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1、課時規(guī)范練26 電阻定律 歐姆定律 焦耳定律
基礎(chǔ)對點練
1.(2018·山東濟(jì)寧模擬)銅的摩爾質(zhì)量為m,密度為ρ,每摩爾銅原子中有n個自由電子。今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線,當(dāng)通過的電流為I時,電子平均定向移動的速率為( )
A.光速c B. C. D.
答案D
解析由電流表達(dá)式I=n'eSv可得v=,其中n'=,故v=,選項D正確。
2.有Ⅰ、Ⅱ兩根不同材料的電阻絲,長度之比為l1∶l2=1∶5,橫截面積之比為S1∶S2=2∶3,電阻之比為R1∶R2=2∶5,外加電壓之比為U1∶U2=1∶2,則它們的電阻率之比為( )
A.2∶3 B.4∶3 C.3∶4 D.8∶3
答
2、案B
解析由R=ρ得ρ=,ρ1∶ρ2==4∶3,選項B正確。
3.(多選)如圖所示,定值電阻R1=20 Ω,電動機(jī)繞線電阻R2=10 Ω,當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)是I1=0.5 A,當(dāng)開關(guān)閉合后,電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來,電路兩端的電壓不變,電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是( )
A.I=1.5 A B.I<1.5 A C.P=15 W D.P<15 W
答案BD
解析當(dāng)開關(guān)S斷開時,由歐姆定律得U=I1R1=10V;當(dāng)開關(guān)S閉合后,通過R1的電流仍為0.5A,電動機(jī)是非純電阻用電器,UI2>R2,所以通過電動機(jī)的電流I2<=1A,故電流表示數(shù)I<0.5A+1A=1.5A,選項
3、B正確;電路消耗的電功率P=UI<15W,選項D正確。
4.(2018·宜昌模擬)如圖所示,a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲的伏安特性曲線,下列判斷正確的是( )
A.a代表的電阻絲較粗
B.b代表的電阻絲較粗
C.a電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值
D.圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比
答案B
解析圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),故Ra>Rb,選項C錯誤;由R=ρ知a的橫截面積較小,選項A錯誤,B正確;由圖象知導(dǎo)體的電阻與電壓無關(guān),選項D錯誤。
5.(多選)(2018·黃岡模擬)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)體,但R1的尺寸比
4、R2大得多,把它們分別連接在如圖所示電路的A、B兩端,接R1時電壓表的讀數(shù)為U1,接R2時電壓表的讀數(shù)為U2,則下列判斷正確的是( )
A.R1=R2 B.R1>R2 C.U1
5、最大行駛速度
20 km/h
額定輸出功率
350 W
A.電動機(jī)的輸入功率為576 W B.電動機(jī)的內(nèi)電阻為4 Ω
C.該車獲得的牽引力為104 N D.該車受到的阻力為63 N
答案AD
解析由于U=48V,I=12A,則P=IU=576W,故選項A正確;因P入=P出+I2r,r=Ω=1.57Ω,故選項B錯誤;由P出=Fv=Ffv,F=Ff=63N,故選項C錯誤,D正確。
素養(yǎng)綜合練
7.(多選)(2018·湖南邵陽高三質(zhì)檢)在如圖甲所示的電路中,L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后,電路中的總電流為0.25 A,
6、則此時( )
A.L1兩端的電壓為L2兩端電壓的2倍
B.L1消耗的電功率為0.75 W
C.L2的電阻為12 Ω
D.L1、L2消耗的電功率的比值大于4
答案BD
解析電路中的總電流為0.25A,即L1中電流為0.25A,由小燈泡的伏安特性曲線可知L1兩端的電壓為3.0V,L1消耗的電功率為P1=U1I1=0.75W,選項B正確;根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可知,L2中的電流為0.125A,由小燈泡的伏安特性曲線可知其兩端電壓大約為0.3V,故L1兩端的電壓約為L2兩端電壓的10倍,選項A錯誤;由歐姆定律可知,L2的電阻約為R2=Ω=2.4Ω,選項C錯誤;L2消耗的電功率約為P2=U2
7、I2=0.3×0.125W=0.0375W,即L1、L2消耗的電功率的比值大于4,選項D正確。
8.(2018·陜西榆林三模改編)實驗室中有一塊量程較小的電流表G,其內(nèi)阻為900 Ω,滿偏電流為100 μA,將它改裝成量程為1 mA、10 mA雙量程電流表。現(xiàn)有器材如下:
A.滑動變阻器R1,最大阻值50 Ω;
B.滑動變阻器R2,最大阻值50 kΩ;
C.電阻箱R',最大阻值9 999 Ω;
D.電池E1,電動勢3.0 V;
E.電池E2,電動勢4.5 V(所有電池內(nèi)阻均不計);
F.單刀單擲開關(guān)S1和S2,單刀雙擲開關(guān)S3及導(dǎo)線若干。
將電流表G改裝成雙量程電流表。現(xiàn)有
8、兩種備選電路,如圖a和圖b。如果選圖a電路,則R1= Ω,R2= Ω。?
