高考物理一轮复习 第7章 电路 第1课时 电路 电路的基本规律习题文档格式.docx
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一、电阻、电阻定律
1.电阻.
(1)定义式:
R=
.
(2)物理意义:
导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小.
2.电阻定律:
R=ρ
3.电阻率.
(1)物理意义:
反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性.
(2)电阻率与温度的关系.
①金属的电阻率随温度升高而增大;
②半导体的电阻率随温度升高而减小;
③超导体:
当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.
二、部分电路欧姆定律
1.内容:
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比.
2.公式:
I=
.
3.适用条件:
适用于金属导体和电解质溶液导电,适用于纯电阻电路.
三、电功、电热、电功率
1.电功
(1)定义:
导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.
(2)公式:
W=qU=IUt(适用于任何电路).
(3)电流做功的实质:
电能转化成其他形式能的过程.
2.电功率
单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢.
P=
=IU(适用于任何电路).
3.焦耳定律
(1)电热:
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.
(2)计算式:
Q=I2Rt.
4.热功率
单位时间内的发热量.
(2)表达式:
=I2R.
1.导体中只要电荷运动就形成电流.(×
)
2.电流有方向,所以它是一个矢量.(×
3.根据I=
,可知I与q成正比.(×
4.电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.(√)
5.在小灯泡的U-I图线中,图线上某点的切线的斜率表示该点的电阻大小.(×
6.由I=
知道,通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比.(√)
7.由ρ=
知,导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比.(×
8.公式P=UI和P=
适用于任何电路的电功率的计算.(√)
1.(2016·
淄博模拟)用电器到发电场的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ.为使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:
输电线的总长为2l,由公式R=
、R=ρ
得S=
,故B正确.
答案:
B
2.(2015·
安徽卷)一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ.棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v.则金属棒内的电场强度大小为( )
C.ρnevD.
由I=
,I=neSv,R=ρ
,E=
,联立得E=ρnev,故选C.
C
3.(2016·
临沂模拟)下图中的四个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是( )
白炽灯泡为纯电阻,其功率表达式为P=
,而U越大,电阻越大,图象上对应点与原点连线的斜率越小,故选项C正确.
4.(2016·
临汾模拟)如图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220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W.关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.电热丝的电阻为55Ω
B.电动机线圈的电阻为
Ω
C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1000J
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1000J
电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1000W-120W=880W,对电热丝,由P=
可得电热丝的电阻为R=
=
Ω=55Ω,选项A正确;
由于不知道电动机线圈的发热功率,所以电动机线圈的电阻无法计算,选项B错误;
当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为880J,选项C错误;
当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120J,选项D错误.
A
一、单项选择题
洛阳模拟)欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体型的金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻的阻值最小的是( )
根据电阻定律,电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短,选项A正确.
2.金属材料的电阻率有以下特点:
一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;
金属的电阻率随温度的升高而增大,而且有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列说法中正确的是( )
A.连接电路用的导线一般用合金来制作
B.电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C.白炽灯中的钨丝的电阻随亮度的增大而减小
D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
合金的电阻率大,常用来作电阻,不作导线,选项A错误,B正确;
钨丝的电阻会随温度的升高而变大,选项C错误;
标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作,选项D错误.
济宁模拟)电解池内有一价的电解液,ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1,方向是从A→B,负离子数是n2,方向是从B→A,设基元电荷为e,以下解释中正确的是( )
A.正离子定向移动形成的电流方向是从A→B,负离子定向移动形成的电流方向是从B→A
B.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消
C.溶液内电流方向从A→B,电流I=
D.溶液内电流方向从A→B,电流I=
正离子定向移动方向为电流方向,负离子定向移动方向和电流方向相反,正、负离子向相反方向移动,电流不能抵消,故A、B错误;
由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的,故其大小为I=
,C错误,D正确.
D
4.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )
A.B点的电阻为12Ω
B.B点的电阻为40Ω
C.导体的电阻因温度的影响改变了1Ω
D.导体的电阻因温度的影响改变了9Ω
根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA=
Ω=30Ω,RB=
Ω=40Ω,所以ΔR=RB-RA=10Ω,故B对,A、C、D错.
5.(2016·
聊城模拟)电阻R1和R2分别标有“2Ω 1.0A”和“4Ω 0.5A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A.1.5WB.3.0W
C.5.0WD.6.0W
两电阻的额定电流不同,R2允许通过的最大电流为0.5A,为保证电路安全,电路允许通过的最大电流I=0.5A,所以,此电路中允许消耗的最大功率为P=I2(R1+R2)=1.5W.
6.(2016·
邢台模拟)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
B.灯泡L1的电阻为7.5Ω
C.灯泡L2消耗的电功率为0.75W
D.灯泡L3消耗的电功率为0.30W
由于小灯泡L2、L3串联后与L1并联,所以L1两端电压是L2或L3两端电压的2倍,L2或L3两端电压是1.5V,由小灯泡的伏安特性曲线可知灯泡L2中的电流是0.20A;
灯泡L1两端的电压是3V,灯泡L1中的电流是0.25A,A错误;
由欧姆定律可得灯泡L1的电阻为R=
=12Ω,B错误;
由P=UI得灯泡L2(或L3)消耗的电功率P2=U2I2=1.5×
0.20W=0.30W,C错误,D正确.
二、多项选择题
7.(2016·
襄阳模拟)电位器是变阻器的一种.如图所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯泡的亮度,下列说法正确的是( )
A.串接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
B.串接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮
C.串接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
D.串接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮
根据电位器结构和连线可知:
串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗,A正确;
同理,D正确;
串接A、C时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变,故B、C错误.
AD
8.(2016·
衡阳模拟)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.nvSΔtB.nvΔtC.
由电流强度的微观表达式I=neSv、电流强度的定义式I=
和带电体所带电荷量q=Ne,可得Δt时间内通过导体横截面的自由电子数目N=nvSΔt=
AC
9.(2016·
黄冈模拟)如图所示是某导体的I-U图线,图中α=45°
,下列说法正确的是( )
A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比
B.此导体的电阻R=2Ω
C.I-U图线的斜率表示电阻的倒数,所以R=cot45°
=1.0Ω
D.在该导体两端加6.0V电压时,每秒通过导体截面的电荷量是3.0C
由题图可知,通过该导体的电流I与其两端电压U成正比,选项A正确;
导体电阻R=
=2Ω,对应I-U图线斜率的倒数,但R≠cot45°
,选项B正确,C错误;
当U=6.0V时,I=
=3.0A,故每秒通过该导体截面的电荷量为q=It=3.0C,选项D正确.
ABD
三、非选择题
10.(2016·
西安模拟)有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况,如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314Ω·
m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=100V,I=100mA(π取3.14).
(1)求该钻孔的深度;
(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200V、内阻为100Ω的电源相连,通电10min,当截取的圆柱体长度为多少时,盐水产生的热量最多,最多为多少?
(1)盐水电阻R=
=1000Ω.
由电阻定律R=
,S=πr2=3.14×
10-2m2,
解得h=100m.
(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,盐水产生热量最多.电源内阻r=100
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