考选考物理一轮复习教师用书:9第七章 1第1节 部分电路及其规律

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      知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.112019.42020.11.电源和电流c11 18 1  2.电动势c  18    3.欧姆定律、UI图象及IU图象c  18  8 4.串联电路和并联电路c       5.焦耳定律c11      6.导体的电阻c9  1818 67.闭合电路的欧姆定律d2218     8.多用电表的原理a   18  18实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线 18     18实验:探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系        实验:练习使用多用电表        实验:测定电池的电动势和内阻   18    1 部分电路及其规律基础梳理自我诊断判一判(1)导体中只要有电荷运动就形成电流(  )(2)欧姆定律适用于金属导电和气体导电(  )(3)导体的电阻与导体两端的电压成正比与通过导体的电流成反比(  )(4)电阻率是由导体本身决定的(  )(5)公式QI2Rt适用于任何电路中电热的计算(  )提示:定向  安培() 正电荷 A InqSv 正比 反比金属 导体对电流阻碍作用 越大 欧姆 Ω 正比 反比 Rρ导电性能 增大 减小 电场力 WqUIUt 快慢 热量 QI2Rt PI2R, (6)公式PIU只适用于纯电阻电路中电功率的计算. (  )提示:(1)× (2)× (3)× (4) (5) (6)×做一做有三个用电器分别为日光灯、电烙铁和电风扇它们的额定电压和额定功率均为220V 60W现让它们在额定电压下工作相同时间产生的热量(  )A日光灯最多B电烙铁最多C电风扇最多D一样多提示:B.电烙铁是纯电阻用电器即以发热为目的电流通过它就是用来发热而日光灯和电风扇是非纯电阻电路电流通过它们时产生的热量很少电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能),综上所只有选项B正确想一想电动机正常工作时电功率大于热功率当电动机通电卡住不转时则电功率与热功率满足什么关系?为什么?提示:相等电动机通电卡住不转时相当于一个发热的纯电阻故电功率与热功率相. 对电阻定律和欧姆定律的理解和应用题组过关1(2019·4月浙江选考)电动机与小电珠串联接入电路电动机正常工作时小电珠的电阻为R1两端电压为U1流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2两端电压为U2流过的电流为I2.(  )AI1<I2 B.>C. D.<解析:D.电动机和小电珠串联接入电路I1I2A错误;电动机是非纯电阻用电器满足I2<小电珠是纯电阻用电器满足I1I1I2<可得<D正确2(2020·1月浙江选考)小明在一根细橡胶管中灌满食盐水两端用粗铜丝塞住管口形成一段封闭的盐水柱他将此盐水柱接到电源两端电源电动势和内阻恒定握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2若忽略温度对电阻率的影响则此盐水柱(  )A通过的电流增大B两端的电压增大C阻值增大为原来的1.2D电功率增大为原来的1.44答案:B1R是比值法定义电阻的定义式导体的电阻R由导体本身的性质决定不是由UI决定的对于某一导体它的电阻R不变它的电压U和电流I成正比2I是欧姆定律的数学表达式它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流适用条件是金属或电解液导电(纯电阻电路)3欧姆定律并不适用于所有的导电现象除金属外对电解液导电也是适用的但对气体导电以及含有电动机、电解槽等的电路就不适用了. 4两个公式的区别 公式RRρ适用条件 (1)金属、电解液(2)纯电阻电路导电材料字母含义U:导体两端电压I:通过导体的电流ρ:材料电阻率l:沿电流方向导体的长度S:垂直电流方向导体的横截面积公式含义反映了R的大小不能说RURR的决定式RρlS共同决定 对伏安特性曲线的理解知识提炼1伏安特性曲线即IU图线横轴表示电压纵轴表示电流图线反映了电流随电压变化的规律2线性元件的IU图象是一条过原点的倾斜直线斜率表示电阻的倒数线性元件的UI图象也是一条过原点的倾斜直线但斜率表示电阻要加以区别如图所示在图甲中R2R1图乙中R2R1. 