专题练习21 部分电路欧姆定律 串、并联电路 5页

1 专题练习(二十一) 部分电路欧姆定律 串、并联电路 1．用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，以下属于用比值法定义的 物理量是( ) A．加速度 a＝Δv Δt B．电阻 R＝ρL S C．电场强度 E＝F q D．电容 C＝ εrS 4πkd 解析：电阻 R＝ρL S 是电阻的决定式，电容 C＝ εrS 4πkd 是电容的决定式，不属于用比值法定 义的物理量，选项 A、C 符合要求． 答案：AC 2．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的 IU 图象如图所示，则下述判断正确的是( ) A．只有乙图象是正确的 B．甲、丙图象是曲线，肯定误差太大 C．甲、丙为线性元件，乙为非线性元件 D．甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差 3．(2013·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∶3 B．R1∶R2＝3∶1 C．将 R1 与 R2 串联后接于电源上，则电流比 I1∶I2＝1∶3 D．将 R1 与 R2 并联后接于电源上，则电流比 I1∶I2＝1∶3 解析：根据 IU 图线斜率的倒数表示电阻大小，R1∶R2＝1∶3，故 A 正确，B 错误．再 根据串、并联电路的特点，串联时电流相同，C 错误；并联时，I1∶I2＝R2∶R1＝3∶1，D 2 错误． 答案：A 4．两根材料相同的导线，质量之比为 2∶1，长度之比为 1∶2，加上相同的电压后，通 过的电流之比为( ) A．8∶1 B．4∶1 C．1∶1 D．1∶4 解析：同种材料的导线体积之比等于质量之比，即 V1∶V2＝2∶1，面积之比为S1 S2 ＝ V1 L1 V2 L2 ＝ 4 1 ，由 R＝ρL S 可得R1 R2 ＝L1 L2 ·S2 S1 ＝1 2 ×1 4 ＝1 8 ，加上相同电压后，由 I＝U R 可得I1 I2 ＝R2 R1 ＝8 1. 答案：A 5．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 W B．44 W C．47 W D．48 W 解析：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， 可以计算出电动机的内阻为：r＝U I ，代入数据得：r＝4 Ω，重新调节 R 并使电动机恢复正 常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为：P＝UI－I2r，代入数据解得： P＝32 W，B、C、D 错误，A 正确． 答案：A 6．(2013·大连、沈阳模拟)锂电池因能量高环保无污染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( ) 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 3 D．充电器的充电效率为Ir U ×100% 解析：充电器将电能转化为锂电池的化学能和电池产生的热能，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 1－Ir U ×100%，所以只有选项 A、C 正确． 答案：AC 7．两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∶3 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 解析：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RA RB ＝UA UB ＝ 3 2 ；由电阻定律可知RA RB ＝LASB LBSA ，解得SA SB ＝1 3 ，选项 B 正确． 答案：B 8．一根粗细均匀的导线，两端加上电压 U 时，通过导线的电流为 I，导线中自由电子 定向移动的平均速率为 v，若将导线均匀拉长，使它的横截面的半径变为原来的1 2 ，再给它 两端加上电压 U，则( ) A．通过导线的电流为I 4 B．通过导线的电流为 I 16 C．导线中自由电子定向移动的速率为v 4 D．导线中自由电子定向移动的速率为v 2 9．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 4 电阻率为ρ.那么，输电线的横截面积的最小值是( ) A.ρL R B．2ρLI U C． U ρLI D．2UL Iρ 解析：由题意知，输电线最大电阻 R＝U I ，根据电阻定律得 R＝ρ2L S ，S＝2ρLI U ，故 B 正 确． 答案：B 10．一横截面积为 S 的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为 I.设每 单位体积的导线中有 n 个自由电子，电子电荷量为 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．IΔt e D．IΔt Se 11．A、B 两地间铺有通讯电缆，长为 L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的， 通常称为双线电缆．在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线 之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻．检查人员经过下面的测量可以确定 损坏处的位置： ①令 B 端双线断开，在 A 处测出双线两端间的电阻 RA； ②A 端的双线断开，在 B 处测出双线两端的电阻 RB； ③在 A 端的双线间加一已知电压 UA，在 B 端双线间用内阻很大的电压表测量出两线间 电压 UB. 试由以上测量结果确定损坏处的位置． 解析：设损坏处距 A 端为 LA，由电阻定律可知，根据①②两次测量结果应有RA－R RB－R ＝ 2LA 2L－LA ＝ LA L－LA ，式中 R 为漏电阻． 又依据第(3)次测量结果有UA UB ＝RA R . 代入上式，消去 R 可解得 LA＝ RAUA－UB UARA＋RB－2UBRA L. 答案：见解析 12．一台小型电动机在 3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为 4 N 的物体时，通 5 过它的电流是 0.2 A．在 30 s 内可使该物体被匀速提升 3 m．若不计除电动机线圈生热之外 的能量损失，求： (1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的 30 s 内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻． 解析：(1)电动机的输入功率 P 入＝UI＝3×0.2 W＝0.6 W. (2)电动机提升重物的机械功率 P 机＝Fv＝ 4× 3 30 W＝0.4 W. 根据能量关系 P 入＝P 机＋PQ，得生热的功率 PQ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4)W＝0.2 W. 所产生热量 Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J. (3)根据焦耳定律 Q＝I2Rt，得线圈电阻 R＝Q I2t ＝ 6 0.22×30 Ω＝5 Ω. 答案：(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω 。