高考物理一轮复习第8章恒定电流第23讲电流电阻电功及电功率练习(含解析)

这是一份高考物理一轮复习第8章恒定电流第23讲电流电阻电功及电功率练习(含解析)，共7页。

1．(2019·长春月考)一根均匀电阻丝的电阻为R，在温度不变的情况下，下列情况中其电阻值为2R的是( )
A．当长度不变，横截面积增大一倍时
B．当横截面积不变，长度增大一倍时
C．长度和横截面积都缩小一倍时
D．长度和横截面半径都增大一倍时
B 解析 由R＝eq \f(ρL,S)可知，长度不变，横截面积增为2倍时，电阻变为原来的一半，选项A错误；当横截面积不变，长度增大一倍时，电阻变为原来的2倍，选项B正确；当长度和横截面积都缩小一半时，电阻不变，选项C错误；当长度和横截面半径都增大一倍时，电阻变为原来的eq \f(1,2)，选项D错误．
2．(2019·宁波月考)如图甲所示，两根材料相同、粗细不同的均匀导体A、B叠在一起串联接入电路，从上往下测得两导体沿长度方向的电势变化如图乙所示，已知导体A的电阻为R，则导体B的电阻为( )
A．RB．2R
C．3RD．4R
B 解析 由于两导线串联，电流相等，IA＝IB，由U＝IR＝Iρeq \f(L,S)知U­L图象的斜率k＝eq \f(Iρ,S)，又Iρ相同，A、B两导体的横截面积之比eq \f(SA,SB)＝eq \f(k2,k1)＝eq \f(1,2)，由题图知，A、B导体的长度之比为1∶4，根据R＝ρeq \f(L,S)知，导体B的电阻为2R，选项B正确，A、C、D错误．
3．(2019·河南中原名校联考)一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的4倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为( )
A．eq \f(U,4)B．4U
C．eq \f(U,16)D．16U
D 解析 由题意知导线均匀拉长到原来的4倍时，电阻横截面积为原来的eq \f(1,4)，由电阻R＝ρeq \f(L,S)得电阻变为原来的16倍．要使电流仍为I，则电压为原来的16倍，故选项D正确．
4．(多选)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R改装的电表，下列说法正确的是( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
BC 解析 灵敏电流表G串联电阻分压，改装为电压表；G并联小电阻分流，改装为电流表．电压表量程为U＝Ig(Rg＋R)，R增大，U增大，选项C正确；电流表量程为I＝Ig＋eq \f(IgRg,R)，R增大，I减小，选项B正确．
5．(2019·浙江五校联考)电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A，这时电动机正常工作．则( )
A．电动机的电阻是3 Ω
B．电动机正常工作时的发热功率是3 W
C．电动机正常工作时消耗的电功率是4 W
D．电动机正常工作时机械功率是2 W
D 解析 当加上0.3 V电压时电动机不转动，电动机电路是纯电阻电路，由欧姆定律求解电动机的电阻．电动机正常工作时，由P＝UI求出电功率，由P热＝I2R求出热功率，两者之差即为机械功率．当加上0.3 V电压时电动机不转动，利用欧姆定律得r＝eq \f(0.3,0.3)＝1 Ω，选项A错误；当加上3 V电压时，消耗的电能一部分发热，一部分转化为了机械能，消耗的电功率为P＝IU＝1×3 W＝3 W，发热功率P热＝I2R＝12×1 W＝1 W，选项B、C错误；根据功能关系，产生的机械功率为P机＝P－P热＝3 W－1 W＝2 W，选项D正确．
6．(2019·北京平谷区高三一模)某同学学习了欧姆表原理后，想自己设计并改装一个欧姆表．他手上有如下器材：量程100 μA、内阻500 Ω的电流计；电动势1.5 V的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻．他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为15 kΩ，然后他将一个10 Ω和20 Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分．进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确．为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻R1后，可使干路电流是流经电流计电流的n倍．若要测量阻值约20 Ω的电阻，n的取值最合适的是( )
