2012高考物理总复习训练：7_1 电流、电阻、电功与电功率

2012高考物理总复习训练：7_1 电流、电阻、电功与电功率

1．关于电阻率的说法正确的是( ) A．电阻率与导体的长度有关 B．电阻率与导体的材料有关 C．电阻率与导体的形状有关 D．电阻率与导体的横截面积有关 解析：电阻率与导体的材料和温度有关，与导体的长度、形状、横截面积等无关，故选项 A、C、D 都错，B 对． 答案：B 2．(2011 年上海春招)家用白炽灯泡的灯丝是由弹簧形状的钨丝制成．下列三幅漫画生动 地描绘了一位学生的经历，图(c)中坏的灯泡“比原来更亮”的原因是( ) [来源:Zxxk.Com] A．灯泡的电阻变小了 B．灯泡两端的电压变小了 C．灯泡的电阻变大了 D．灯泡两端的电压变大了 答案：A 3．把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为 l，直径为 d，乙 电阻丝长为 2l，直径为 2d，要使两电阻丝消耗的功率相等， 加在两电阻丝上的 电压应满足 ( ) A.U 甲 U 乙 ＝1 B.U 甲 U 乙 ＝ 2 2 [来源:学科网] C.U 甲 U 乙 ＝ 2 D.U 甲 U 乙 ＝2[来源:Z_xx_k.Com] 解析：根据电阻定律 R 甲＝ρ l S 甲 ，R 乙＝ρ 2l S 乙 P 甲＝U2甲 R 甲 ，P 乙＝U2乙 R 乙 ，若使 P 甲＝P 乙，即U2甲 R 甲 ＝U2乙 R 乙 ， U2甲 U2乙 ＝R 甲 R 乙 ＝ ρl πd/22 ρ2l πd2 ＝2，U 甲 U 乙 ＝ 2， 所以选项 C 是正确的． 答案：C 4．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为 240 m 的近似圆形轨道，当环中的电流是 10 mA 时(设电子的速度是 3×107 m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量 e＝1.6×10 －19 C)( )[来源:学科网 ZXXK] A．5×1011 B．5×1010 C．1×102 D．1×104 解析：由电流的定义式 I＝q t 得： q＝It＝Il v ＝8×10－8 C 所以在整个环中运行的电子数目为： n＝q e ＝5×1011 个，故选项 A 正确． 答案：A 5．(2010 年泰安模拟)有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压 和额定功率均为“220 V,60 W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( ) A．日光灯最多 B．电烙铁最多 C．电风扇最多 D．一样多 解析：电烙铁是纯电阻用电器．即以发热为目的，电流通过它就是用来产生热．而日光灯 和电风扇是非纯电阻用电器，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能 (光能和叶片动能)．综上所述，只有 B 正确． 答案：B 6．一个 T 型电路如图所示，电路中的电阻 R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试 电源，电动势为 100 V，内阻忽略不计．则( ) A．当 cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是 40 Ω B．当 ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是 40 Ω C．当 ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为 80 V D．当 cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为 80 V 解析：当 cd 端短路时，ab 之间的电路为 R2 和 R3 并联，然后与 R1 串联，因此 ab 之间的 等效电阻为 R2·R3 R2＋R3 ＋R1＝40 Ω.选项 A 正确．同理，当 ab 端短路时，R1 和 R3 并联，然后与 R2 串联，总电阻为 128 Ω，B 选项错误．当 ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为 R3 两端的 电压，电路为测试电源给串联的电阻 R1 和 R3 供电，因此，cd 两端的电压为 100 10＋40 ×40 V＝80 V，选项 C 正确．同理，当 cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压即 R3 两端的电压为 100 120＋40 ×40 V＝25 V，选项 D 错误． 答案：AC 7．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯 运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放 一物体 m，电梯静止时电流表示数为 I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、 乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是( )[来源:学科网 ZXXK][来源:学科网] A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动 解析：根据欧姆定律有 I＝U/R，当电梯静止时，物体对压敏电阻的压力为 mg，所以有 I0 ＝U/R，所以，甲图表示电梯可能做匀速直线运动，A 正确；因为压敏电阻的阻值随着压力的 增大而减小，所以，可判断丙图电梯可能做匀加速上升运动，B 错误，C 正确；同理可判断 D 也是正确的． 