高考物理一轮复习课时练27电阻定律欧姆定律焦耳定律含答案

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电阻定律　欧姆定律　焦耳定律1.(电流)铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n个自由电子。今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为(　　)A.光速c B. C. D.2.(电阻定律)有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝,长度之比为l1∶l2=1∶5,横截面积之比为S1∶S2=2∶3,电阻之比为R1∶R2=2∶5,外加电压之比为U1∶U2=1∶2,则它们的电阻率之比为(　　)A.2∶3 B.4∶3 C.3∶4 D.8∶33.(电功率)(2020浙江宁波高三下学期二模)有一位同学想估算一下全校学生在家上直播课时消耗的总电能,他查阅了相关资料,信息如下表:仅考虑信息表中的用电器,试估算全校学生在家上直播课时一天消耗的总电能约为(　　)A.4.1×105 J B.8.9×108 JC.1.5×109 J D.2.0×109 J4.(电阻率、电导率)(2020湖南张家界模拟)电导率σ是电阻率ρ的倒数,即σ=。下列说法正确的是(　　)A.电导率的单位是B.材料的电导率与材料的形状有关C.材料的电导率越小,其导电性能越强D.电导率大小与温度无关5.(伏安特性曲线)(2020北京顺义高三下学期模拟)某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示,下列判断中正确的是(　　)A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强B.图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而减弱C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样D.图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时,反向电流急剧变大6.(电功率、焦耳定律)某简易电吹风简化电路如图所示,其主要部件为电动机M和电热丝,部分技术参数如下表,电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是(　　)A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风B.该电吹风中电动机的内电阻为440 ΩC.吹热风时电热丝的功率为990 WD.吹热风时通过电热丝的电流为4 A素养综合练7.(2020河北衡水高三第二次质检)如图所示的U-I图像中,甲为某电池的路端电压与电流的关系图线,乙、丙为两种电子元件的U-I图线,三个图线交于同一点,若电池的电动势不变,内阻变大,再将乙、丙分别接在这个电池两端,乙、丙元件两端的电压分别为U1、U2,通过两元件的电流分别为I1、I2,则下列关系正确的是(　　)A.U1>U2 B.I1>I2C.U1I1>U2I2 D.8.(2020上海高三一模)如图所示,A、B两盏电灯的额定电压都为110 V,额定功率分别为PA=25 W,PB=100 W。把它们接到220 V的电路上,下面四种接法中,两灯不可能正常发光的是(　　)9.(2020山东泰安模拟)如图所示为一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,理想电压表示数UV=110 V。试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。(g取10 m/s2)10.(2020北京延庆高三下学期模拟)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段横截面积为S、长为l的直导线,单位体积内有n个自由电子,一个电子的电荷量为e。该导线通有恒定电流时,导线两端的电势差为U,假设自由电子定向移动的速率均为v。(1)求导线中的电流I。(2)所谓电流做功,实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。为了求解在时间t内电流做功W为多少,小红和小明给出了不同的想法:小红记得老师上课讲过,W=UIt,因此将第(1)问求出的I代入,就可以得到W的表达式,但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的。小明提出,既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功,那么应该先求出导线中的恒定电场的电场强度,即E=,设导体中全部电荷为q后,再求出电场力做的功W=qEvt=qvt,但是小明没有得出W=UIt的结果。请问你认为小红和小明的说法对吗?若小红的说法对,请给出公式的推导过程;若小明的说法对,请补充完善这个问题中电流做功的求解过程。