浙江省2013年高考物理能力突破7.1电流电阻电功及电功率.docx

浙江 2013 年物理高考能力突破：7.1 电流电阻电功及电功率(40 分钟100分)一、单项选择题( 本题共 4 小题，每小题7 分，共 28 分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012 苏州模拟 ) 导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()A. 横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B. 长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C. 电压一定，电阻与通过导体的电流成反比D. 电流一定，电阻与导体两端的电压成正比2. 两根材料相同的均匀导线 A 和 B，其长度分别为 L 和 2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则 A 和 B 导线的横截面积之比为 ( )A.2 3B.1 3C.1 2D.3 13. 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )A.1 4B.1 8C.1 16D.16 14.( 预测题 ) 如图所示为一未知电路，现测得两个端点a、 b 之间的电阻为R，若在 a、 b 之间加上电压U，测得通过电路的电流为I ，则该未知电路的电功率一定为( )1A.I 2RB. U 2C.UID.UI-I 2RR二、不定项选择题( 本题共 3 小题，每小题 7 分，共 21 分，每小题至少一个选项符合题意)5.(2012盐城模拟 ) 如图所示，图线1 表示的导体电阻为R1，图线 2 表示的导体电阻为R2，则下列说法正确的是 ()A.R1 R2=1 312B.R R =3 1C. 将 R1与 R2 串联后接于电源上，则电流比I 1I 2=1 3D. 将 R 与 R 并联后接于电源上，则电流比I I=1 312126.( 创新题 ) 在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路. 调节滑动变阻器 R 并控制电 动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V. 重新调节 R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和 24.0 V.则这台电动机正常运转时输出功率为 ( )A.32 WB.44 WC.47 WD.48 W7.(2012 沈阳模拟 ) 如图所示，一直流电动机与阻值R=9 的电阻串联在电源上，电源电动势 E=30 V，内阻 r=1 ，用理想电压表测出电动机两端电压 U=10 V，已知电动机线圈电阻 RM=1 ，则下列说法中正确的是 ( ) A. 通过电动机的电流为 10 AB. 电动机的输入功率为20 WC. 电动机的热功率为4 WD. 电动机的输出功率为16 W三、计算题 ( 本大题共3 小题，共51 分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.(17分 ) 两根完全相同的金属裸导线A 和 B，如果把导线A均匀拉长到原来的2 倍，电阻为RA，导线 B对折后绞合起来，电阻为RB，然后分别加上相同的电压，求：(1) 它们的电阻之比；2(2) 相同时间内通过导线横截面的电荷量之比 .9.( 易错题 )(17 分 ) 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 r A=2 ，当 K1 闭合， K2、 K3 断开时， A 示数为 6 A ；当 K2 闭合， K1、 K3 断开时， A 示数为 5 A，且电动机输出功率为35 W；当 K3 闭合， K1、 K2 断开时， A 示数为 4 A. 求 :(1) 电炉子的电阻及发热功率各多大?(2) 电动机的内阻是多少？(3) 在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？10.(2012 温州模拟 )(17分) 有一条长35 km 的电缆 AB，发现由于其绝缘外皮在某处受到外来操作导致绝缘性能变坏，为探查其受损点，现作如下测量：使B 端开路，在A 端与地之间接入电动势为200 V 的电源( 内电阻不计 ) ，测得 B 端对地的电压为40 V; 使 A 端开路，在B 端与地之间接入电动势为200 V 的电源，测得 A 端对地的电压为50 V. 计算破损点距A 端多远？ ( 测电压用理想电压表)答案解析1. 【解析】选 A. 对于同种材料的导体，电阻率是个定值，根据电阻定律Rl可知横截面积一定，电阻SU与 导体的长度成正比， A 正确；长度一定， 电阻与导体的横截面积成反比，B 错误；由欧姆定律知 RI此式是电阻的定义式，电阻R 与电压 U、电流 I无正反比关系，故C、D 错误 .【变式备选】用电器距离电源L，线路上的电流为I ，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为 . 那么，输电线的横截面积的最小 值是 ()3A.LB. 2 LIRUC.UD.2ULLII【解析】选 B. 由题意知，输电线最大电阻U2L2LIR，根据电阻定律得 R， S，故 B 正确 .ISU2. 【解析】选 B. 由图象可知两导线电压降分别为UA 6 V ，UB 4 V ；由于它们串联，则R AU A3R BU B；2由电阻定律可知R A L A SB，解得 SA1 ，选项 B 正确 .R B L B SASB33. 