2021版高考物理一轮复习课时提升作业二十一电流电阻电功及电功率含解析

2021版高考物理一轮复习课时提升作业二十一电流电阻电功及电功率含解析

电流　电阻　电功及电功率 ‎(建议用时25分钟)‎ ‎1.(2019·杭州模拟)如图为一款纯电动汽车的铭牌,假设该车在额定功率下以100 km/h匀速行驶,则该车充满一次电后的最大行程约为 (　　)‎ A.50 km B.100 km C.150 km D.200 km ‎【解析】选C。根据功W=Pt=qU,知按额定功率可以工作的时间为:t==‎ ‎ h≈1.5 h,该车充满一次电后的最大行程约为100×1.5 km=150 km,故C正确,A、B、D错误。‎ ‎2.(2017·浙江11月选考真题)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示,则这些电器一天消耗的电能约为 (　　)‎ 电器 消耗功率/W 工作时间/h 电茶壶 ‎2 000‎ ‎1‎ 空调 ‎1 200‎ ‎3‎ 电视机 ‎100‎ ‎2‎ 节能灯 ‎16‎ ‎4‎ 路由器 ‎9‎ ‎24‎ A.6.1×103 W B.6.1×103 J C.2.2×104 W D.2.2×107 J ‎【解析】选D。一天消耗的电能E=P电茶壶t1+P空调t2+P电视机t3+P节能灯t4+P路由器t5,代入数值可得,E=2 000 W×1 h+1 200 W×3 h+100 W×2 h+16 W×4 h+9 W×24 h=‎ ‎6.08 kW·h≈2.2×107 J,故选D。‎ 6‎ ‎3.用电器距离电源为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。为使在线路上的电压降不超过U,那么,输电线的横截面积的最小值为 (　　)‎ A.　　　B.　　　C.　　　D.‎ ‎【解析】选B。输电线的总长为2l,由公式R=,R=ρ得S=,故B正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在内阻不计的同一电源上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串∶t并为 (　　)‎ A.1∶1　　B.2∶1　　C.4∶1　　D.1∶4‎ ‎【解析】选C。串联后电阻为R1=2r,产生的热量为Q1=·t串=·t串;并联后电阻为R2=,产生的热量为Q2=·t并=·t并,若要Q1=Q2,所以有t串∶t并=4∶1。‎ ‎4.智能手机耗电量大,移动充电宝应运而生,它是能直接给移动设备充电的储能装置。充电宝的转化率是指电源放电总量占电源容量的比值,一般在0.60～0.70之间(包括移动电源和被充电电池的线路板、接头和连线的损耗)。如图为某一款移动充电宝,其参数如表,下列说法正确的是 (　　)‎ 容量 ‎20 000 mAh 兼容性 所有智能手机 边充边放 否 保护电路 是 输入 DC 5V 2A MAX 输出 DC5V 0.1～2.5 A 尺寸 ‎159*82*22 mm 转换率 ‎0.60‎ 产品名称 重量 约430 g 6‎ A.充电宝充电时将电能转化为内能 B.该充电宝最多能储存能量为3.6×106 J C.该充电宝电量从零到完全充满电的时间约为2 h D.该充电宝给电量为零、容量为3 000 mAh的手机充电,则理论上能充满4次 ‎【解析】选D。充电宝充电时将电能转化为化学能,不是内能,故A错误;该充电宝的容量为:q=20 000 mAh=20 000×10-3×3 600 C=7.2×104 C,该电池的电动势为5 V,所以充电宝储存的能量:E=E电动势·q=5×7.2×104 J=3.6×105 J,故B错误;以2 A的电流为用电器供电,则供电时间t== s=3.6×104 s=10 h,故C错误;由于充电宝的转化率是0.6,所以可以释放的电能为:20 000 mA·h ‎×0.6=12 000 mAh,给容量为3 000 mAh的手机充电的次数:n==4次,故D正确。‎ ‎5.(2019·台州模拟)如图所示,理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机的线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联,接到直流电源上,电路中电流为I,电动机两端电压为U1,消耗的电功率为P1,电热丝两端电压为U2,消耗的电功率为P2,则下列式子不正确的是 (　　)‎ A.P1=U1I B.U1=IR1‎ C.P2=I2R2 D.U2=IR2‎ ‎【解析】选B。