（江苏专版）2020版高考物理一轮复习 课时跟踪检测（二十四）电流 电阻 电功 电功率（含解析）

电流 电阻 电功 电功率对点训练：电流的理解及其三个表达式的应用1有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导线的横截面的自由电子数目可表示为()A.BnvtC. D.解析：选C在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt，由于铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为VvtS。又由于单位体积的导线中有n个自由电子，则在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为NnvSt。由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为QIt，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：N，C正确。2多选(2018宿州期中)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。当环中电子以3107 m/s的速度流动而形成的电流是10 mA时，则环中(已知电子的电荷量e1.61019 C)()A电流方向和负电子运动方向相同B电流方向和正电子运动方向相同C运行的电子数目为51011 个D运行的电子数目为1104个解析：选BC电流方向和正电子的运动方向相同，与负电子的运动方向相反，选项A错误，B正确；电子运动一周用的时间为：t s8106 s，而电流表达式为：I，则总电荷量为：qIt0.018106C8108C，在整个环中运行的电子数目为：n51011(个)，故C正确，D错误。3.(2018无锡检测)如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是()A当n1n2时电流强度为零B当n1n2时，电流方向从AB，电流强度为IC当n1n2时，电流方向从BA，电流强度ID电流方向从AB，电流强度I解析：选D电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是AB，电流I。对点训练：电阻、电阻定律的理解与应用4.有A、B两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为dAdB12，把它们串联在电路中，则下列说法错误的是()A它们的电阻之比RARB41B通过它们的电流之比IAIB41C电子在两段中定向移动速度之比vAvB41D两段电阻丝中的电场强度之比EAEB41解析：选B长度、材料均相同，它们的横截面的直径之比为dAdB12，则横截面积之比为SASB14，根据R可知，电阻之比RARB41，故A正确；因两者是串联，通过它们的电流总相等，故B错误；根据电流的微观表达式IneSv，则定向移动速率与横截面积成反比，因此定向移动速度之比vAvB41，故C正确；设电路中电流为I，则两段中的电场强度E，因此电场强度与电压成正比，则电场强度之比EAEBUAUBRARB41，故D正确。5(2018苏州联考)两根材料相同的均匀导线X和Y，X长为L，Y长为2L，串联在电路中，沿导线长度方向电势变化如图所示，则两导线的横截面积之比为()A23 B13C12 D31解析：选B由题图可知导线X和Y两端的电压之比为，其电流相同，则电阻之比，由R可得，B正确。对点训练：伏安特性曲线的理解及应用6多选(2018峨山一中期末)甲、乙两个电阻的伏安特性曲线画在同一个坐标系中如图所示，则()A甲的电阻是乙的电阻的B在两个电阻两端加上相同的电压，通过甲的电流是通过乙的两倍C欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍D甲的电阻是乙的电阻的2倍解析：选AC由IU图线可知，电阻为图线斜率的倒数，则有，故甲的电阻是乙的电阻的，故A正确，D错误。两电阻加上相同电压，则由I可知，通过甲的电流是通过乙的电流的3倍，故B错误。根据欧姆定律可知，欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍，故C正确。7.(2019盐城时场中学月考)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示。下列说法正确的是()A由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小B图像上某点切线的斜率的倒数即为该状态的电阻值C电压为5 V时，导体的电阻是0.2 D电压为12 V时，导体的电功率为18 W解析：选D由题图知，随着电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断增大，故A错误；图像上的点与原点连线的斜率的倒数等于电阻，故B错误；当U15 V时，由题图知电流为I11.0 A，则导体的电阻R5 ，故C错误；加12 V电压时，电流为1.5 A，则电功率PI2U218 W，故D正确。8多选(2018苏州五校联考)如图所示为A、B两电阻的UI图像，关于两电阻的描述正确的是()A电阻A的电阻值随电流的增大而增大，电阻B阻值不变B在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻BC在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻BD在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B解析：选AB由题图可知，电阻B的斜率不变，电阻A的斜率在逐渐增大，而在UI图像中，图像的斜率表示电阻值大小，故A正确；两图线的交点处，电流和电压均为U1和I1，由欧姆定律知，两电阻的大小相等，故B正确，C、D错误。