A．n＝10 000B．n＝1 000
C．n＝100D．n＝10
B 解析 由于要测量阻值约20 Ω的电阻，当欧姆表总内阻均为20 Ω时测量结果才比较准确，由于R0非常大则有R1≈20 Ω，干路电流I＝eq \f(E,R内)＋eq \f(E,R1)，流经电流计电流I′＝eq \f(E,R内)，所以n＝eq \f(I,I′)＝eq \f(R内＋R1,R1)＝eq \f(15 020,20)＝751，故n的取值最合适的是1 000，故选项A、C、D错误，B正确．
7．(多选)如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V 12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )
A．电动机的输入功率为12 W
B．电动机的输出功率为12 W
C．电动机的热功率为2.0 W
D．整个电路消耗的电功率为22 W
AC 解析 灯泡L能正常发光，则电动机两端电压为6 V，通过电动机的电流IM＝IL＝eq \f(P,U)＝eq \f(12,6) A＝2 A，则电动机的输入功率P入＝UIM＝6×2 W＝12 W，选项A正确；整个电路消耗的电功率P总＝PL＋PM＝24 W，选项D错误；电动机的热功率P热＝Ieq \\al(2,M)RM＝22×0.50 W＝2.0 W，选项C正确；电动机的输出功率P出＝P入－P热＝(12－2.0) W＝10 W，选项B错误．
8．(2019·北京石景山区高三一模)两个电压表V1和V2是由完全相同的两个电流表改装而成的，V1的量程是5 V，V2的量程是15 V．现把V1和V2串联起来测量15 V～20 V电压．下列说法正确的是( )
A．V1和V2的示数相同
B．V1和V2指针偏转的角度相同
C．V1和V2示数不同，指针偏转的角度也不同
D．V1和V2的示数与V1和V2的内阻成反比
B 解析 两伏特表串联，流过两伏特表表头的电流相等，两伏特表指针偏转角度相等，由于流过伏特表的电流相等而它们的内阻不同，则两伏特表两端电压不同，电压表读数不同，故选项B正确，A、C错误；因是串联关系，电流大小一样，两表的示数与内阻成正比，即两表读数之比等于两伏特表内阻之比，故选项D错误．
9．(2019·四川仁寿一中三模)(多选)一辆以蓄电池为驱动能源的环保客车，拥有三十多个座位，其电池每次充电仅需三至五个小时，蓄电量可让客车一次性跑600 km，客车时速最高可达180 km/h.已知某总质量为9×103 kg的环保客车，当它在某城市水平公路面上以＝72 km/h的速度匀速行驶时，驱动电机(具有一定电阻)的输入电流为150 A，电压为300 V，该驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率，在此行驶状态下(取g＝10 m/s2)，则( )
A．驱动电机的电阻为0.4 Ω
B．驱动电机的输出功率为4.5×104 W
C．客车所受阻力的大小为2 250 N
D．客车所受阻力的大小为1 800 N
AD 解析 输入功率的20%转化为内能，根据焦耳定律 UI×20%＝I2r，r＝eq \f(300×150×20%,1502) Ω＝0.4 Ω，选项A正确；驱动电机将输入功率的80%输出用于牵引汽车前进，驱动电机的输出功率为 UI×80%＝300×150×80% W＝3.6×104 W，选项B错误；匀速行驶时，牵引力等于阻力，用于牵引汽车前进的机械功率P＝Ffv，Ff＝eq \f(P,v)＝eq \f(3.6×104,\f(72,3.6)) N＝1 800 N，选项C错误，D正确．
10．(多选)某起重机的电动机输入电压为380 V，当起重机以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的货物时，测得电动机的电流为20 A，g取10 m/s2.则下列说法正确的是( )
A．电动机的内阻为19 Ω
B．电动机的内阻为4.75 Ω
C．电动机的输出功率为7.6×103 W
D．电动机的工作效率为75%