3非线性元件的IU图线是曲线时导体电阻Rn即电阻等于图线上点(UnIn)与坐标原点连线的斜率的倒数而不等于该点切线斜率的倒数如图丙典题例析 (2020·温州月考)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示P为图线上一点PN为图线在P点的切线PQU轴的垂线PMI轴的垂线则下列说法中不正确的是(  )A随着所加电压的增大小灯泡的电阻增大B对应P小灯泡的电阻为RC对应P小灯泡的电阻为RD对应P小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积的大小[解析] 由于灯泡的电阻在图线上的每一点都是R由图线不难看出随电压的增大电流的增加变得越发缓慢(IU图线的斜率逐渐减小)电阻变大AB正确C错误;小灯泡的功率PUI所以D正确[答案] C (多选)(2020·金华调研)某导体中的电流I随其两端电压U的变化如图所示则下列说法中正确的是(  )A5V电压时导体的电阻为0.2ΩB12V电压时导体的电阻为8ΩC随着电压的增大导体的电阻不断增大D随着电压的增大导体的电阻不断减小解析:BC.5V的电压时电流为1.0A则由欧姆定律可知RΩ5ΩA错误;加12V的电压时电流为1.5A则可得电阻为:RΩ8ΩB正确;由题图可知随电压的增大图象中的点与坐标原点的连线的斜率减小则可知导体的电阻越来越大C正确D错误 电路中的电功与电热知识提炼1纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2电动机的三个功率及关系 输入功率电动机的总功率PPUI输出功率电动机的有用功的功率也叫机械功率热功率电动机线圈上有电阻电流通过线圈时会发热热功率PI2r三者关系PPP效率η×100%×100%特别说明正常工作的电动机是非纯电阻元件电动机因故障或其他原因不转动时相当于一个纯电阻元件典题例析 (多选)(2020·湖北宜昌一中模拟)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E内阻不计当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时流过电动机的电流为I电动车的质量为m电动车受到的阻力是车重的k忽略电动观光车内部的摩擦(  )A电动机的内阻为RB电动机的内阻为RC如果电动机突然被卡住而停止转动则电源消耗的功率将变D如果电动机突然被卡住而停止转动则电源消耗的功率将变小[解析] 根据能的转化与守恒定律EII2Rkmgv所以电动机的内阻为R选项B正确A错误;当电动机突然被卡住而停止转动时变成了纯电阻电路回路的电流变大故电源消耗的功率PEI将变大选项C正确D错误[答案] BC题组过关1如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容根据表中的信息可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为(  ) 型号DF938额定功率900W额定电压220V额定容量1.2LA6.8A B4.1AC1.2A D0.24A解析:B.由铭牌读出电热水壶额定功率为P900W额定电压为U220V;由PUI通过电热水壶额定电流为:IA4.1A.2(2020·浙江严州仿真测试)电视机可以用遥控器关机而不用断开电源这种功能叫做待机功能这一功能给人们带来了方便但很少有人注意到在待机状态下电视机仍然要消耗电能例如小明家的一台34寸彩色电视机的待机功率大约是10W假如他家电视机平均每天开机4h看完电视后总是用遥控器关机而不切断电源试估算小明家一年(365)中因这台电视机待机浪费的电能(  )A2.6×108J B2.6×107JC3.2×108J D5.3×107J解析:A.电视机每天待机消耗的电能为W0Pt0.01kW×(24h4h)0.2kW·h每年消耗的电能为W365·W0365×0.2kW·h73kW·h2.628×108J;故选A. [随堂检测]1(2017·11月浙江选考)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示则这些电器一天消耗的电能约为(  ) 电器消耗功率/W工作时间/h电茶壶20001空调12003电视机1002节能灯164路由器924A.6.1×103W      B6.1×103JC2.2×104W D2.2×107J答案:D2(2020·舟山质检)一段长为l电阻为R的均匀电阻丝把它拉制成3l长的均匀细丝后切成等长的三段然后把它们并联在一起其电阻值为(  )A. B3RC. DR解析:D.根据电阻定律Rρ在拉伸过程中电阻丝的体积不变当长度变为原来的3倍后横截面积变为原来的所以Rρρ9R平分成3段后每段的电阻为3R故根据并联电路规律可得并联后的电阻解得RR故选项D正确3欧姆不仅发现了欧姆定律还研究了电阻定律有一个长方体金属电阻材料分布均匀边长分别为abcabc电流沿以下方向流过该金属电阻其中电阻阻值最小的是(  )解析:A.