通用版2020版高考物理大一轮复习考点规范练26《电阻定律欧姆定律焦耳定律》(含解析)
展开考点规范练26 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律
一、单项选择题
1.关于电阻率,下列说法正确的是( )
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好
B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小
C.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大
D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们制作标准电阻
答案D
解析电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,说明其导电性能越差,A错;各种材料的电阻率大都与温度有关,纯金属的电阻率随温度升高而增大,超导体是当温度降低到某个临界温度时,电阻率突然变为零,B、C均错;某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用于制作标准电阻,D对。
2.
如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )
A.a代表的电阻丝较粗
B.b代表的电阻丝较粗
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
答案B
解析b图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律R=ρ,可知b代表的电阻丝较粗,选项B正确,A、C错误;电阻是导体本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项D错误。
3.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,则( )
A.通过两棒的电流不相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同
C.两棒内的电场强度不同,细棒内电场强度E1小于粗棒内电场强度E2
D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2
答案D
解析由于两棒串联,所以电流相等,A错误;由I=nqSv可知,两棒电流相等,而两棒横截面积不同,两棒的自由电子定向移动的平均速率不同,B错误;由R=ρ可知,细棒的电阻大,由串联分压原理可知细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,又由E=可知细棒内电场强度E1大于粗棒内电场强度E2,所以C错误,D正确。
4.用电器到发电厂的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。为使线路上的电压不超过U。那么,输电线的横截面积的最小值为( )
A. B. C. D.
答案B
解析输电线的总长为2l,由公式R=、R=ρ得S=,故B正确。
5.在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即Ff=kv(k是常量),则该导体的电阻应该等于( )
A. B. C. D.
答案B
解析电子定向移动,由平衡条件得kv=e,则U=,导体中的电流I=neSv,电阻R=,选项B正确。
6.
某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )
A.B点的电阻为12 Ω
B.B点的电阻为40 Ω
C.导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω
D.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
答案B
解析根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA=Ω=30Ω,RB=Ω=40Ω,所以ΔR=RB-RA=10Ω,故B对,A、C、D错。
二、多项选择题
7.现用充电器为一手机电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )
A.充电器输出的电功率为UI+I2r
B.电能转化为化学能的功率为UI-I2r
C.电池产生的热功率为I2r
D.充电器的充电效率为×100%
答案BC
8.右图是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.电热丝的电阻为55 Ω
B.电动机线圈的电阻为Ω
C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为1 000 J
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为120 J
答案AD
解析电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1000W-120W=880W,对电热丝由P=可得其电阻R=Ω=55Ω,选项A正确;由于不知道电动机线圈的发热功率,所以电动机线圈的电阻无法计算,选项B错误;当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为880J,选项C错误;不管电吹风吹热风还是吹冷风,电动机每秒消耗的电能都是120J,选项D正确。
9.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,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法正确的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R=
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积
答案ABD
解析在I-U图像中,图线上的点与O点的连线的斜率表示该点所对应的电压、电流下电阻的倒数,图像中连线的斜率逐渐减小,电阻逐渐增大,A正确;对应P点,小灯泡的电压为U1,电流为I2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R=,B正确,C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2,即为题图中矩形PQOM所围的面积,D正确。
三、非选择题
10.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 μm左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω。
(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。
(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32π cm3,当在其两底面上加上1 000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求圆柱体的圆面半径和高。
答案(1)8×106Ω·m (2)4 cm 2 cm
解析(1)由电阻定律R=ρ得ρ=Ω·m=8×106Ω·m。
(2)由部分电路欧姆定律得R=
由圆柱体体积公式得πr2h=V
又R=ρ
联立解得r=4cm,h=2cm。
11.
如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电热炉,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)电热炉的电阻及发热功率;
(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(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W
解析(1)电热炉为纯电阻元件,由欧姆定律得R=Ω=2Ω。
其发热功率为P=UI1=12×6W=72W。
(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI2=RM+P输出
所以RM=Ω=1Ω。
(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得P化=UI3-RA
所以P化=(12×4-42×2)W=16W。
12.为保护自然环境,开发绿色能源,实现旅游与环境的协调发展,某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统,用来满足园内用电需求。已知该发电系统的输出功率为1.0×105 W,输出电压为220 V。问:
(1)按平均每天太阳照射6小时计,该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能?
(2)该太阳能发电系统除了向10台1 000 W的动力系统正常供电外,还可以同时供园内多少盏额定功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯正常工作?
(3)由于发电系统故障,输出电压降为110 V,此时每盏额定功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少?(设照明灯的电阻恒定)
答案(1)2.19×105 kW·h(或7.884×1011 J) (2)900盏 (3)
解析(1)P=1.0×105W=100kW
t=365×6h=2190h
E=Pt=2.19×105kW·h(或E=7.884×1011J)。
(2)P=10×1kW+n·0.1kW,得n=900(盏)。
(3)设P1和U1分别为照明灯正常工作时的功率和电压,P2和U2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压。
由功率公式P=,
所以P2=,即为正常工作时的。