(3)为了更好地描述某个小区域的电流分布情况,物理学家引入了电流密度这一物理量,定义其大小为单位时间内通过单位面积的电荷量。若已知该导线中的电流密度为j,导线的电阻率为ρ,试证明:=jρ。参考答案课时规范练27　电阻定律　欧姆定律　焦耳定律1.D　由电流表达式I=n'eSv可得v=,其中n'=,故v=,选项D正确。2.B　由R=ρ得ρ=,ρ1∶ρ2==4∶3,选项B正确。3.C　学生每天在线学习的时间t=0.5×6h+2h=5h=1.8×104s,学生每天使用电脑的总功率P1=50×2000×0.8W=8×104W,学生每天使用手机的总功率P2=5×2000×0.2W=2×103W,学生每天学习使用手机和电脑需要消耗的电能为E=(P1+P2)·t=1.48×109J,故只有选项C正确。4.A　根据R=ρ,得σ=,则电导率的单位是,故A正确;材料的电导率与材料的形状无关,故B错误;材料的电导率越小,电阻率越大,则其导电性能越弱,故C错误;导体的电阻率与温度有关,则电导率大小与温度有关,故D错误。5.D　由题图甲可知随着电压增加图线斜率不变,即该元件电阻阻值的倒数不变,阻值不变,导电性能不变,故A错误;由题图乙可知随着电压增加图线斜率变小,该元件电阻阻值的倒数变小,阻值增加,导电性能随电压的增大而减弱,但不能说明和温度的关系,故B错误;由题图丙可知加正向电压和反向电压时图线关于原点不对称,因为横坐标不一样的,故导电性能不一样,故C错误;根据题图丙可知该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40V)时,反向电流急剧变大,故D正确。6.D　由题中电路图可知,开关S1、S2都闭合时,电动机和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,故A错误;只闭合开关S2时,仅电动机接入电路,若电动机为纯电阻,则电阻为r=Ω=440Ω,由于电动机为非纯电阻,故电动机内电阻不为440Ω,故B错误;开关S1、S2都闭合时,电动机和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,总功率为990W,即为电动机的功率和电热丝的功率之和,则吹热风时电热丝的功率为880W,故C错误;吹热风时电热丝的功率为880W,通过电热丝的电流为I=A=4A,故D正确。7.B　当电池的内阻增大后,电池的U-I图像变为虚线,如图所示,可知U1I2,故A错误、B正确;两元件消耗的功率分别为I1U1、I2U2,由U1I2知不能确定图中虚线所围矩形面积的大小关系,因而不能确定两元件消耗功率的大小关系,故C错误;由图像看出分别为两条割线的斜率,,D错误。8.A　根据公式P=可知,灯泡A的电阻RA=Ω=484Ω,灯泡B的电阻RB=Ω=121Ω。选项A中灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等;并联电路,电阻更小;故灯泡A和灯泡B不能正常工作,故A符合题意。选项B中灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与可变电阻并联后和灯泡B的电阻相等;并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作,故B不符合题意。选项C中两灯都可以正常工作,故C不符合题意;选项D中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等;通过调节电阻使两灯泡的电压为110V,可以正常发光,故D不符合题意。9.答案(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR=U-UV=160V-110V=50V,流过电阻R的电流IR=A=5A,即通过电动机的电流IM=IR=5A。(2)电动机的分压UM=UV=110V,输入电动机的电功率P电=IMUM=550W。(3)电动机的发热功率P热=r=20W,电动机输出的机械功率P出=P电-P热=530W,又因为P出=mgv,所以m==53kg。10.答案(1)neSv　(2)见解析　(3)见解析解析(1)电流定义式I=,在t时间内,流过横截面的电荷量Q=nSvte,因此I=neSv。(2)小红和小明说的都有一定道理。a.小红的说法对。由于I=,故在t时间内通过某一横截面的电荷量Q=It,对于一段导线来说,每个横截面通过的电荷量均为Q,则从两端来看,相当于Q的电荷电势降低了U,则W=QU=UIt。b.小明的说法对。恒定电场的电场强度E=,导体中全部电荷为q=nSle,电场力做的功W=qEvt=qvt=nSelvt=nSevUt;又因为I=neSv,故W=UIt。(3)由欧姆定律U=IR和电阻定律R=ρ,得U=Iρ,则=ρ,由电流密度的定义j=,得=jρ。学生总人数上课时间/节每天/节网络作业时间/h2 00030 min62使用手机人数占比使用电脑人数占比手机的功率/W电脑的功率/W20%80%550电吹风额定电压220 V电吹风额定功率热风时:990 W冷风时:110 W