吉林省吉林市第一中学2020学年高二物理上学期 独立作业（3）

吉林省吉林市第一中学2020学年高二物理上学期 独立作业（3）

物理独立作业（三）恒定电流阶段训练 ‎ 一、选择题 ‎1．(2020·全国高考)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为‎1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为‎6 C，闪击持续时间约为60 μs.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1×‎‎105 A B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J ‎2．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　)‎ A．P＝I2R　　　　　　 B．P＝ C．P＝IU D．以上公式都可以 ‎3．两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示，可知两电阻大小之比R1∶R2等于(　　)‎ A．1∶3 B．3∶1‎ C．1∶ D.∶1‎ ‎4．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为‎10 A，电动机启动时电流表读数为‎58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω ‎.电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了(　　)‎ A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W ‎5．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原因是(　　)‎ A．通过电炉丝的电流大，而导线电流小 B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热 C．铜导线的电阻比电炉丝小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小 D．电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压小得多 ‎6．如图所示，当滑动变阻器滑动触头向左移动时，灯泡A、B、C的亮度将(　　)‎ A．都变亮 B．都变暗 C．A、B变亮，C变暗 D．A、C变亮，B变暗 ‎7．据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务．酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是(　　)‎ A．U越大，表示c越大，c与U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比 C．检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小 D．U越大，表示检测到驾驶员喝酒越多 ‎8．(2020·高考上海卷)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为‎0.3 C，消耗的电能为0.9 J，为在相同时间内使‎0.6 C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．3 V　1.8 J B．3 V　3.6 J C．6 V　1.8 J D．6 V　3.6 J ‎9．如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度t变化的图线如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a，b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是(　　)‎ A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 ‎10．如图所示的电路中，A、B间电压恒为3.2 V,3个电阻的阻值均为4 Ω，电容器的电容为30 μF，电流表为理想电流表．那么电路稳定时电容器所带的电量、电流表的读数分别是(　　)‎ A．9.6×10－‎5 C,‎0.8 A B．0,‎‎0.8 A C．9.6×10－‎5 C,‎1 A D．1.2×10－‎4C,‎‎0.8 A ‎11．一台电风扇，内电阻是20 Ω，接上220 V的电压后，消耗的功率是66 W，求：‎ ‎(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流大小；‎ ‎(2)电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率以及电动机的效率；‎ ‎(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？‎ ‎12．(2020·济宁高二检测)如图所示电路中，甲、乙两个毫安表的内阻均为6 Ω，R3＝R4＝12 Ω，S断开时，AB之间电阻为3 Ω，S闭合时，甲、乙两个毫安表的示数之比为1∶2，求R1、R2的阻值各为多少？‎ ‎13．(2020·合肥高二检测)如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路中，电源的内阻r＝1 Ω，电炉的电阻R1＝19 Ω，电动机绕线的电阻R2＝2 Ω，当开关S断开时，电源内电阻消耗的热功率P＝25 W；当S闭合时，干路中的电流I＝‎12.6 A，求：‎ ‎(1)电源的电动势E；‎ ‎(2)S闭合后电动机的机械功率．