由于流过电动机的电流为I,电动机两端的电压为U1,所以电动机消耗的功率为P1=U1I,故A正确,电动机为非纯电阻电路,所以电动机两端的电压U1≠IR1,故B错误;由于电热丝为纯电阻,所以电功率P2=I2R2,U2=IR2,故C、D正确。‎ ‎【加固训练】‎ 如图是某品牌吊扇的相关参数,假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为 7 kg, 则吊扇(g取10 m/s2)(　　)‎ 6‎ 产品名称:吊扇　　　 额定电压:220 V～‎ 产品品牌:XX 额定频率:50 Hz 产品型号:FC-56 额定功率:55 W 产品颜色:白色 ‎ A.吊扇的内电阻为880 Ω B.以额定功率工作时通过吊扇的电流为0.25 A C.正常工作时吊扇机械功率等于55 W D.正常工作时吊杆对转盘的拉力大于70 N ‎【解析】选B。由参数可知额定电压为220 V,额定功率为55 W,则额定电流I==‎ ‎ A=0.25 A,选项B正确;若电器为纯电阻电路,则电阻为R== Ω=880 Ω,因电扇不是纯电阻电路,则内阻不等于880 Ω,选项A错误;机械功率等于总功率与内阻消耗功率之差,可知正常工作时吊扇的输出机械功率小于55 W,选项C错误;吊扇工作时,给空气向下的作用力,空气给电扇向上的反作用力,可知吊杆对转盘的拉力小于重力70 N,选项D错误。‎ ‎6.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.=1　　 B.=‎ C.= D.=2‎ ‎【解题指导】解答该题的思路:‎ ‎(1)电功率相等,分析电压关系,选择公式P=分析。‎ 6‎ ‎(2)再由电阻定律找出R的关系。‎ ‎【解析】选C。根据电阻定律R甲=ρ,R乙=ρ,P甲=,P乙=,若使P甲=P乙,即=,===2,=,所以选项C是正确的。‎ ‎7.如图所示为一台冬天房里取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联,电动机带动风叶转动,将加热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为R1,电阻丝的电阻为R2,将暖风机接到额定电压为U(有效值)的交流电源上,正常工作时,电路中的电流有效值为I,电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P,则下列关系式正确的是 (　　)‎ A.P1=I2R1 B.P2>I2R2‎ C.P=UI D.P=I2(R1+R2)‎ ‎【解析】选C。暖风机消耗的电功率P是总的功率,总功率的大小为P=IU,故C正确;电动机两端的电压为U′,电动机消耗的电功率为:P1=U′I=UI-I2R2,故A错误;电阻丝是纯电阻,所以消耗的电功率:P2=I2R2,故B错误;因为电动机不是纯电组,所以暖风机消耗的电功率:P>I2(R1+R2),故D错误。‎ ‎8.(2019·宁波模拟)一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V的电压后,消耗的功率为66 W,求:‎ ‎(1)电风扇正常工作时通过电风扇电动机的电流。‎ ‎(2)电风扇工作时,转化为机械能的功率和内能的功率,电动机的机械效率。‎ ‎(3)若接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,则此时通过电动机的电流为多大?电动机消耗的电功率和发热功率各是多大?‎ ‎【解析】(1)正常工作时通过电动机的电流 I== A=0.3 A。‎ 6‎ ‎(2)转化为内能的功率 PQ=I2r=0.32×20 W=1.8 W 转化为机械能的功率 P机=P-PQ=(66-1.8) W=64.2 W 电动机的效率η===97.3%。‎ ‎(3)当叶片不转动时,电能全部转化为内能,电动机相当于纯电阻用电器。‎ I′== A=11 A 电动机消耗的电功率P′等于其发热功率P′热,‎ 所以P′=P′热== W=2 420 W 答案:(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3%‎ ‎(3)11 A　2 420W　2 420 W 6‎