BD 解析 由UI＝mgv＋I2r，可得电动机的内阻为r＝4.75 Ω，选项B正确，A错误；电动机的输出功率为mgv＝5.7×103 kg×10 m/s2×0.1 m/s＝5.7×103 W，选项C错误；电动机的工作效率为η＝eq \f(mgv,UI)×100%＝75%，选项D正确．
11．(2019·泸州模拟)如图所示，R1＝R，R2＝2R，R3＝3R，R4＝4R，电源负极接地，闭合开关S稳定后，电容器带电量为Q1；断开开关S，将R1和R3的位置互换，开关重新闭合稳定后，电容器带电量为Q2，则Q1和Q2的比值为( )
A．1B．eq \f(1,4)
C．eq \f(1,5)D．eq \f(1,9)
C 解析 图示状态R1两端的电压等于电容器上极板的电势φ1＝eq \f(R1,R1＋R3)E＝eq \f(R,R＋3R)E＝eq \f(1,4)E；电阻R2两端的电压等于电容器下极板的电势φ2＝eq \f(R2,R2＋R4)E＝eq \f(2R,2R＋4R)E＝eq \f(1,3)E；电容器两极板间的电压U1＝eq \f(1,3)E－eq \f(1,4)E＝eq \f(1,12)E，
电容器所带的电量Q1＝CU1＝C·eq \f(1,12)E＝eq \f(1,12)CE；
断开开关S将R1和R3的位置互换，开关重新闭合稳定后，电阻R3两端的电压等于电容器上极板的电势
φ′1＝eq \f(R3,R1＋R3)E＝eq \f(3R,R＋3R)E＝eq \f(3,4)E；
电容器两端的电压 U2＝eq \f(3,4)E－eq \f(1,3)E＝eq \f(5,12)E；
电容器所带的电量Q2＝CU2＝eq \f(5,12)CE；
电容器所带的电量eq \f(Q1,Q2)＝eq \f(1,5)，故选项C正确，A、B、D错误．
12．如图甲所示的电路中，电流表A1的指针指满刻度，电流表A2的指针指满刻度的eq \f(2,3)处，图乙中，A2的指针指满刻度，A1的指针指满刻度的eq \f(1,3)处，已知A1的电阻为0.45 Ω，则A2的电阻为( )
A．0.1 ΩB．0.15 Ω
C．0.3 ΩD．0.6 Ω
A 解析 设电流表A1、A2的满偏电流分别为I1、I2；由题意知，当电流表串联时I1＝eq \f(2,3)I2；当电流表并联时I2R2＝eq \f(1,3)I1R1；由于R1＝0.45 Ω，解得R2＝0.1 Ω，故选项A正确．
13．如图所示，在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？
解析 设发生短路处距A处为x，根据欧姆定律I＝eq \f(U,R)可得，A端到短路处的两根输电线的总电阻Rx＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,4×10－2) Ω＝250 Ω根据电阻定律可知Rx＝ρeq \f(2x,S)，A、B两地间输电线的总电阻为R总＝ρeq \f(2l,S)，由上式得eq \f(Rx,R总)＝eq \f(x,l)，解得x＝eq \f(Rx,R总)l＝eq \f(250,800)×40 km＝12.5 km.
答案 12.5 km
14．如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表A示数为 6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表A示数为4 A．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．
解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得R＝eq \f(U,I1)＝eq \f(12,6) Ω＝2 Ω，
其发热功率为P＝UI1＝12×6 W＝72 W.
(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得UI2＝Ieq \\al(2,2)rM＋P输出，
所以rM＝eq \f(UI2－P输出,I\\al(2,2))＝eq \f(12×5－35,52) Ω＝1 Ω.
(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得
P化＝UI3－Ieq \\al(2,3)rA，
所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W.
答案 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W