恒定电流练习题3课案.docx
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恒定电流练习题3课案
课时跟踪检测(二十四) 电流 电阻 电功 电功率
一、单项选择题
1.如图1所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )
图1
A.a代表的电阻丝较粗B.b代表的电阻丝较粗
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
2.(2014·大同模拟)一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示。
根据表中所提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时通过电热水器的电流约为( )
额定容量
54L
最高水温
75℃
额定功率
1500W
额定压力
0.7MPa
额定电压
220V
电器类别
Ⅰ类
A.6.8A B.0.15AC.4.4AD.0.23A
3.(2012·上海高考)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。
为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是:
( )
A.3V 1.8JB.3V 3.6JC.6V 1.8JD.6V 3.6J
4.在如图2所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为( )
图2
图3
5.(2014·济南外国语学校测试)用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电,电动机正常工作后,测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U,则( )
A.电路中电流I=
B.在时间t内,电池组消耗的化学能为IEt
C.在时间t内,电动机输出的机械能是IEt-I2rtD.以上说法都不对
6.(2014·北京朝阳期末)电位器是变阻器的一种。
如图4所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是( )
图4
A.连接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮
B.连接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮
C.连接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
D.连接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮
二、多项选择题
7.如图5所示是某导体的IU图线,图中α=45°,下列说法正确的是( )
图5
A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R=2Ω
C.IU图线的斜率表示电阻的倒数,所以R=cot45°=1.0Ω
D.在R两端加6.0V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是3.0C
8.通常一次闪电过程历时约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。
每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。
在某一次闪击前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为60μs。
假定闪电前云地间的电场是均匀的。
根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.闪电电流的瞬时值可达到1×105A;B.整个闪电过程的平均功率约为1×1014W
C.闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m
D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
9.(2014·武汉联考)在如图6所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V,6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。
若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
图6
A.电动机的输入电压是5V;B.流过电动机的电流是2A
C.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10W
10.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,g取10m/s2,则( )
A.电动机的内阻为4.75Ω;B.电动机的输出电压为285V
C.电动机的输出功率为7.6×103WD.电动机的工作效率为75%
三、非选择题
11.(2012·四川高考)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。
某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。
工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Ω。
已知水的密度为1×103kg/m3,重力加速度取10m/s2。
求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
12.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7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。
图7
(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?
参考答案:
1.选B b图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律,R=ρ
,b代表的电阻丝粗,选项B正确,A、C错误;电阻是导体本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项D错误。
2.选A 由P=UI可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为:
I=
=
A=6.8A,故选项A正确。
3.选D 设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2,通电的时间都为t。
由公式W1=U1q1和W1=
t可得:
U1=3V,
=0.1。
再由W2=U2q2和W2=
t可得:
U2=6V,W2=3.6J,故D正确。
4.选A 由U=IRx=
·
x=
x,其中E、L均为定值,故U与x成正比。
A项正确。
5.选B 当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,I<
,故A错误。
由电源定义知在时间t内,电池组消耗的化学能为IEt,B对;电动机的输出功率是机械功率,根据能量守恒定律得,P出=P电-P热=UI-I2R,在时间t内,电动机输出的机械能是IUt-I2Rt,故C、D错误。
6.选D 根据电位器结构和连接可知:
连接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错误;同理,D正确;连接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。
7.选ABD 由题图可知,通过电阻的电流I与其两端电压U成正比,A正确;导体电阻R=
=2Ω,对应IU图线斜率的倒数,但R≠cot45°,B正确,C错误;当U=6.0V时,I=