对点训练：电功、电功率及焦耳定律9多选(2019睢宁模拟)如图是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻为0.5 ，R10 ，直流电压U150 V，理想电压表示数为100 V，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A通过电动机的电流为5 AB电动机的输出功率为500 WC电动机正常工作1 h，所产生的热量为4.5104 JD正常工作时此电动机能拉动质量为30 kg的物体以2 m/s 的速度匀速上升解析：选AC电动机跟电阻串联，所以电流相等，电阻R两端的电压URUUV150 V100 V50 V，电动机的电流为I A5 A，故A正确；电动机的输入电功率PUVI1005 W500 W，电动机内阻消耗的功率P消I2r250.5 W12.5 W，所以电动机的输出功率P出PP消500 W12.5 W487.5 W，故B错误；电动机正常工作1 h，所产生的热量QP消t12.53 600 J45 000 J4.5104 J，故C正确；物体匀速运动时，拉力等于重力，即电动机的牵引力Fmg300 N，而P出Fv，解得：v1.625 m/s，故D错误。10(2019扬州中学模拟)如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12 V，电解槽内阻rA2 ，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，电流表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，电流表A示数为4 A。求：(1)电炉子的电阻及发热功率分别是多大？(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？解析：(1)当S1闭合，S2、S3断开时，电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I1解得R2 其发热功率为PRUI1126 W72 W。(2) 当S2闭合，S1、S3断开时，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI2I22rMP输出解得rM1 。(3)当S3闭合，S1、S2断开时，在电解槽工作时，由能量守恒定律得：P化UI3I32rA解得P化16 W。答案：(1)2 72 W(2)1 (3)16 W考点综合训练11(2019大丰模拟)两只额定电压均为110 V的灯泡A和B，额定功率分别为40 W和100 W，为了使它们接到220 V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合理的是图()解析：选BA图中，灯泡A的电压等于220 V，大于额定电压，灯泡会烧坏；B图中，由于额定电压都是110 V，额定功率PA40 W、PB100 W，由此可知RBRA，把灯泡A与电阻并联，会使并联部分的电阻变小，所以灯泡A、B的电压会平分，灯泡A、B会同时正常发光，此时电路消耗的总功率为200 W；C图中，把灯泡B与电阻并联，使并联部分的电阻减小，不可能使灯泡A与并联部分的电阻相同，所以灯泡A、B不能同时正常发光；D图中，把灯泡A、B并联之后与电阻串联接入电路，当电阻的阻值与灯泡A、B并联的总的电阻相等时，灯泡A、B就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为灯泡A、B功率的和，所以电路消耗的总功率的大小为280 W；由以上的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为B项。12(2018无锡模拟)燃油车退出已提上日程，不久的将来，新能源车将全面替代燃油车。某景区电动车载满游客时总质量m1.75103 kg，以4 m/s的速度在水平路面匀速行驶，驱动电机的输入电流I20 A，输入电压U400 V，电动车行驶时所受阻力为车重的，g取10 m/s2，不计电机内部摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：(1)驱动电机的输入功率；(2)电动车行驶时输出的机械功率；(3)驱动电机的内阻。解析：(1)驱动电动机的输入功率：P入UI400 V20 A8 000 W。(2)电动车行驶时所受阻力：fmg1.75103 N；电动车匀速行驶时：Ff，电动车行驶时输出的机械功率：P出Fv1.751034 W7103 W。(3)驱动电机内阻的发热功率：P热P入P出8 000 W7 000 W1 000 W，根据P热I2r，有：r 2.5 。答案：(1)8 000 W(2)7103 W(3)2.5 13电动自行车因其价格相对于摩托车低廉，而且污染小，受到群众喜爱，某电动车铭牌如下表所示。取g10 m/s2，试求：规格后轮驱动直流永磁电机车型：20电动自行车电机输出功率：175 W电源输出电压：36 V额定工作电压/电流：36 V/5 A整车质量：40 kg最大载重量：120 kg(1)求此车所装电动机的线圈电阻；(2)求此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率；(3)一个60 kg的人骑着此车，如果电动自行车所受阻力为人和车总重力的0.02倍，求电动自行车在平直公路上行驶的最大速度。解析：(1)由表格可知：电机输出功率为P出175 W，电源的输出电压为U36 V，电流为I5 A，设内阻为R，则根据能量守恒定律得：UII2RP出，代入数据解得：R0.2 。(2)电动机的总功率为：P总UI365 W180 W，电动机输出功率为：P出175 W，所以电动机的效率为：100%100%97.2%。(3)一个60 kg的人骑着此车，车和人的总的质量为100 kg，此时电动自行车所受阻力为：f0.02mg0.0210010 N20 N，行驶的最大速度是：vm m/s8.75 m/s。答案：(1)0.2 (2)97.2%(3)8.75 m/s7