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考點(diǎn)規(guī)范練26　電阻定律　歐姆定律　焦耳定律 一、單項(xiàng)選擇題 1.關(guān)于電阻率,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,電阻率越大,其導(dǎo)電性能越好 B.各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度升高而減小 C.所謂超導(dǎo)體,是當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),它的電阻率突然變?yōu)闊o(wú)窮大 D.某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,通常用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻 答案D 解析電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,電阻率越大,說(shuō)明其導(dǎo)電性能越差,A錯(cuò);各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān),純金屬的電阻率隨溫度升高而增大,超導(dǎo)體是當(dāng)溫度降低到某個(gè)臨界溫度時(shí),電阻率突然變?yōu)榱?B、C均錯(cuò);某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,通常用于制作標(biāo)準(zhǔn)電阻,D對(duì)。 2. 如圖所示,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,下列判斷正確的是(　　) A.a代表的電阻絲較粗 B.b代表的電阻絲較粗 C.a電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值 D.圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比 答案B 解析b圖線的斜率大,表示電阻小,由電阻定律R=ρlS,可知b代表的電阻絲較粗,選項(xiàng)B正確,A、C錯(cuò)誤;電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電阻兩端的電壓無(wú)關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3.如圖所示,兩個(gè)截面不同、長(zhǎng)度相等的均勻銅棒接在電路中,兩端電壓為U,則(　　) A.通過(guò)兩棒的電流不相等 B.兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率相同 C.兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E1小于粗棒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E2 D.細(xì)棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2 答案D 解析由于兩棒串聯(lián),所以電流相等,A錯(cuò)誤;由I=nqSv可知,兩棒電流相等,而兩棒橫截面積不同,兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同,B錯(cuò)誤;由R=ρlS可知,細(xì)棒的電阻大,由串聯(lián)分壓原理可知細(xì)棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2,又由E=Ud可知細(xì)棒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E1大于粗棒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E2,所以C錯(cuò)誤,D正確。 4.用電器到發(fā)電廠的距離為l,線路上的電流為I,已知輸電線的電阻率為ρ。為使線路上的電壓不超過(guò)U。那么,輸電線的橫截面積的最小值為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.ρlR B.2ρlIU C.UρlI D.2UlIρ 答案B 解析輸電線的總長(zhǎng)為2l,由公式R=UI、R=ρLS得S=2ρlIU,故B正確。 5.在長(zhǎng)度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體兩端加上電壓,導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)。導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場(chǎng)力作用下先做加速運(yùn)動(dòng),然后與做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速,如此往復(fù)……所以,我們通常將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成速率為v(不隨時(shí)間變化)的定向運(yùn)動(dòng)。已知阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率v成正比,即Ff=kv(k是常量),則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于(　　) A.klneS B.klne2S C.kSnel D.kSne2l 答案B 解析電子定向移動(dòng),由平衡條件得kv=eUl,則U=kvle,導(dǎo)體中的電流I=neSv,電阻R=UI=klne2S,選項(xiàng)B正確。 6. 某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中AB段(曲線)所示,關(guān)于導(dǎo)體的電阻,以下說(shuō)法正確的是(　　) A.B點(diǎn)的電阻為12 Ω B.B點(diǎn)的電阻為40 Ω C.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1 Ω D.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9 Ω 答案B 解析根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RA=30.1Ω=30Ω,RB=60.15Ω=40Ω,所以ΔR=RB-RA=10Ω,故B對(duì),A、C、D錯(cuò)。 二、多項(xiàng)選擇題 7.現(xiàn)用充電器為一手機(jī)電池充電,等效電路如圖所示,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(　　) A.充電器輸出的電功率為UI+I2r B.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI-I2r C.電池產(chǎn)生的熱功率為I2r D.充電器的充電效率為IrU100% 答案BC 8.右圖是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖,它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn),將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入,經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1 000 W。