=3A,故每秒通过电阻截面的电荷量为q=It=3.0C,D正确。
8.选AC 根据题意第一个闪击过程中转移电荷量Q=6C,时间约为t=60μs,故平均电流为I平=
=1×105A,闪击过程中的瞬时最大值一定大于平均值,故A对;第一次闪击过程中电功约为W=QU=6×109J,第一个闪击过程的平均功率P=
=1×1014W,由于一次闪击过程主要发生在第一个闪击过程中,但整个闪击过程中的时间远大于60μs,故B错;闪击前云与地之间的电场强度约为E=
=
V/m=1×106V/m,C对;整个闪击过程向外释放的能量约为W=6×109J,D错。
9.选AB 灯泡恰能正常发光,说明灯泡电压为3V,电流为2A,电动机的输入电压是8V-3V=5V,流过电动机的电流是I=2A,选项A、B正确;电动机内阻消耗功率I2RM=4W,电动机输入功率为UI=5×2W=10W,输出功率为6W,效率为η=60%,整个电路消耗的电功率是10W+6W=16W,选项C、D错误。
10.选AD 电动机输出功率为P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W;由UI=P+I2R解得R=4.75Ω,选项A正确C错误;电动机没有输出电压,选项B错误;电动机的工作效率为η=P/UI=75%,选项D正确。
11.解析:
(1)设电动机的电功率为P,则
P=UI①
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr,则
Pr=I2r②
代入数据解得
Pr=1×103W③
(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t。
抽水高度为h,蓄水池容积为V,水的密度为ρ,则
M=ρV④
设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp,则ΔEp=Mgh⑤
设电动机的输出功率为P0,则P0=P-Pr⑥
根据能量守恒定律得P0t×60%×80%=ΔEp⑦
代入数据解得t=2×104s⑧
答案:
(1)1×103W
(2)2×104s
12.解析:
(1)盐水电阻R=U/I=1000Ω。
由电阻定律R=ρh/S,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=100Ω,则截取的圆柱体内阻也应该等于R′=100Ω,
圆柱体长度L=R′S/ρ=10m。
圆柱体与电源组成闭合电路,电流I′=E/(r+R′)=1A
热量最多为Q=I′2R′t=6×104J。
答案:
(1)100m
(2)10m 6×104J
课时跟踪检测(二十五) 闭合电路欧姆定律及其应用
一、单项选择题
1.将一电源电动势为E,内阻为r的电池,与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是( )
A.由U外=IR可知,外电压随I的增大而增大
B.由U内=Ir可知,电源两端的电压随I的增大而增大
C.由U外=E-Ir可知,电源输出电压随输出电流I的增大而减小
D.由P=IU外可知,电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
2.(2013·江苏名校检测)如图1所示电路中,电流表A和电压表V均可视为理想电表。
现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动,正确的是( )
图1
A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大B.小灯泡L变亮
C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变大
3.如图2所示,电池的电动势为E,内阻为r,当滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中,电流表、电压表的示数变化情况是( )
图2
A.电流表一直减小,电压表一直增大B.电流表一直增大,电压表一直减小
C.电流表先减小后增大,电压表先增大后减小
D.电流表先增大后减小,电压表先减小后增大
4.(2014·北京西城期末)如图3所示,电路中RT为热敏电阻,R1和R2为定值电阻。
当温度升高时,RT阻值变小。
开关S闭合后,RT的温度升高,则下列物理量中变小的是( )
图3
A.通过RT的电流;B.通过R1的电流
C.通过R2的电流;D.电容器两极板间的电场强度
5.(2014·湖北八校联考)在如图4所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,某时刻电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( )
图4
A.R1短路 B.R2短路C.R3短路 D.R1断路
6.如图5所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。
开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向。
(电源的内阻不能忽略)下列判断正确的是( )
图5
A.小球带负电;B.当滑动头从a向b滑动时,绝缘线的偏角θ变大
C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下
D.当滑动头停在b处时,电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率
二、多项选择题
7.(2014·北京海淀检测)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( )
A.电动机消耗的总功率为UI;B.电动机消耗的热功率为
C.电源的输出功率为EI;D.电源的效率为1-
8.(2014·上海青浦质检)如图6所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为ra和rb,若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上,通过R0的电流分别为Ia和Ib,则( )
图6
A.ra>rbB.Ia>Ib
C.R0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低
D.R0接到b电源上,电源的输出功率较小,电源的效率较低
9.如图7所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,R0=r,滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动,则在此过程中( )
图7
A.电压表V1的示数一直增大B.电压表V2的示数先增大后减小
C.电源的总功率先减小后增大D.电源的输出功率先减小后增大
10.有一种测量人体重的电子秤,其原理如图8中虚线内所示,它主要由三部分构成:
踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。
设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为3A,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。
下列说法正确的是( )
图8
A.该秤能测量的最大体重是1400NB.该秤能测量的最大体重是1300N
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处
D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处
三、非选择题
11.如图9所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,金属板长为L。
在两金属板左端正中间位置M,有一个小液滴以初速度v0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m,带负电,电荷量为q。
要使液滴从B板右侧边缘射出电场,电动势E是多大?