‎ ‎（选做题）14．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L.在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．(重力加速度用g表示)则：‎ ‎(1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？‎ ‎(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？‎ 独立作业（三）参考答案 ‎1.解析：根据题意，由电流定义式可得，闪电电流瞬时值I＝＝1×‎105 A，选项A正确；整个过程平均功率为P＝＝2×1010 W～3×1010 W，选项B错误；闪电前云地间的电场强度约为E＝＝1×106 V/m，选项C正确；整个闪电过程向外释放的能量约为ΔE＝QU＝6×109 J，选项D错误．‎ 答案：AC ‎2.解析：因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路，只能用功率公式P＝IU计算．所以C正确，A、B、D错误．‎ 答案：C ‎3.解析：根据IU图线的斜率表示电阻的倒数，得：＝＝.‎ 答案：A ‎4.解析：电动机未启动时，通过灯泡电流为I＝‎10 A，‎ 电压U1＝12.5 V－10×0.05 V＝12 V.‎ 所以灯泡电阻为R＝＝ Ω＝1.2 Ω.‎ 电动机启动时，灯泡两端的电压 U2＝12.5 V－58×0.05 V＝9.6 V.‎ 故车灯的电功率降低了ΔP＝－＝43.2 W.‎ 答案：B ‎5． 解析：通电后，电炉丝热得发红，但铜导线不热的原因是电炉丝电阻比铜导线的电阻大得多，两者串联，使电炉丝分得的电压大，发热功率大，故C对，A、B、D错．‎ 答案：C ‎6． 解析：‎ 当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，它接入电路中的有效电阻值减小，故电路中的总电阻将减小，干路中的电流增大，A灯变亮；因干路中电流变大，A灯及电源内阻分得电压增大，又有E＝Ur＋UA＋UC，所以UC减小，C灯变暗；又因为IA＝IB＋IC，IA增大，IC减小，故IB增大，B灯变亮，综合以上分析可知A、B、D错，C对．‎ 答案：C ‎7． 解析：题中给出传感器电阻r′的倒数与酒精气体浓度c是正比关系，即＝kc，电压表示数U＝＝，可以看出电压与酒精气体浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增大而增大．故B、D正确，A、C错误．‎ 答案：BD ‎8．解析：由W＝qU得，U1＝3 V．再由q＝It知，q∝I，而根据欧姆定律，I∝U，所以必然有q∝U，因电量增大2倍，所以电压也将增大2倍，为6 V；再由W＝qU＝‎0.6 C×6 V＝3.6 J，选项D正确．‎ 答案：D ‎9． 解析：当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，R2电阻减小，总电流变大，R1两端电压变大，R3两端电压变小，故电流表示数I变小；路端电压U变小，故D正确．‎ 答案：D ‎10．解析：将电容器视为断路，可知电路结构为电阻R3直接接在A、B之间，通过电流表和R3的电流I＝＝‎0.8 A，电路稳定时电阻R1和R2中无电流通过，R2两端电压为零，所以电容器两端电压UC＝3.2 V，电容器所带的电量Q＝CUC＝9.6×10－‎5C，选项A正确．‎ 答案：A ‎11． 解析：(1)正常工作时通过电动机的电流大小 I＝＝ A＝‎0.3 A.‎ ‎(2)转化为内能的功率 P热＝I2r＝0.32×20 W＝1.8 W.‎ 转化为机械能的功率 P机＝P－P热＝(66－1.8) W＝64.2 W.‎ 电动机的效率 η＝×100%＝×100%≈97.3%.‎ ‎(3)当电风扇不转动时，电能全部转化为内能，电动机相当于纯电阻用电器．I′＝＝ A＝‎11 A，‎ 电动机消耗的功率P′等于其发热功率P热′，所以 P′＝P热′＝U2/r＝(2202/20) W＝2 420 W.‎ 此时电动机可能会被烧毁．‎ 答案：见解析 ‎12． 解析：S断开时，A、B间的电阻为3 Ω，则：＋R2＝3 Ω S闭合时，设流过甲表的电流为I，则流过乙表的电流为2I，则：‎ I(RA＋R4)＝2IRA＋R2‎ 由此可解得：R1＝3 Ω，R2＝1 Ω.‎ 答案：R1＝3 Ω　R2＝1 Ω ‎13． 解析：(1)S断开时，由P＝Ir，得：‎ I0＝＝ A＝‎‎5 A 由闭合电路欧姆定律得：‎ E＝I0(R1＋r)＝5×(19＋1) V＝100 V ‎(2)S闭合后，内电压 U1＝Ir＝12.6×1 V＝12.6 V 故电路的路端电压：‎ U2＝E－U1＝(100－12.6)V＝87.4 V 通过电炉的电流：‎ I1＝＝ A＝‎‎4.6 A 通过电动机的电流：‎ I2＝I－I1＝(12.6－4.6) A＝‎‎8.0 A 电动机消耗的热功率：‎ P1＝IR2＝8.02×2 W＝128 W 输送给电动机的电动率：‎ P2＝U2I2＝87.4×8 W＝699.2 W 故电动机输出的机械功率：‎ P3＝P2－P1＝(699.2－128) W＝571.2 W 答案：(1)100 V　(2)571.2 W ‎14． 解析：(1)I＝＝，∴UAB＝IR＝E1‎ 由于平衡mg＝＝q ①‎ 由①得E1＝. ②‎ ‎(2)由于液滴从B板边缘飞出，利用平抛规律有：‎ L＝v0t ③‎ d＝at2 ④‎ －mg＝ma ⑤‎ 又UBA′＝E2 ⑥‎ 联立③④⑤⑥式得E2＝.‎ 答案：(1)　(2) ‎