關(guān)于該電吹風(fēng),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電熱絲的電阻為55 Ω B.電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為12103Ω C.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電熱絲每秒消耗的電能為1 000 J D.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為120 J 答案AD 解析電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為P=1000W-120W=880W,對(duì)電熱絲由P=U2R可得其電阻R=U2P=2202880Ω=55Ω,選項(xiàng)A正確;由于不知道電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率,所以電動(dòng)機(jī)線圈的電阻無(wú)法計(jì)算,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電熱絲每秒消耗的電能為880J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;不管電吹風(fēng)吹熱風(fēng)還是吹冷風(fēng),電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能都是120J,選項(xiàng)D正確。 9.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點(diǎn),PN為圖線在P點(diǎn)的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大 B.對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R=U1I2 C.對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R=U1I2-I1 D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積 答案ABD 解析在I-U圖像中,圖線上的點(diǎn)與O點(diǎn)的連線的斜率表示該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓、電流下電阻的倒數(shù),圖像中連線的斜率逐漸減小,電阻逐漸增大,A正確;對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電壓為U1,電流為I2,根據(jù)歐姆定律可知,小燈泡的電阻應(yīng)為R=U1I2,B正確,C錯(cuò)誤;對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的功率為P=U1I2,即為題圖中矩形PQOM所圍的面積,D正確。 三、非選擇題 10.神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無(wú)髓鞘兩大類(lèi)。現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為,髓鞘是由多層(幾十層到幾百層不等)類(lèi)脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,髓質(zhì)具有很大的電阻。已知蛙有髓鞘神經(jīng),髓鞘的厚度只有2 μm左右。而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達(dá)1.6105Ω。 (1)若不計(jì)髓質(zhì)片層間的接觸電阻,計(jì)算髓質(zhì)的電阻率。 (2)若有一圓柱體是由髓質(zhì)制成的,該圓柱體的體積為32π cm3,當(dāng)在其兩底面上加上1 000 V的電壓時(shí),通過(guò)該圓柱體的電流為10πμA,求圓柱體的圓面半徑和高。 答案(1)8106Ωm　(2)4 cm　2 cm 解析(1)由電阻定律R=ρlS得ρ=RSl=1.61051.010-4210-6Ωm=8106Ωm。 (2)由部分電路歐姆定律得R=UI 由圓柱體體積公式得πr2h=V 又R=ρhπr2 聯(lián)立解得r=4cm,h=2cm。 11. 如圖所示,A為電解槽,M為電動(dòng)機(jī),N為電熱爐,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(kāi)時(shí),A示數(shù)為6 A;當(dāng)S2閉合,S1、S3斷開(kāi)時(shí),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(kāi)時(shí),A示數(shù)為4 A。求: (1)電熱爐的電阻及發(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。 答案(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 解析(1)電熱爐為純電阻元件,由歐姆定律得R=UI1=126Ω=2Ω。 其發(fā)熱功率為P=UI1=126W=72W。 (2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件,由能量守恒定律得UI2=I22RM+P輸出 所以RM=UI2-P輸出I22=125-3552Ω=1Ω。 (3)電解槽為非純電阻元件,由能量守恒定律得P化=UI3-I32RA 所以P化=(124-422)W=16W。 12.為保護(hù)自然環(huán)境,開(kāi)發(fā)綠色能源,實(shí)現(xiàn)旅游與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,某植物園的建筑屋頂裝有太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),用來(lái)滿足園內(nèi)用電需求。已知該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1.0105 W,輸出電壓為220 V。問(wèn): (1)按平均每天太陽(yáng)照射6小時(shí)計(jì),該發(fā)電系統(tǒng)一年(按365天計(jì))能輸出多少電能? (2)該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)除了向10臺(tái)1 000 W的動(dòng)力系統(tǒng)正常供電外,還可以同時(shí)供園內(nèi)多少盞額定功率為100 W、額定電壓為220 V的照明燈正常工作? (3)由于發(fā)電系統(tǒng)故障,輸出電壓降為110 V,此時(shí)每盞額定功率為100 W、額定電壓為220 V的照明燈消耗的功率是其正常工作時(shí)的多少?(設(shè)照明燈的電阻恒定) 答案(1)2.19105 kWh(或7.8841011 J)　(2)900盞　(3)14 解析(1)P=1.0105W=100kW t=3656h=2190h E=Pt=2.19105kWh(或E=7.8841011J)。 (2)P=101kW+n0.1kW,得n=900(盞)。 (3)設(shè)P1和U1分別為照明燈正常工作時(shí)的功率和電壓,P2和U2分別為供電系統(tǒng)發(fā)生故障后照明燈的實(shí)際功率和電壓。 由功率公式P=U2R得P1P2=U1U22, 所以P2=P1U1U22=P14,即為正常工作時(shí)的14。