重力加速度用g表示。
图9
12.(2014·济南外国语测试)如图10甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。
当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。
求:
图10
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
参考答案:
1.选C 因R的变化,才使I发生了改变,故不能用U外=IR来分析U外随I的变化情况。
由闭合电路欧姆定律知,U外=E-Ir,E、r为定值,故U外随I的增大而减小,A、B错,C对;对于P=IU外,I增大,R减小,若R 2.选A 将滑动变阻器滑片P向左移动,电阻R2接入电路部分电阻增大,电流表A的示数变小,电压表V的示数变大,选项A正确;电源输出电流减小,小灯泡L中电流变小,小灯泡L变暗,选项B错误;电容器两端电压增大,电容器C上电荷量增大,选项C错误;电源输出电流减小,电源的总功率变小,选项D错误。 3.选C 外电路是滑动变阻器两部分并联,当两部分电阻值相等时,外电阻阻值最大,路端电压达到最大值,干路电流最小,所以当滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中,电流表先减小后增大,电压表先增大后减小,选项C正确。 4.选C 开关S闭合后,RT的温度升高、阻值变小,通过RT的电流增大,干路电流(即通过R1的电流)增大,R1两端电压增大,电容器两极板间的电场强度增大,R2两端电压减小,通过R2的电流减小,C正确。 5.选A 若电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压。 若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,A正确。 若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,B错误。 若R3短路,则电压表示数为零,C错误。 若R1断路,则电流表示数为零,D错误。 6.选C 根据电路可知A板电势高于B板电势,AB间电场强度方向水平向右。 小球受电场力也水平向右,故小球带正电,故A项错误;当滑动头从a向b滑动时,路端电压减小,故R1两端的电压减小,极板间电场强度随之减小,故绝缘线的偏角变小,故B项错误;当极板间电压减小,极板的带电量将减小而放电,又由于A板带正电,故放电电流从上向下流过电流表,故C项正确;由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定,所以无法判断电源的输出功率变化的规律,故D项错误。 7.选AD 电动机不是纯电阻用电器,电动机消耗的总功率为UI,选项A正确;电动机消耗的热功率为I2R,选项B错误;电源的输出功率为UI,选项C错误;电源的效率为 = ,选项D正确。 8.选ABC 在电源路端电压与电流的关系图像中斜率表示电源内阻,ra>rb,A正确。 在图像中作出定值电阻R0的伏安特性曲线,与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点,Ia>Ib,B正确。 R0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低,R0接到b电源上,电源的输出功率较小,但电源的效率较高,C正确,D错误。 9.选CD 分析电路可知,滑动变阻器两部分aP和Pb先并联,再与R0串联,电压表V1测路端电压,电压表V2测R0两端电压。 在滑动变阻器的滑片P从a向b移动过程中,并联部分电阻先增大后减小,故V1示数先增大后减小,V2示数先减小后增大,A、B错误。 总电流先减小后增大,由P=EI知电源的总功率先减小后增大,C正确。 由电源的输出功率图线知D正确。 10.选AC 由E=I(r+R)可得R最小值为R=2Ω。 由R=30-0.02F可得F最大值为1400N,选项A正确B错误;该秤零刻度线为F=0,R=30Ω,对应电流I=E/(r+30)=0.375A,选项C正确D错误。 11.解析: 由闭合电路欧姆定律得I= = 两金属板间电压为UAB=IR= 由牛顿第二定律得q -mg=ma 液滴在电场中做类平抛运动,有 L=v0t, = at2 由以上各式解得E= + 答案: + 12.解析: (1)题中图乙中AB延长线,交U轴于20V处,交I轴于1.0A处, 所以电源的电动势为E=20V,内阻r= =20Ω。 (2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应图乙中的B点,即U2=4V、I2=0.8A,得R2= =5Ω。 (3)当P滑到R3的左端时,由图乙知此时U外=16V,I总=0.2A, 所以R外= =80Ω 因为R外= +R2, 所以滑动变阻器的最大阻值为: R3=300Ω。 答案: 见解析 单元小结练 电路知识综合练 一、单项选择题 1.在已接电源的闭合电路中,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是( ) A.如果外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大 B.如果外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势也随外电压减小 C.