2023年高考物理一轮复习课时练23《电流 电阻 电功及电功率》(含答案详解)

2023年高考物理一轮复习课时练23

《电流 电阻 电功及电功率》

一 、选择题

1.如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人(　　)

A.额定工作电流为20 A

B.充满电后最长工作时间为2 h

C.电池充满电后总电量为7.2×104 C

D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J

2.关于电流，下列说法中正确的是(　　)

A.通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

B.电子运动的速率越大，电流越大

C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大

D.因为电流有方向，所以电流是矢量

3.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.

4.如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联总电阻设为R。下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是(　　)

A.特性曲线在Ⅰ区，P1<P2

B.特性曲线在Ⅲ区，P1>P2

C.特性曲线在Ⅰ区，P1>P2

D.特性曲线在Ⅲ区，P1<P2

5.如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6 V，内电阻为0.5 Ω，电阻R＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，标有“3 V,0.6 W”的灯泡正好正常发光。则电动机的内阻为(　　)

A.1.25 Ω    B.3.75 Ω    C.5.625 Ω      D.1 Ω

6.在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是(　　)

7.如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是(　　)

A.加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大

B.加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小 

C.无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件

D.二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线

8.如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R=6 kΩ，R1=6 kΩ，R2=3 kΩ，则BB′不可能输出的电压是(　　)

A.12 V     B.8 V       C.6 V       D.3 V

9. (多选)某导体的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是(　　)

A.加5 V电压时，导体的电阻约是5 Ω

B.加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 Ω

C.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小

D.由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小

10. (多选)如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U甲、U乙及R甲、R乙之间的关系正确的是(　　)

A.U甲=2U乙        B.U甲=4U乙      C.R甲=4R乙        D.R甲=2R乙

11. (多选)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，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是 (　　)

A.串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

B.串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮

C.串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

D.串接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

12. (多选)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为10 Ω。当开关S闭合后(　　)

A.L1的电阻为1.2 Ω

B.L1消耗的电功率为0.75 W

C.L2的电阻为5 Ω

D.L2消耗的电功率为0.1 W

三 、计算题

13.如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1 m，b=0.2 m，c=0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U­I图像如图乙所示，当U=10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？

14.如图所示，电源电动势E=10 V，内阻r=1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V,12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=4 Ω，求：

(1)电源的输出功率P出；

(2)10 s内电动机产生的热量Q；

(3)电动机的机械功率。

15.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，示数为 6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，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，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。

0.答案解析

1.答案为：C；

解析：根据P=UI可知，额定电流应该为2 A，选项A错。电源的容量为20 Ah，即当额定电流2 A下工作时，能够工作最长时间为10 h，选项B错误。电源充满电后的总电量为Q=It=20×3 600 C=7.2×104 C，选项C正确。在额定电流下，机器人功率48 W即每秒消耗48 J，选项D错误。

2.答案为：C；

解析：电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量，故A错，C对；电流的微观表达式I=neSv，电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B错；矢量运算遵循平行四边形定则，标量的运算遵循代数法则，电流的运算遵循代数法则，故电流是标量，所以D错。

3.答案为：D

解析：由电流表达式I＝n′eSv可得v＝，其中n′＝＝，故v＝，D正确。

4.答案为：C

解析：I­U特性曲线的斜率k＝＝，k越大，R就越小，所以R1<R2。R1、R2并联后总电阻R更小，所以R的伏安特性曲线在Ⅰ区，由于是并联，电压U相同，根据P＝知R越大，P越小，所以P1>P2。故正确选项为C。

5.答案为：A

解析：电动机输出功率P出＝mgv＝1.6 W，灯泡中电流IL＝＝0.2 A，干路电流I＝＝1 A，电动机中电流IM＝I－IL＝0.8 A，电动机的功率P＝IMUM＝IMU额＝IRM＋P出，计算得RM＝1.25 Ω，所以A项正确。

6.答案为：D

解析：设电热丝的电阻为R丝，则U0＝R，结合题意可知，U0越大，说明R丝越小，可见，电热丝温度越低，电阻值越小，故对应的伏安特性曲线为D。

7.答案为：C

解析：由图知加正向电压时，二极管电阻较小，但随电压增大电阻变小，A错误。加反向电压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值，二极管会被击穿，电流会突然变得很大，故B错误。二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条曲线，D错误，正确选项为C。

8.答案为：D；

解析：若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，

UBB′==6 V，若S1闭合S2断开，则R1和R串联，UBB′==12 V，若S2闭合S1断开，则R2和R串联，UBB′==8 V，若两者都断开，则电路断路，UBB′=0 V，故D不可能。

9.答案为：AD；

解析：对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值。本题中给出的导体加5 V电压时，值为5，所以此时电阻为5 Ω，A正确；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C错误，D正确。

10.答案为：AC；

解析：设灯泡正常工作时电压为U，电流为I，则U甲I=U乙×2I，则U甲=2U乙，A正确，B错误；根据I2R甲=(2I)2R乙得R甲=4R乙，C正确，D错误。

11.答案为：AD

解析：根据电位器结构和连线可知：串接A、B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正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误；串接B、C使滑动触头顺时针转动时，回路电阻减小，回路电流增大，灯泡变亮，D正确。

12.答案为：BC；

解析：L1两端的电压为U=3 V，由题图乙得此时的电流为I=0.25 A，灯泡电阻R1==12 Ω，A错误；L1消耗的功率P=UI=3×0.25 W=0.75 W，B正确；若L2的电阻为5 Ω，则根据串联电路中电压与电阻成正比，可知此时L2两端的电压为1 V，由题图乙可求得此时L2中的电流为0.2 A，则L2的阻值为R2== Ω=5 Ω，与假设一致，C正确；此时L2消耗的电功率P′=U′I′=1×0.2 W=0.2 W，D错误。

三 、计算题

13.解：由题图乙可求得U=10 V时，电解液的电阻

R== Ω=2 000 Ω

由题图甲可知电解液容器长l=a=1 m

截面积S=bc=0.02 m2

结合电阻定律R=ρ得

ρ== Ω·m=40 Ω·m。

14.解：(1)由题意知，并联部分电压为U=8 V，内电压应为U内=E－U=2 V

总电流I==2 A，

电源的输出功率P出=UI=16 W。

(2)流过灯泡的电流I1==1.5 A

则流过电动机的电流I2=I－I1=0.5 A

电动机的热功率P0=I22R0=1 W

10 s内产生的热量Q=P0t=10 J。

(3)电动机的总功率P=UI2=4 W

电动机的机械功率P机=P－P0=3 W。

15.解：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：

R＝＝ 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＝IrM＋P输出

所以：rM＝＝ 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－IrA

所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W。