由电阻的决定式可知A中电阻RAρB中电阻RBρC中电阻RCρD中电阻RDρ故电阻最小的为A.4两个电阻R1R2(R1R2)组成的如图所示的四种电路其中电路总阻值最小的是(  )解析:B.两个电阻串联时总电阻最大A错误;两个电阻并联时总电阻最小B正确;只连接电阻R1时的电阻大于两个电阻并联的总阻值C错误;只连接电阻R2时的电阻大于两个电阻并联的总阻值D错误5.(2020·绍兴调研)R1R2的伏安特性曲线如图所示下列说法正确的是(  )AR1R2并联后的总电阻的伏安特性曲线在区域BR1R2并联后的总电阻的伏安特性曲线在区域CR1R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在区域DR1R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在区域解析:A.IU图象中图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数由图可知电阻R1的阻值较大电阻R2的阻值较小R1R2并联后的总电阻小于任意一个电阻值所以伏安特性曲线在电阻值比较小的A正确B错误;若将两电阻串联后接入电路由于串联后的总电阻大于任意一个电阻所以R1R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在电阻值比较大的区域CD错误 [课后达标]一、选择题1如图所示是某一电器的铭从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是(  )答案:A2(2016·10月浙江选考)如图为一种服务型机器人其额定功率为48W额定工作电压为24V机器人的锂电池容量为20A·h.则机器人(  )A额定工作电流为20AB充满电后最长工作时间为2hC电池充满电后总电量为7.2×104CD以额定电流工作时每秒消耗能量为20J答案:C3现象一:傍晚用电多的时候灯光发暗而当夜深人静时灯光特别明亮;现象二:在插上电炉等大功率电器时灯光会变暗拔掉后灯光马上亮了起来下列说法正确的是(  )A现象一是因为夜深人静时周围比较黑突显出灯光特别明亮B现象二是因为电炉等大功率电器的电阻都比较大引起的C两个现象都可以用电阻定律Rρ来解释D两个现象都可以用闭合电路欧姆定律来解释解析:D.由于大多数用电器都是并联的当傍晚用电多的时候或者插上电炉等功率大的用电器时干路上的总电流会变大这时候导线上的电压损失就会增加当变压器输出电压一定的情况下会使得用户得到的电压减小所以电灯就会发暗;而当夜深人静时用户用电器减少或者拔掉电炉等功率大的用电器时干路上的总电流会减小这时候导线上的电压损失就会减小用户得到的电压增大所以电灯就会明亮因此两个现象都可以用闭合电路欧姆定律来解释D正确ABC错误4.(2020·浙江十校联考)在如图所示电路中AB为粗细均匀、长为L的电阻丝AB上各点相对A点的电压为纵坐标各点离A点的距离x为横坐标Ux变化的图线应为(  )答案:A5.(2020·台州质检)电位器是变阻器的一种如图所示如果把电位器与灯泡串联起来利用它改变灯的亮度下列说法正确的是(  )A连接AB使滑动触头顺时针转动灯泡变亮B连接AC使滑动触头逆时针转动灯泡变亮C连接AC使滑动触头顺时针转动灯泡变暗D连接BC使滑动触头顺时针转动灯泡变亮解析:D.根据电位器结构和连接可知:连接AB使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大回路电流减小灯泡变暗A错误;同理D正确;连接AC滑动触头不能改变回路电阻灯泡亮度不变BC错误6把两根同种材料做成的电阻丝分别接在两个电路中甲电阻丝长为l直径为d乙电阻丝长为2l直径为2d要使两电阻丝消耗的功率相等加在两电阻丝上的电压应满足(  )A.1    B.C. D.2解析:C.由电阻定律Rρ4ρRρ2ρPP要使PP2.7LED灯已逐渐走入千家万户与普通光源相比LED灯更节能环保发光时发热量极低;实验小组研究图甲所示的某种LED灯得到如图乙所示的UI图线这种LED灯工作时需要达到开启电压U0当达到开启电压灯亮后即使电压升高很大电流只略有增大因此LED灯普遍使用的是恒流电源现测得此LED灯工作时电流为I1其两端电压为U1下列说法正确的是(  )ALED灯为线性元件BLED灯为纯电阻元件CLED灯在P点工作时其电阻RP在数值上等于过P点的切线的斜率DLED灯在P点工作时其功率为PPU1I1答案:D8用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电电动机正常工作后测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U(  )A电路中电流IB在时间t电池组消耗的化学能为IEtC在时间t电动机输出的机械能是IEtI2rtD以上说法都不对解析:B.