如果外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小 D.如果外电压增大,则内电压减小,电源电动势始终为二者之和,保持恒定 2.如图1所示,直流电动机线圈的电阻为R,电源内阻为r,当该电动机正常工作时,电源路端电压为U,通过电动机的电流为I,则( ) 图1 A.电动机内部发热功率为I2R;B.电动机的机械功率为IU C.电源电动势为I(R+r);D.电源的输出功率为IU+I2R 3.在如图2所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( ) 图2 A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路 4.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化而变化的特性来工作的.如图3甲所示,电源的电动势E=9.0V,内阻不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;RT为热敏电阻,其阻值与温度的变化关系如图乙所示.闭合开关S,当热敏电阻的温度等于20℃时,电流表示数I1=2mA;当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻的温度是( ) 图3 A.60℃B.80℃C.100℃D.120℃ 5.有一个消毒用电器P,电阻为20kΩ,它只有在电压高于24V时才能工作.今用一个光敏电阻R1对它进行控制,光敏电阻的阻值在有光照时为100Ω,黑暗时为1000Ω.电源电动势E为36V,另有一个定值电阻R2,电阻为1000Ω.下列电路电键闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作的是: ( ) 6.如图4所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球.开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,偏角为θ,电源的内阻不能忽略,则下列判断正确的是( ) 图4 A.小球带负电;B.当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角θ变大 C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下 D.当滑动头停在b处时,电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率 二、多项选择题 7.标有“8V 6.4W”和“8V 20W”字样的L1、L2两只灯泡连接在如图5所示的电路中,C点接地.如果将电路中L1、L2两灯泡的位置互换,则( ) 图5 A.B点电势升高;B.B点电势降低;C.两灯的亮度不变;D.L1灯变暗,L2灯变亮 8.如图6所示,闭合开关S后,A灯与B灯均发光,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,以下说法中正确的是;( ) 图6 A.A灯变亮;B.B灯变亮;C.电源的输出功率可能减小;D.电源的总功率增大 9.如图7电路中,电源电动势为E、内阻为r、R0为定值电阻,电容器的电容为C.闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,则( ) 图7 A.变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变;B.电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C.电阻R0两端电压减小,减小量为ΔU;D.电容器所带的电荷量增大,增加量为CΔU 10.如图8所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( ) 图8 A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7;B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2 D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2 三、非选择题 11.如图9所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,金属板长为L,在两金属板左端正中间位置M,有一个小液滴以初速度v0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m,带负电,电荷量为q.要使液滴从B板右侧边缘射出电场,电动势E是多大? 重力加速度用g表示. 图9 12.如图10甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求: 图10 (1)电源的电动势和内阻; (2)定值电阻R2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值. 参考答案: 1D2A3A4D5C6C7AC
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