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1、作業(yè)33 電流 電阻 電功 電功率
一、選擇題
1.導(dǎo)體中電流I的表達(dá)式I=nqSv,其中S為導(dǎo)體的橫截面積,n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量,v是( )
A.導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率
B.導(dǎo)體傳導(dǎo)的速率
C.電子熱運(yùn)動(dòng)的速率
D.自由電荷定向移動(dòng)的速率
解析:從微觀上看,電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷所帶的電荷量、自由電荷定向移動(dòng)速率,還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān),公式I=nqSv中的v就是自由電荷定向移動(dòng)的速率.故選D.
答案:D
2.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),對(duì)于同種材料的導(dǎo)體,下列說(shuō)法正確的是( )
A.橫截面積一定,電
2、阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比
B.長(zhǎng)度一定,電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比
C.電壓一定,電阻與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比
D.電流一定,電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比
解析:由R=ρ可知,在橫截面積S一定時(shí),電阻R與長(zhǎng)度l成正比,長(zhǎng)度l一定時(shí),電阻R與橫截面積S成反比,故A正確、B錯(cuò)誤;R=是電阻的定義式,提供了一種測(cè)電阻的方法,但電阻R與電壓U、電流I無(wú)關(guān),故C、D均錯(cuò)誤.
答案:A
3.(沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖33-1所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)為ab=10 cm,bc=5 cm,當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時(shí),電流強(qiáng)度為2 A,若將A與B接入電壓恒為U的電路中,則電流為( )
圖33-1
3、
A.0.5 A B.1 A
C.2 A D.4 A
解析:設(shè)金屬薄片厚度為D,根據(jù)電阻定律公式R=
ρ,有RCD=ρ,RAB=ρ,故=·=;根據(jù)歐姆定律,電壓相同時(shí),電流與電阻成反比.故兩次電流之比為4∶1,故第二次電流為0.5 A,故選A.
答案:A
4.如圖33-2甲、乙所示,P為一塊半圓形薄電阻合金片,先將它按圖甲方式接在電極A、B之間,然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間,設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的,則這兩種接法電阻大小關(guān)系為( )
圖33-2
A.R甲=R乙 B.R甲=R乙
C.R甲=2R乙
4、D.R甲=4R乙
解析:將四分之一圓形薄合金片看成一個(gè)電阻,設(shè)為r,圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián),R甲=,圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián),R乙=2r,所以R甲=R乙,所以B正確.
答案:B
5.(湖北武漢調(diào)研)電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備之一.如圖33-3所示,某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓,ac間的電阻是cd間電阻的(n-1)倍,某次測(cè)量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U,則輸入端的電壓為( )
圖33-3
A.nU B.
C.(n-1)U D.
解析:設(shè)電路中電流為I,由電路圖知輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U=IRcd=Rcd=Rcd=,則輸入端的
5、電壓U入=nU,故A正確,其他選項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:A
圖33-4
6.(宜昌模擬)如圖33-4所示,a、b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲的伏安特性曲線,下列判斷中正確的是( )
A.a(chǎn)代表的電阻絲較粗
B.b代表的電阻絲較粗
C.a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值
D.圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比
解析:圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),故Ra>Rb,C錯(cuò)誤;由R=ρ知a的橫截面積較小,A錯(cuò)誤,B正確;由圖象知導(dǎo)體的電阻與電壓無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤.
答案:B
7.(多選)電阻R1、R2、R3串聯(lián)在電路中.已知R1=10 Ω、R3=5 Ω,R1兩端的電壓為6 V
6、,R2兩端的電壓為12 V,則( )
A.電路中的電流為0.6 A
B.電阻R2的阻值為20 Ω
C.三只電阻兩端的總電壓為21 V
D.電阻R3兩端的電壓為4 V
解析:電路中電流I==A=0.6 A,A對(duì);R2阻值為R2==Ω=20 Ω,B對(duì);三只電阻兩端的總電壓U=I(R1+R2+R3)=21 V,C對(duì);電阻R3兩端的電壓U3=IR3=0.6×5 V=3 V,D錯(cuò).
答案:ABC
圖33-5
8.(河南商丘模擬)(多選)如圖33-5所示,圖線a表示的導(dǎo)體的電阻為R1,圖線b表示的導(dǎo)體的電阻為R2,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.R1∶R2=1∶3
B.把R1拉長(zhǎng)
7、到原來(lái)的3倍長(zhǎng)后電阻等于R2
C.將R1與R2串聯(lián)后接于電源上,則功率之比 P1∶P2=1∶3
D.將R1與R2并聯(lián)后接于電源上,則電流之比I1∶I2=1∶3
解析:根據(jù)I-U圖象知,圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以R1∶R2=1∶3,A正確;根據(jù)公式R=ρ可得,把R1拉長(zhǎng)到原來(lái)的3倍長(zhǎng)后,橫截面積減小為原來(lái)的,所以電阻變?yōu)樵瓉?lái)的9倍,B錯(cuò)誤;串聯(lián)電路電流相等,所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上,電流之比I1∶I2=1∶1,根據(jù)公式P=I2R可得,功率之比P1∶P2=1∶3,C正確;并聯(lián)電路電壓相等,電流之比等于電阻的反比,所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上,電流之比I1∶I2=3∶1,D錯(cuò)誤
8、.