答案10 90
解析根據(jù)電路的串并聯(lián)特點,借助歐姆定律有;
當(dāng)量程改裝為1mA時:IgRg=(I1-Ig)(R1+R2)
當(dāng)量程改裝為10mA時:Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1
聯(lián)立代入數(shù)據(jù),得:R1=10Ω,R2=90Ω。
9.來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速,形成電流為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷量e=1.60×10-19 C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個數(shù)為多少?假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距
9、l和4l的兩處,各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為N1和N2,則N1∶N2等于多少?
答案6.25×1015個 2∶1
解析質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)由I=可知,=6.25×1015。建立如圖所示的“柱體微元”模型,設(shè)質(zhì)子經(jīng)過距質(zhì)子源l和4l處時的速度分別為v1、v2,在l和4l處作兩個長為Δl(極短)的柱體微元。因Δl極短,故l和4l處的兩個柱體微元中的質(zhì)子的速度可分別視為v1、v2。對于這兩個柱體微元,設(shè)單位體積內(nèi)質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2,由I==neSv可知,I1=n1eSv1,I2=n2eSv2,作為串聯(lián)電路,各處的電流相等,所以I1=I2,故。根據(jù)動能定理,分別
10、有eEl=,eE·4l=,可得,所以有,因此,兩柱體微元中的質(zhì)子數(shù)之比。
10.如圖所示,A為電解槽,M為電動機(jī),N為電熱爐,恒定電壓U=12 V,電解槽內(nèi)阻RA=2 Ω,當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開時,A示數(shù)為6 A;當(dāng)S2閉合,S1、S3斷開時,A示數(shù)為5 A,且電動機(jī)輸出功率為35 W;當(dāng)S3閉合,S1、S2斷開時,A示數(shù)為4 A。求:
(1)電熱爐的電阻及發(fā)熱功率;
(2)電動機(jī)的內(nèi)阻;
(3)在電解槽工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少。
答案(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W
解析(1)電熱爐為純電阻元件,由歐姆定律得R=Ω=2Ω
其發(fā)熱功率為P=
11、UI1=12×6W=72W。
(2)電動機(jī)為非純電阻元件,由能量守恒定律得UI2=RM+P輸出
所以RM=Ω=1Ω。
(3)電解槽為非純電阻元件,由能量守恒定律得
P化=UI3-RA
所以P化=(12×4-42×2)W=16W。
11.有一個直流電動機(jī),把它接入0.2 V電壓的電路時,電動機(jī)不轉(zhuǎn),此時測得流過電動機(jī)的電流是0.4 A;若把電動機(jī)接入2.0 V電壓的電路中,電動機(jī)正常工作,工作電流是1.0 A。求:
(1)電動機(jī)線圈的電阻;
(2)電動機(jī)正常工作時的輸出功率;
(3)在發(fā)動機(jī)正常工作時,轉(zhuǎn)子突然被卡住,此時電動機(jī)的發(fā)熱功率。
答案(1)0.5 Ω (2)1.5 W (3)8 W
解析(1)電動機(jī)不轉(zhuǎn)時,電動機(jī)電路為純電阻電路,根據(jù)歐姆定律可得線圈的電阻R==0.5Ω;
(2)電動機(jī)正常工作時的輸入功率P輸入=UI=2.0×1.0W=2W,此時線圈的發(fā)熱功率為P熱=I2R=0.5W,電動機(jī)的輸出功率P輸出=P輸入-P熱=2W-0.5W=1.5W;
(3)當(dāng)轉(zhuǎn)子被卡住之后,電動機(jī)為純電阻電路,電動機(jī)的發(fā)熱功率P熱'=W=8W。
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