当电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路I<A错误由电源定义知在时间t电池组消耗的化学能为IEtB正确;电动机的输出功率是机械功率根据能量守恒定律得PPPUII2R在时间t电动机输出的机械能是IUtI2RtCD错误9(2020·绍兴质检)电话的话筒可以把声音信号转换为电流信号碳精话筒的结构如图所示碳精盘和振动膜之间充满了接触不紧密的碳粒声音使振动膜振动改变碳粒接触的紧密程度可改变电路中电流的大小对此以下说法正确的是(  )A如果声波的频率越高则电路中的电流越大B如果声波的频率越高则电路中的电流越小C果声波的振幅越高则电路中的电流越大D如果声波的振幅越高则电路中的电流越小解析:C.改变碳粒接触的紧密程度实际上改变的是其电阻接触越紧密电阻越小而声波的振幅越高则碳粒接触的程度越紧密10(2020·嘉兴高二期中)当电阻两端加上某一稳定电压时通过该电阻的电荷量为0.3C消耗的电能为0.9J为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(  )A3V 1.8J B3V 3.6JC6V 1.8J D6V 3.6J解析:D.设两次加在电阻R上的电压分别为U1U2通电的时间都为t.由公式W1U1q1W1t可得:U13V0.1.再由W2U2q2W2t可得:U26VW23.6JD正确11小李家的房子装修买了一卷规格为100m4mm2的铜导线(已知铜的电阻率为1.7×108Ω·m)用来安装一路专线对额定电压为220V额定功率为2.0kW的空调供电实际上只用去了一半导线如果空调能够正常工作时估算导线上损失的电压约为(  )A1.9V B0.19VC2.5V D0.25V答案:A12(2020·宁波质检)在研究微型电动机的性能时应用如图所示的实验电路调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时电流表和电压表的示数分别为0.50A2.0V重新调节R并使电动机恢复正常运转此时电流表和电压表的示数分别为2.0A24.0V则这台电动机正常运转时输出功率为(  )A32W B44WC47W D48W解析:A.当电动机停止转动时此时电动机相当于一个纯电阻所以由题中的两表读数可以计算出电动机的内阻为r代入数据得r4Ω重新调节R并使电动机恢复正常运转根据题中的两表读数计算出电动机的输出功率为PUII2r代入数据得P32WBCD错误A正确13如图所示某品牌电动汽车电池储存的电能为60kW·h充电时直流充电桩的充电电压为400V充电时间为4.5h充电效率为95%.汽车以v108km/h的速度在高速公路匀速行驶时输出功率为15kW转化成机械能的效率为90%(  )A充电电流约为33AB匀速行驶距离可达432kmC匀速行驶时每秒钟消耗电能为1.5×104JD匀速行驶时所受阻力为500N解析:D.电能E60kW·h6×104W·hWUIt可知充电电流IA35AA错误;汽车能匀速行驶的时间th3.6h故汽车匀速行驶的最大距离为xvt108×3.6km388.8kmB错误;匀速行驶时每秒钟输出的机械能WPt15×103×1J1.5×104J因消耗的电能中有一部分转化为内能故消耗的电能一定大于1.5×104JC错误;匀速行驶时v108km/h30m/sFfPFvfv可得fN500ND正确14在杭州湾入海口有亚洲第一座大型海上风电场——东海大桥海上风电场该风电场有58台风机风机叶轮直径91m总装机容量约200兆瓦所生产的绿色电能相当于为海减少了20万辆小轿车产生的碳污染已知空气密度为1.29kg/m3假设风能转成电能的效率为50%则杭州湾海域的平均风速约为(  )A1m/s B4m/sC7m/s D10m/s解析:C.以叶片长l为半径的圆面积Sπl2在时间t内通过的位移xvt该体积风的动能为EρSxv2ρπl2vtv2转化效率为η50%功率公式P该风力发电机发出的电功率的数学表达式为Pηρπl2v3代入数据v7m/sABD错误C正确15新能源汽车发展得如火如荼大家正在争论锂电池和燃料电池的时候已经有人开始着手太阳能汽车的研发近日荷兰的一家公司表示首批太阳能汽TellaLux将于2019年末发售已知该太阳能汽车质量仅约为360kg输出功率为1440W安装有约为6m2的太阳能电池板和蓄能电池在有效光照下该电池板单位面积输出功率为30W/m2.