答案:AC
9.(多選)電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài),另一種是鍋內(nèi)水燒開后的保溫狀態(tài),如圖33-6所示是一學(xué)生設(shè)計(jì)的電飯鍋電路原理示意圖,S是用感溫材料制造的開關(guān).下列說(shuō)法中正確的是( )
圖33-6
A.加熱狀態(tài)時(shí)是用R1、R2同時(shí)加熱的
B.當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài),S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)
C.當(dāng)=7,R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)的
D.當(dāng)=2-1,R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)的
解析:由P=得:當(dāng)接通S時(shí),電阻變小,功率變大,處于加熱狀態(tài);當(dāng)斷開S時(shí),電阻變大,功率變小,處于保溫狀態(tài).可知,R2是供加熱用的電阻絲,故A錯(cuò)
9、誤,B正確.逆推:當(dāng)R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)的時(shí),根據(jù)公式P=,可知=××8得=2-1,C錯(cuò)誤,D正確.
答案:BD
10.(昆明三中期中)(多選)如圖33-7所示,電阻R1=20 Ω,電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R2=10 Ω.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電流表的示數(shù)是0.5 A,當(dāng)開關(guān)S閉合后,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),電路兩端的電壓不變,電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P為( )
圖33-7
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D.P<15 W
解析:當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),由歐姆定律得,U=I1R1=10 V,當(dāng)開關(guān)S閉合后,通過(guò)R1的電流仍為0.5
10、A,電動(dòng)機(jī)的電流I2<=A=1 A,故電流表的電流I<1.5 A,電路消耗的電功率P=UI<15 W,故A、C錯(cuò)誤,B、D正確.
答案:BD
圖33-8
11.(上海靜安一模)(多選)硅光電池作為電源已廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星、燈塔和無(wú)人氣象站等,高速公路上安裝的“電子眼”通常也采用硅光電池供電.硅光電池的原理如圖所示,a、b是硅光電池的兩個(gè)電極,P、N是兩塊硅半導(dǎo)體,E區(qū)是兩塊半導(dǎo)體自發(fā)形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū),P的上表面鍍有一層增透膜.光照射到半導(dǎo)體P上,使P內(nèi)受原子束縛的電子成為自由電子,自由電子經(jīng)E區(qū)電場(chǎng)加速到達(dá)半導(dǎo)體N,從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),形成電流.以下說(shuō)法正確的是( )
A.E區(qū)勻強(qiáng)電
11、場(chǎng)的方向由N指向P
B.電源內(nèi)部的電流方向由P指向N
C.a(chǎn)電極為電池的正極
D.硅光電池是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
解析:根據(jù)題意,E區(qū)電場(chǎng)能使P逸出的自由電子向N運(yùn)動(dòng),因負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反,所以電場(chǎng)方向由N指向P,由于電流的方向與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反,所以電源內(nèi)部的電流方向由N指向P,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)以上對(duì)電流方向的分析可知,a為電源正極,該電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.
答案:AC
12.(北京昌平臨川育人學(xué)校月考)(多選)鋰電池因能量高、環(huán)保無(wú)污染而廣泛使用在手機(jī)等電子產(chǎn)品中,現(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電,等效電路如圖33-9所
12、示,充電器電源的輸出電壓為U,輸出電流為I,手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,下列說(shuō)法正確的是( )
圖33-9
A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI-I2r
B.充電器輸出的電功率為UI+I(xiàn)2r
C.電池產(chǎn)生的熱功率為I2r
D.充電器的充電效率為×100%
解析:充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能,根據(jù)能量守恒定律,有UI=I2r+P化,故電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率P化=UI-I2r,選項(xiàng)A正確;充電器輸出的電功率為P=UI,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電池產(chǎn)生的熱功率為P熱=I2r,選項(xiàng)C正確;充電器的充電效率為η=×100%=×100%,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:AC
二、非選擇題
13.如圖33-10所示是
13、一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖.電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r=0.8 Ω,電路中另一電阻R=10 Ω,直流電壓U=160 V,電壓表示數(shù)UV=110 V.試求:
(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流;
(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率;
(3)若電動(dòng)機(jī)以v=1 m/s勻速豎直向上提升重物,求該重物的質(zhì)量?(g取10 m/s2)
圖33-10
解析:(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓UR=U-UV=(160-110)V=50 V,流過(guò)電阻R的電流IR==A=5 A,即通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流,IM=IR=5 A.
(2)電動(dòng)機(jī)的分壓UM=UV=110 V,輸入電動(dòng)機(jī)的功率P電=IMUM=550 W.
(3)
14、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱=Ir=20 W,電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出=P電-P熱=530 W,又因P出=mgv,所以m==53 kg.
答案:(1)5 A (2)550 W (3)53 kg
14.如圖33-11所示,A為電解槽,M為電動(dòng)機(jī),N為電爐子,恒定電壓U=12 V,電解槽內(nèi)阻rA=2 Ω,當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開時(shí),電流表A示數(shù)為6 A;當(dāng)S2閉合,S1、S3斷開時(shí),電流表A示數(shù)為5 A,且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W;當(dāng)S3閉合,S1、S2斷開時(shí),電流表A示數(shù)為4 A.求:
(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率;
(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻;
(3)在電解槽工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率.
圖33-11
解析:(1)電爐子工作時(shí),由歐姆定律I=,得
R==Ω=2 Ω
其發(fā)熱功率為PR=UI1=12×6 W=72 W.
(2)電動(dòng)機(jī)工作時(shí),由能量守恒定律,得UI2=IrM+P輸出,所以rM==Ω=1 Ω.
(3)電解槽工作時(shí),由能量守恒定律,得P化=UI3-IrA
所以P化=(12×4-42×2) W=16 W.
答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16