专题7-2+串并联电路+焦耳定律（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料 15页

‎1.某种材料的导体，其I—U图象如图所示，图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角．下列说法正确的是(　　)‎ A．导体的电功率随电压U的增大而增大 B．导体的电阻随电压U的增大而增大 C．在A点，导体的电阻为tanα D．在A点，导体的电阻为tanβ ‎【答案】　A ‎2．如图甲所示，在材质均匀的圆形薄电阻片上，挖出一个偏心小圆孔．在彼此垂直的直径AB和CD两端引出四个电极A、B、C、D.先后分别将A、B或C、D接在电压恒为U的电路上，如图乙、丙所示．比较两种接法中电阻片的热功率大小，应有(　　)‎ A．两种接法电阻片热功率一样大 B．接在AB两端电阻片热功率大 C．接在CD两端电阻片热功率大 D．无法比较 ‎ ‎【解析】　可以设想将电阻片沿AB、CD直径分为四部分，AC、AD部分电阻大于BC、BD部分电阻．接在AB两端可视为AD与BD串联，AC与BC串联，然后并联；接在CD两端可视为AC与AD串联，BC与BD串联，然后并联；由串联、并联电路知识可知，接在CD两端电阻小，接在CD两端电阻片热功率大，C正确．‎ ‎【答案】　C ‎3.如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势．若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P＝2R.调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为(　　)‎ A. B. C. D. ‎【答案】　C ‎4．(多选)如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系正确的是(　　)‎ A．U甲＝U乙 B．U甲>4U乙 C．R甲＝4R乙 D．R甲＝2R乙 ‎【解析】　设灯泡正常发光时的电压为U，电流为I，则U甲I＝U乙×2I，A对，B错；根据I2R甲＝(2I)2R乙可得，R甲＝4R乙，C正确．‎ ‎【答案】　AC ‎5．如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。根据表中的信息，可计算出在额定电压下通过电热水壶的电流约为(　　)‎ 型号 SP－988‎ 额定功率 ‎1 500 W 额定电压 ‎220 V 额定容量 ‎1.6 L A.4.4 A B．6.8 A C．0.15 A D．0.23 A 解析：　在额定电压下电热水壶的功率为额定功率，而电热水壶的额定电压为220 V，额定功率为1 500 W，由公式P＝IU得I＝＝ A≈6.8 A。选项B正确。‎ 答案：　B ‎6.‎ 如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)‎ A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．电路消耗的总功率为60 W 答案：　C ‎7．如图甲所示电路，小灯泡通电后其电压U随所加电流I变化的图线如图乙所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PM为U轴的垂线，PQ为I轴的垂线，下列说法中不正确的是(　　)‎ A．随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．在电路中灯泡L两端的电压为U1时，电阻R两端的电压为I1R D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”‎ 解析：　由欧姆定律知，U I图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O点的连线的斜率，随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大；对应P点，小灯泡的电阻为O、P连线的斜率，即R＝；对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2，即图中矩形PQOM所围的“面积”；在电路中灯泡L两端的电压为U1时，通过电阻R 的电流为I2，其两端的电压为I2R。‎ 答案：　C ‎8．某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率。分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流。当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30 V，电流传感器的示数为0.14 A。重物的质量为0.05 kg，g取10 m/s2。则该小电动机在2.40～2.80 s时间内的效率为(　　)‎ A．50% B．54%‎ C．68% D．70%‎ ‎9.‎ 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(　　)‎ A．I2R B． C．UI D．UI－I2R 解析：　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＝UI＝I2R＝，选项A、B错误；而UI－I2R为电能转化为其他形式能量的功率，选项D错误。‎ 答案：　C ‎10．一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的是(　　)‎ A．电动机所消耗的电功率为I2R B．t s内所产生的电热为UIt C．t s内所产生的电热为I2Rt D．t s内输出的机械能为(U－IR)It 解析：　电动机所消耗的电功率为UI，A错误；t s内产生的电热为I2Rt，B错误，C正确；t s内输出的机械能为UIt－I2Rt，D正确。‎ 答案：　CD ‎11．一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为(　　)‎ A．nvSΔt B．nvΔt C. D． 答案：　AC ‎12．一台直流电动机额定电压为100 V，正常工作时电流为20 A，线圈内阻为0.3 Ω，那么在1 min内(　　)‎ A．电动机线圈产生的热量为1.2×105 J B．电动机消耗的电能为1.2×105 J C．电动机的机械功率不大于1.88×103 W D．电源输给电动机的功率为2.0 kW 解析：　由P总＝UI，P热＝I2R，P机＝P总－P热。代入数据计算，即可得出。‎ 答案：　BCD ‎13．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)‎ 自重 ‎40 kg 额定电压 ‎48 V 载重 ‎75 kg 额定电流 ‎12 A 最大行驶速度 ‎20 km/h 额定输出功率 ‎350 W A.电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N 解析：　由于U＝48 V，I＝12 A则P＝IU＝576 W，故选项A正确；因Pλ＝P出＋I2r，r＝ Ω＝ Ω，故选项B错；由P出＝Fv＝Ffv得，F阻＝Ff＝63 N，故选项C错，D正确。‎ 答案：　AD ‎14.‎ 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是(　　)‎ A．加热状态时是用R1、R2同时加热的 B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态 C．当＝7，R2在保温状态时的功率为加热状态时的 D．当＝2－1，R2在保温状态时的功率为加热状态时的 答案：　BD ‎15. (多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图12所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是(　　)‎ 图12‎ A．电能转化为化学能的功率为UI－I2r B．充电器输出的电功率为UI＋I2r C．电池产生的热功率为I2r D．充电器的充电效率为×100%‎ 解析：选AC　充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为×100%，所以选项A、C正确。‎ ‎16．如图7所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机．小灯泡L上标有“6 V　12 W”字样，电动机的线圈电阻RM＝0.5 Ω.若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12 V，此时(　　)‎ 图7‎ A．整个电路消耗的电功率为24 W B．电动机的热功率为12 W C．