2020版高考物理复习考点规范练 (26)

2020版高考物理复习考点规范练 (26)

考点规范练26　电阻定律　欧姆定律　焦耳定律 一、单项选择题 ‎1.关于电阻率,下列说法正确的是(　　)‎ A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好 B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小 C.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大 D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们制作标准电阻 答案D 解析电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,说明其导电性能越差,A错;各种材料的电阻率大都与温度有关,纯金属的电阻率随温度升高而增大,超导体是当温度降低到某个临界温度时,电阻率突然变为零,B、C均错;某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用于制作标准电阻,D对。‎ ‎2.‎ 如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是(　　)‎ 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 答案B 解析b图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律R=ρlS,可知b代表的电阻丝较粗,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。‎ 7‎ ‎3.如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则(　　)‎ A.通过两棒的电流不相等 B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同 C.两棒内的电场强度不同,细棒内电场强度E1小于粗棒内电场强度E2‎ D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2‎ 答案D 解析由于两棒串联,所以电流相等,A错误;由I=nqSv可知,两棒电流相等,而两棒横截面积不同,两棒的自由电子定向移动的平均速率不同,B错误;由R=ρlS可知,细棒的电阻大,由串联分压原理可知细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,又由E=Ud可知细棒内电场强度E1大于粗棒内电场强度E2,所以C错误,D正确。‎ ‎4.用电器到发电厂的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。为使线路上的电压不超过U。那么,输电线的横截面积的最小值为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.ρlR B.‎2ρlIU C.UρlI D.‎‎2UlIρ 答案B 解析输电线的总长为2l,由公式R=UI、R=ρLS得S=‎2ρlIU,故B正确。‎ ‎5.在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即Ff=kv(k是常量),则该导体的电阻应该等于(　　)‎ 7‎ A.klneS B.klne‎2‎S C.kSnel D.‎kSne‎2‎l 答案B 解析电子定向移动,由平衡条件得kv=eUl,则U=kvle,导体中的电流I=neSv,电阻R=UI‎=‎klne‎2‎S,选项B正确。‎ ‎6.‎ 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12 Ω B.B点的电阻为40 Ω C.导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 答案B 解析根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA=‎3‎‎0.1‎Ω=30Ω,RB=‎6‎‎0.15‎Ω=40Ω,所以ΔR=RB-RA=10Ω,故B对,A、C、D错。‎ 二、多项选择题 ‎7.现用充电器为一手机电池充电,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.充电器输出的电功率为UI+I2r B.电能转化为化学能的功率为UI-I2r C.电池产生的热功率为I2r 7‎ D.充电器的充电效率为IrU×100%‎ 答案BC ‎8.右图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220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是(　　)‎ A.电热丝的电阻为55 Ω B.电动机线圈的电阻为‎1210‎‎3‎Ω C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为1 000 J D.当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为120 J 答案AD 解析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=U‎2‎R可得其电阻R=U‎2‎P‎=‎‎22‎‎0‎‎2‎‎880‎Ω=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;不管电吹风吹热风还是吹冷风,电动机每秒消耗的电能都是120J,选项D正确。‎ ‎9.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法正确的是(　　)‎ A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 7‎ B.对应P点,小灯泡的电阻为R=‎U‎1‎I‎2‎ C.对应P点,小灯泡的电阻为R=‎U‎1‎I‎2‎‎-‎I‎1‎ D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积 答案ABD 解析在I-U图像中,图线上的点与O点的连线的斜率表示该点所对应的电压、电流下电阻的倒数,图像中连线的斜率逐渐减小,电阻逐渐增大,A正确;对应P点,小灯泡的电压为U1,电流为I2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R=U‎1‎I‎2‎,B正确,C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2,即为题图中矩形PQOM所围的面积,D正确。‎ 三、非选择题 ‎10.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 μm左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω。‎ ‎(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。‎ ‎(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32π cm3,当在其两底面上加上1 000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求圆柱体的圆面半径和高。‎ 答案(1)8×106Ω·m　(2)4 cm　2 cm 解析(1)由电阻定律R=ρlS得ρ=RSl‎=‎‎1.6×1‎0‎‎5‎×1.0×1‎‎0‎‎-4‎‎2×1‎‎0‎‎-6‎Ω·m=8×106Ω·m。‎ ‎(2)由部分电路欧姆定律得R=‎UI 由圆柱体体积公式得πr2h=V 又R=ρhπr‎2‎ 联立解得r=4cm,h=2cm。‎ ‎11.‎ 7‎ 如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电热炉,恒定电压U=12 V,电解槽内阻RA=2 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,A示数为6 A;当S2闭合,S1、S3断开时,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,A示数为4 A。求:‎ ‎(1)电热炉的电阻及发热功率;‎ ‎(2)电动机的内阻;‎ ‎(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率。‎ 答案(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 解析(1)电热炉为纯电阻元件,由欧姆定律得R=UI‎1‎‎=‎‎12‎‎6‎Ω=2Ω。‎ 其发热功率为P=UI1=12×6W=72W。‎ ‎(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI2=I‎2‎‎2‎RM+P输出 所以RM=UI‎2‎-‎P输出I‎2‎‎2‎‎=‎‎12×5-35‎‎5‎‎2‎Ω=1Ω。‎ ‎(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得P化=UI3-I‎3‎‎2‎RA 所以P化=(12×4-42×2)W=16W。‎ ‎12.为保护自然环境,开发绿色能源,实现旅游与环境的协调发展,某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统,用来满足园内用电需求。已知该发电系统的输出功率为1.0×105 W,输出电压为220 V。问:‎ ‎(1)按平均每天太阳照射6小时计,该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能?‎ ‎(2)该太阳能发电系统除了向10台1 000 W的动力系统正常供电外,还可以同时供园内多少盏额定功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯正常工作?‎ ‎(3)由于发电系统故障,输出电压降为110 V,此时每盏额定功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少?(设照明灯的电阻恒定)‎ 7‎ 答案(1)2.19×105 kW·h(或7.884×1011 J)　(2)900盏　(3)‎‎1‎‎4‎ 解析(1)P=1.0×105W=100kW t=365×6h=2190h E=Pt=2.19×105kW·h(或E=7.884×1011J)。‎ ‎(2)P=10×1kW+n·0.1kW,得n=900(盏)。‎ ‎(3)设P1和U1分别为照明灯正常工作时的功率和电压,P2和U2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压。‎ 由功率公式P=U‎2‎R得P‎1‎P‎2‎=‎U‎1‎U‎2‎‎2‎,‎ 所以P2=P‎1‎U‎1‎U‎2‎‎2‎‎=‎P‎1‎‎4‎,即为正常工作时的‎1‎‎4‎。‎ 7‎