现有一驾驶员质量为70kg汽车最大行驶速度为125km/h汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比下列说法正确的是(  )A以恒定功率启动时的加速度大小约为0.3m/s2B以最大速度行驶时的牵引力大小约为11.5NC保持最大速度行驶1h至少需要有效光照12hD仅使用太阳能电池板提供的功率可获得12.3m/s的最大行驶速度答案:D16如图所示学校为创建绿色校园改装了一批太阳能路灯太阳能路灯技术参数如下:太阳能电池组件(太阳能单晶硅光电转换效率为18%得到的电池功率为100W);免维护蓄电池(60250A·h/12V充电效率为80%);照明时间(412h可根据需要任意调节阴雨天可连续工作57d);光控时LED照明恒流输出功率(1560W);其他辅助系统组成部分结合上述数据下列说法不正确的是(  )A太阳照射2h光电系统可吸收太阳能为4.0×106JBLED照明5h照明时恒流最多输出电能为1.08×106JC利用太阳能电池给蓄电池充电充满需要的最长时间为30hD利用免维护蓄电池给60WLED供电最长时间约为50h解析:C.光电转换电池功率为100W2小时可吸收的太阳能为100×2×3600÷18%J4.0×106JA正确;LED照明5小时恒流输出的最多电能为60×5×3600J1.08×106JB正确;利用太阳能电池给蓄电池充电充满需要的最长时间t12×250÷100÷80%h37.5hC错误;利用免维护蓄电池给60WLED供电最长时间为250×12÷60h50hD正确17智能扫地机器人是智能家用电器的一种能凭借一定的人工智能自动在房间内完成地板清理工作现今已慢慢普及成为现代家庭的常用家电产品如图为某款智能扫地机器人其参数见表格工作时将电池内部化学能转化为电能的效率为60%.下列说法中正确的是(  ) 产品名称×××尘盒容量0.3L清扫路线自由式液晶显示电池容量5000mA·h充电器输出直流24V/1000mA噪音60dB额定功率40W行走速度20cm/s工作电压24VA.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3hB该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105JC该扫地机器人充满电后能工作5hD该扫地机器人充满电后能工作3h解析:B.由表格内的数据可知电池的容量是5000mA·h充电器输出为1000mA则需要充电5hA错误;电池容量q5000mA·h5A·h1.8×104C最多能储存的能量为:WqU1.8×104×24J4.32×105JB正确;额定功率为40W所以工作的时间:t1s6.48×103s1.8hCD错误二、非选择题18(2020·丽水高二月考)某地要把河水抽高20m进入蓄水池用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作工作电压为380V此时输入电动机的电功率为19kW电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×103kg/m3重力加速度取10m/s2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)解析:(1)设电动机的电动率为PPUI设电动机内阻r上消耗的热功率为PrPrI2r代入数据解得Pr1×103W.(2)设蓄水总质量为M所用抽水时间为t.已知抽水高度为h容积为V水的密度为ρMρV设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEpΔEpMgh设电动机的输出功率为P0P0PPr根据能量守恒定律得P0t×60%×80%ΔEp代入数据解得t2×104s.答案:(1)1×103W (2)2×104s19(2020·舟山检测)用一个额定电压为12V的灯泡做实验测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示(1)在正常发光条件下灯泡的电功率为多大?(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比室温为T300K求正常发光条件下灯丝的温度(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20V电压上要使灯泡能正常发光串联的电阻为多大?解析:(1)U12V时正常发光此时灯泡电阻为R8ΩPW18W.(2)U0灯丝为室温此时电阻R01Ω由题意设RkT则有8kT01k×300解得:T02400K.(3)由串联分压规律得:R5.33Ω.答案:见解析  

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