答案：ACD 8．(2009 年重庆)某实物投影机有 10 个相同的强光灯 L1～L10(24 V,200 W)和 10 个相同的 指示灯 X1～X10(220 V,2 W)，将其连接在 220 V 交流电源上，电路如图所示，若工作一段时间 后，L2 灯丝烧断，则( ) A．X1 的功率减小，L1 的功率增大 B．X1 的功率增大，L1 的功率增大 C．X2 的功率增大，其他指示灯的功率减小 D．X2 的功率减小，其他指示灯的功率增大 解析：由串、并联电路的知识知，若 L2 灯丝烧断，电路的电阻值变大，电流变小，除 X2 两端电压变大外，其他电压变小，故选 C. 答案：C 9．如图所示为甲、乙两灯泡的 I U 图象．根据图象 ，计算甲、乙两灯泡并联在电压为 220 V 的电路中，实际发光的功率约为( ) A．15 W、30 W B．30 W、40 W C．40 W、62 W D．60 W、100 W 解析：从图中曲线读取电流，求发光功率．由图可看出，在 U＝220 V 时，甲、乙两灯 泡的电流分别为 I 甲＝0.18 A，I 乙＝0.28 A，由 P＝UI 可求得甲、乙两灯泡的发光功率 P 甲＝UI 甲≈40 W，P 乙＝UI 乙≈62 W，选项 C 正确． 答案：C 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 1.6×105 Ω. (1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质电阻率． (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 10π μA，求该圆柱体的圆面半径和高．[来源:学科网 ZXXK] 解析：(1)由电阻定律：R＝ρl S ① 所以ρ＝RS l ＝1.6×105×1.0×10－4 2×10－6 Ω·m ＝8×106 Ω·m② (2)由欧姆定律和圆柱体体积公式 R＝U I ③ V＝πr2h④ R＝ρ h πr2 ⑤ 由③④⑤可得：U I ＝ρh2 V ⑥ 代入数据解得 h＝0.02 m＝2 cm 将 h 值代入④式得 r＝0.04 m＝4 cm 答案：(1)8×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm 11．为保持良好环境，在 2010 年广州亚运会期间应用环保汽车以减少对环境污染．假设 某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量 m＝3×103 kg.当它在水平路面上以 v＝36 km/h 的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流 I＝50 A，电压 U＝300 V．在此行驶状 态下[来 源:Zxxk.Com] (1)求驱动电机的输入功率 P 电； (2)若驱动电机能够将输入功率的 90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率 P 机，求汽车所 受阻力与车重的比值(g 取 10 m/s2)； (3)设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积．结 合计算结果，简述你对该设想的思考． 已知太阳辐射的总功率 P0＝4×1026 W，太阳到地球的距离 r＝1.5×1011 m，太阳光传播 到达地面的过程中大约有 30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%.[来 源:学.科.网 Z.X.X.K] 解析：(1)驱动电机的输入功率 P 电＝IU＝1.5×104 W① (2)在匀速行驶时 P 机＝0.9P 电＝Fv＝fv，② f＝0.9P 电/v③[来源:学科网] 得汽车所受阻力与车重之比 f/mg＝0.045.④ (3)当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小，设其为 S.距太阳中心为 r 的球面面积 S0 ＝4πr2⑤ 若没有能量损耗，太阳能电池板接收到的太阳能功率为 P′，则 P′ P0 ＝ S S0 ⑥ 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为 P P＝(1－30%)P′⑦ P P01－30% ＝ S S0 ⑧ 由于 P 电＝15%P，所以电池板的最小面积 S＝ PS0 0.7P0 ＝ 4πr2P 电 0.15×0.7P0 ＝101 m2.⑨ 分析可行性并提出合理的改进建议如下： 由于所需太阳能电池板面积过大(101 m2)，远超过一般汽车的面积，因此只有大幅度提高 电池板的效率，才可以投入实际应用． 答案：(1)1.5×104 W (2)0.045 (3)101 m2 应大幅度提高电池板的效率