【解析】选C. 根据 RlS变为原来的 1，再根据 IU4R. 长度拉长为原来的2 倍后，电阻变为原来的4 倍，对折后绞合起来，电阻和 q=It ，可以确定C正确 .4. 【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)方框中未知电路可能是纯电阻电路，也可能是非纯电阻电路.(2)只有纯电阻电路，2U 2P=I R 和 P才能适用，而 P=UI 对任何电路都适用 .R【解析】选 C. 不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P=UI，选项 C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有 P UI2U 2，故 A、 B 错误；而 UI-I2D 错IRR 为电能转化为其他形式能量的功率，故R误 .5. 【解析】选 A. 根据 I-U图线斜率的倒数表示电阻大小，R R=1 3，故 A 正确 ,B 错误 . 再根据串、并联12电路的特点，串联时电流相同，C 错误 ; 并联时， I 1 I 2=R2 R1=3 1， D 错误 .6【解析】选A. 当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算U出电动机的内阻为：r，代入数据得：r=4 ，重新调节R并使电动机恢复正常运转，根据题中的两I表读数，计算出电动机的输出功率为：P=UI-I 2r ，代入数据解得：P=32 W， B、C、 D 错误， A 正确 .【总结提升】电动机中的能量转化电动机问题是非纯电阻电路的典型问题. 分析这类问题，重点关注以下三点(1) 电流通过电动机做的功为W电 ，电动机发热产生的热量为Q，同时转化为机械能的多少为W机 ，则 W电 =W机 +Q.2(2) 在电动机电路中，欧姆定律不再成立，由此推出的公式PI 2R、 PU等也不再成立.R4(3)特殊情况，当电动机转子被卡住时，电动机电路变为纯电阻电路，电流做的功全部用来产生热量.7. 【解析】选 B、 C、 D. 由 E=30 V，电动机两端电压 10 V 可得 R 和电源内阻上分担电压为20 V ，则I20A 2 A ，故 A 错；电动机输入功率P=UI=10 V 2 A=9120 W，故热2 MC正确； P输出=P-P热=20 W-4 W=16 W，故 D正确 .B正确； P=I R =4 1 W=4 W，故【变式备选】一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示. 根据表中所提供的数据，计算出 此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为( )额定容量54 L最高水温75额定功率1 500 W额定压力0.7 MPa额定电压220 V电器类别类A.6.8 AB.0.15 AC.4.4 AD.0.23 A【解析】选A. 由 PUI 可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：P1 500IA6.8 A ，选项 A 正确 .U 2208. 【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1) 电阻的大小由导体长度 、横截面积及导体材料决定 .(2) 电荷量可由 q=It 表达，而电流又可表达为 I=U/R.(3) 导体形状改变后，其体积不变 .【解析】 (1) 某导体形状改变后，由于质量不变，则总体积不变，电阻率不变，当长度l 和面积 S 变化时，应用 V=S来确定 S、l在形变前后的关系，分别用电阻定律求出l、S 变化前后的电阻关系 .l(2 分 )一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的2 倍，则横截面积为原来的1 ，设 A、 B 导线原长为 l ，2横截面积为S，电阻为AASlBlR，则 l =2l ,S =, =22B=2S.S2l4lA=4R,RSS2l1lRB=2.R2S4S4则 RA RB =4R R =16 1.4(2) 根据 I= q ,q=It=U t ( 此步推导的方法是利用不变量t R则 qA qB=RB RA =1 16.,(3 分 )(2 分 )(3分)(3分)U 和已知量R、 t) ，由题意知：UA=UB， t A=t B,(4 分 )5答案： (1)16 1(2)1 169. 【解析】 (1) 电炉子为纯电阻 ，由欧姆定律 I= U ，得RR= U12=2 (3 分 )I 16其发热功率为 PR=UI1=12 6 W=72 W(3 分 )(2) 电动机为非纯电阻，由能量守恒定律2(3 分 )得 UI 2=I 2 r M+P 输出UI 2P输出12 5 35(3 分 )所以： r M=1I2252(3) 电解槽工作时，由能量守恒定律得P化332 A(3 分 )=UI -Ir所以 P 化 =(12 4-4 2 2) W=16 W(2 分 )答案： (1)2 72 W(2)1(3)16 W10.【解析】取大地电势为零，认为大地电阻为零. 设电缆单位长度的电阻为 r,由 U=IR R，设破损点距A 为 l A,(1 分 )A 端加 U=200 V 时， UU RU R ,(2 分 )l A rRUR=U =40 V ，得(2 分 )20040lA r (2 分 )40RB 端加 U=200 V 时， UU RlB r ,(2 分)U RRU R=U =50 V, 得(2 分 )20050lB r(2 分 )50R而 l A+l B=l=35 km (2 分)由得l A=20 km(2 分)答案： 20 km6