2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流第1讲电流练习含答案

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第1讲　电流 、电阻、电功及电功率
　　

　　　　　　　　　　　　　　　
知识巩固练
1.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d1＝0.5 mm和d2＝1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A.把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是(　　)
A.6.0 A B.7.5 A
C.10.0 A D.8.0 A
【答案】B　
【解析】因甲、乙两保险丝等长，由R＝ρlS＝ρLπd22，知R1R2＝4.当R1、R2并联时，令I1＝2 A，则由I1R1＝I2R2，得I2＝8 A＞6 A，故I1不能取2 A；令I2＝6 A，则由I1R1＝I2R2，得I1＝1.5 A＜2.0 A，故两者并联时，整个电路允许通过的最大电流I＝I1＋I2＝(1.5＋6) A＝7.5 A.故B正确.
2.下面给出的四个图像中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是(　　)

　　A　　　　B　　　　C　　　　D
　【答案】C
3.(多选)如图是小灯泡L(灯丝材料是钨)和某种特殊电阻R的伏安特性曲线，M为两曲线交点.下列说法正确的有(　　)

A.在M点状态下，小灯泡L和电阻R的功率相等
B.在M点状态下，小灯泡L的阻值比电阻R的小
C.曲线a是小灯泡L的伏安特性曲线，曲线b是电阻R的伏安特性曲线
D.曲线a是电阻R的伏安特性曲线，曲线b是小灯泡L的伏安特性曲线
【答案】AC
4.下图为一块长方体铜块，将1和2、3和4分别接在一个恒压源(输出电压保持不变)的两端，通过铜块的电流之比为(　　)

A.1 B.c2a2 C.a2b2 D.b2c2
【答案】B　
【解析】根据电阻定律R＝ρLS得，当在1、2两端加上恒定电压U时，R12＝ρabc，通过铜块的电流I12＝Ubcρa；当在3、4两端加上恒定的电压时，R34＝ρcab，通过铜块的电流I34＝Uabρc，所以I12∶I34＝c2a2.B正确，A、C、D错误.
5.(多选)如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U，接通电路后(　　)

A.通过两棒的电流相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相等且等于光速
C.两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1小于粗棒内场强E2
D.细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2
【答案】AD　
【解析】两棒串联，I1＝I2，故A正确；由电流微观表达式I＝nqSv知，因为S1＜S2，所以自由电子的定向移动速率v1＞v2，故B错误；E＝Ud＝IRd＝Id·ρdS＝IρS，因为S1＜S2，所以E1＞E2，故C错误；U＝IR＝I·ρdS，因为S1＜S2，所以U1＞U2，故D正确.
6.光敏电阻是一种对光敏感的元件，典型的光敏电阻在没有光照射时其电阻可达100 kΩ，在有光照射时其电阻可减小到100 Ω，小明同学用这样的光敏电阻和实验室里0.6 A量程的电流表或3 V量程的电压表、定值电阻以及两节干电池，设计一个比较灵敏的光照强度测量计，下列电路可行的是(　　)
　　 　　　
A B C D

【答案】B　
【解析】A图中当光敏电阻阻值在100 Ω～100 kΩ变化时，电压表的读数范围Umax＝1×1051×105＋10×3 V≈3 V，Umin＝100100＋10×3 V≈2.73 V，读数变化范围很小，A不符合题意；B图中当光敏电阻阻值在100 Ω～100 kΩ变化时，电压表的读数范围Umax＝1×1051×105＋1×104×3 V≈2.73 V，Umin＝100100＋1×104×3 V≈0.03 V，读数变化范围较大，B符合题意；C图中电流表读数是恒定的，C不符合题意；D图中当光敏电阻阻值在100 Ω～100 kΩ变化时，电流表读数很小，且变化范围也很小，D不符合题意.
综合提升练
7.(2022年上海模拟)如图是电解硫酸铜溶液的装置示意图，图中电压表示数为U，电流表示数为I，通电时间t，则下列说法正确的是(　　)

A.CuSO4溶液中的阳离子向铜板定向移动
B.IU是电能转化成化学能的功率
C.IUt是这段时间内电路消耗的总电能
D.IUt是这段时间内产生的总焦耳热
【答案】C　
【解析】由于铜板接电源的正极，因此CuSO4溶液中的阴离子向铜板定向移动，A错误；该电路是非纯电阻性电路，IU是消耗电能的总功率，其中有一部分转化为化学能，还有一部分产生焦耳热，因此，IUt是这段时间内电路消耗的总电能，而I2rt是这段时间内产生的总焦耳热，其余的才转化为化学能，B、D错误，C正确.
8.(2022年武汉调研)某国产电动轿车是全球首款搭载“刀片电池”的车型.若该车装配了120块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是200 A·h，平均工作电压是3.2 V，则下列说法正确的是(　　)
A.单块电池充满电后储存的电荷量是200 C
B.单块电池充满电后储存的电能是640 W·h
C.若该车在某次行驶中平均能耗是13 kW·h/100 km，则其续航里程是640 km
D.若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min可将该电池从其容量的30%充到80%
【答案】BD　
【解析】单块电池充满电后储存的电荷量是q＝200 A·h＝200 A·3 600 s＝7.2×105 C，A错误；单块电池充满电后储存的电能是E1＝UIt＝3.2 V×200 A·h＝640 W·h，B正确；该车充满电后储存的电能为E＝120E1＝120×0.64 kW·h＝76.8 kW·h，则其续航里程是s＝76.813×100 km≈591 km，C错误；若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min可将该电池充到q＝200 A×30 min＝100 A·h，即为总容量的50%，故可将该电池从其容量的30%充到80%，故D正确.

9.(2022年北京西城期末)某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系.通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息.若认为小电动机的电阻是不变的，则(　　)
序号
电压U/V
电流I/A
电动机工作状态
1
1.25
0.50
卡住未转动
2
2.00
0.20
稳定转动
3
3.5
0.30
稳定转动

A.小电动机的电阻大约为10 Ω
B.当小电动机的电压为2.00 V时，其发热功率为0.1 W
C.当小电动机的电压为2.00 V时，其电功率为0.3 W
D.当小电动机的电压为3.5 V时，其对外做功的功率为1.05 W
【答案】B　
【解析】将电压表当作理想电压表，当小电动机的电压为1.25 V时，电动机卡住未转动，电功率等于内阻发热功率UI＝I2r，将第一组数据代入可解得r＝2.5 Ω，A错误；当小电动机的电压为2.00 V时，电流是0.20 A，由P＝I2r得其发热功率为0.1 W，B正确；当小电动机的电压为2.00 V时，其电功率P＝UI＝2×0.2 W＝0.4 W，C错误；当小电动机的电压为3.5 V，
其对外做功的功率P出＝UI－I2r＝(3.5×0.3－0.32×2.5) W＝0.825 W，故D错误.
10.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，A示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，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，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.
【答案】解：(1)电炉为纯电阻元件，由欧姆定律得
R＝UI1＝126 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＝I22rM＋P输出，
所以rM＝UI2－P输出I22＝12×5－3552 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－I32rA，
所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W.