电动机的输出功率为12 W D．电动机的输入功率为12 W 答案　D ‎17．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图4所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A．若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了(　　)‎ 图4‎ A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W 答案　B 解析　电动机不启动时，灯泡的电压为电源路端电压，设为UL，电动机启动后灯泡电压仍为路端电压，设为UL′.电动机不启动时，由欧姆定律得I＝求得RL＝1.2 Ω，灯泡消耗功率为PL＝EI－I2r＝120‎ ‎ W；电动机启动后，路端电压UL′＝E－I′r＝9.6 V，灯泡消耗电功率为PL′＝＝ W＝76.8 W．所以灯泡功率降低了ΔP＝120 W－76.8 W＝43.2 W.‎ ‎18．如图9所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W．关于该电吹风，下列说法正确的是(　　)‎ 图9‎ A．电热丝的电阻为55 Ω B．电动机的电阻为 Ω C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J 答案　A ‎19．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω B．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 答案　C 解析　由于电饭煲是纯电阻元件，所以 R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W 其在1 min内消耗的电能 W1＝UI1t＝6.6×104 J 洗衣机为非纯电阻元件，所以 R2≠，P2＝UI2＝110 W 其在1 min内消耗的电能 W2＝UI2t＝6.6×103 J 其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．‎ ‎20.(多选)如图4所示，用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电．下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．电能转化为化学能的功率为0.12 W B．充电器输出的电功率为0.14 W C．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D．充电器把0.14 W的功率储存在电池内 答案　ABC 解析　充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14 W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W，因此充电器充电功率为0.12 W，故A、B、C正确，D错误．‎ ‎21．如图5所示为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V，内阻为0.5 Ω，电阻R＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s的速度匀速提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，标有“3 V　0.6 W”的灯泡恰好正常发光，则电动机的内阻为(　　)‎ 图5‎ A．1.25 Ω B．3.75 Ω C．5.625 Ω D．1 Ω 答案　A ‎22．如图10所示，A为电解槽，为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻RA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5‎ ‎ A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4 A．求：‎ 图10‎ ‎(1)电炉子的电阻及发热功率；‎ ‎(2)电动机的内阻；‎ ‎(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．‎ ‎23．如图12所示的电路中，电源的电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开．‎ 图12‎ ‎(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？‎ ‎(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？‎ 答案　(1)减少了1.8×10－6C　(2)9.6×10－6C 解析　(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有 I1＝＝1.5A U1＝I1R1＝4.5V 合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.根据闭合电路欧姆定律有I2＝＝2A ‎24．如图8所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4A．求：‎ 图8‎ ‎(1)电炉子的电阻及发热功率；‎ ‎(2)电动机的内阻；‎ ‎(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．‎ 答案　(1)2Ω　72W　(2)1Ω　(3)16W 解析　(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：‎ R＝＝Ω＝2Ω 其发热功率为：P＝UI1＝12×6W＝72W.‎ ‎(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：‎ UI2＝IrM＋P输出 所以：rM＝＝Ω＝1Ω.‎ ‎(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：‎ P化＝UI3－IrA 所以P化＝(12×4－42×2) W＝16W.‎ ‎25.如图13所示，A为电解槽，○ 为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，S1闭合，S2、S3断开时，电流表○ 示数为‎6 A，当S2闭合，S1、S3断开时，电流表○ 示数为‎5 A，且电动机输出 功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表○ 示数为‎4 A。求：‎ ‎(1)电炉子的电阻及发热功率；‎ ‎(2)电动机的内阻；‎ ‎(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少。‎ 图13‎ ‎26．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rA＝2 Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表A示数为6 A；当S2闭合、S1、S3断开时，A示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合、S1、S2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？‎ ‎【答案】　(1)2 Ω　72 W　 (2)1 Ω　(3)16 W ‎27.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，蓄电池的输出电流I＝50 A，输出电压U＝200 V．在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机．(g取10 m/s2)‎ ‎(1)求汽车所受阻力；‎ ‎(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示，其中R1＝0.1 Ω，R2＝1 950 Ω，求电动机M的热功率．‎ ‎【解析】　(1)蓄电池输出功率P＝UI＝200×50 W＝104 W.‎ ‎90%P＝Fv，‎ 解得：汽车所受阻力F＝900 N.‎ ‎(2)电动机M两端电压U′＝U－IR1＝195 V.‎ R2中电流I2＝U′/R2＝0.1 A，‎ 电动机输入电流I′＝I－I2＝49.9 A.‎ 电动机输入功率P＝U′I′＝9 730.5 W，‎ 输出功率P出＝90%P＝9 000 W.‎ 电动机M的热功率P热＝P－P出＝730.5 W.‎ ‎【答案】　(1)900 N　(2)730.5 W ‎ ‎