新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业7-25

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第七章　恒定电流 课时作业25　电路的基本概念和规律 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′)‎ ‎1.如图1所示，有A、B、C、D四个电阻，它们的I—U关系如图1所示，其中电阻最小的是 ‎(　　)‎ 图1‎ A．A　　　　　　　　　　 B．B C．C D．D 解析：因为在I—U图象中，图线的斜率k＝＝，故斜率越大，电阻越小，因而A的电阻最小．‎ 答案：A ‎2．一个标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220 V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用如下图所示的图象表示，题中给出的四个图象中肯定不符合实际的是 ‎(　　)‎ 解析：图象中的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大，如果是曲线，表示电阻在不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时的电阻可以用该点和原点的连线的斜率来表示，温度越高，电阻率越大，电阻也就越大．‎ 灯泡在电压增大过程中的电流增大，温度升高，电阻变大，所以B正确．A图表电阻不变，C表示电阻变小，D表示先变大后变小，故答案选ACD.‎ 答案：ACD ‎3．对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是 ‎(　　)‎ A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10 R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为R C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的比值不变 D．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零 解析：设原电阻R＝ρ，当l′＝‎10 l时，由体积不变原理求得截面积变成S′＝ S，所以电阻变为R′＝ρ＝ρ＝100 R，A错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为 R的电阻并联，其总阻值为 R，B正确；金属丝的电阻率ρ随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率ρ随温度升高而增大，因而R＝ρ＝将逐渐增加，C错误；这种现象叫超导现象，D正确．‎ 答案：BD ‎4．(2010·海南模拟)有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V,60 W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量 ‎(　　)‎ A．日光灯最多 B．电烙铁最多 C．电风扇最多 D．一样多 解析：电烙铁是纯电阻用电器．即以发热为目的，电流通过它就是用来产热．而日光灯和电风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)，综上所述，只有B正确．‎ 答案：B ‎5．有四盏灯，如图2所示连接在电路中，L1和L2都标有“220 V,100 W”字样，L3和L4都标有“220 V,40 W”字样，把电路接通后，最暗的是 ‎(　　)‎ 图2‎ A．L1 B．L2‎ C．L3 D．L4‎ 解析：由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R1＝R2＜R3＝R4，即R4＞R1＞.由串联电路功率的分配知P4＞P1＞(P2＋P3)，而P2与P3的大小可由并联电路的功率分配知P2＞P3，所以四只灯消耗的实际功率大小关系为P4＞P1＞P2＞P3，故最暗的灯是L3.‎ 答案：C ‎6．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V,40 W”的灯泡，下列说法正确的是 ‎(　　)‎ A．接在110 V的电路上时的功率为20 W ‎ B．接在110 V的电路上时的功率为10 W C．接在440 V的电路上时的功率为160 W D．接在220 V的电路上时的功率为 40 W 解析：由P＝可知R一定时，P∝U2‎ 所以当U＝110 V＝时，P＝＝10 W 当U＝440 V＞U额时，灯泡烧坏 当U＝220 V＝U额时，P＝P额＝40 W 答案：BD ‎7．把六个相同的小灯泡接成如图3甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是 ‎(　　)‎ 图3‎ A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙＞3P甲 答案：B ‎8．如图4所示的电路中，理想电流表A1的读数为‎1.2 A，理想电流表A2的读数为‎2 A，则 ‎(　　)‎ 图4‎ A．R1＜R2，表A的读数为‎3.2 A B．R1＞R2，表A的读数为‎3.2 A C．R1＝R2，表A的读数为‎4 A D．R1＞R2，表A的读数无法判断 解析：电流表为理想电流表，其等效电路图如图5所示．由图知四个电阻并联连接，A的读数为A1和A2的读数之和，‎ 图5‎ 因A1的读数小于A2的读数，则流过电阻R1的电流大于流过电阻R2的电流，又因R1与R2两端电压相同，故R1＜R2.‎ 答案：A 二、计算题(3×12′＝36′)‎ ‎9．(2009·全国卷Ⅰ)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝‎0 ℃‎时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在‎0 ℃‎时，铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5 Ω·m；在‎0 ℃‎附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－‎3℃‎－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10‎ ‎－‎4℃‎－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长‎1.0 m的导体，要求其电阻在‎0 ℃‎附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．‎ 解析：设所需碳棒的长度为L1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)①‎ ρ2＝ρ20(1＋α2t)②‎ 式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在‎0 ℃‎时的电阻率．‎ 设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，有R1＝ρ1③‎ R2＝ρ2④‎ 式中S为碳棒与铜棒的横截面积．‎ 碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为 R＝R1＋R2⑤‎ L0＝L1＋L2⑥‎ 式中L0＝‎1.0 m.‎ 联立以上各式得 R＝ρ10＋ρ20＋t⑦‎ 要使R不随t变化，⑦式中t的系数必须为零．即 ρ10α‎1L1＋ρ20α‎2L2＝0⑧‎ 联立⑥⑧式得 L1＝L0⑨‎ 代入数据解得L1＝3.8×10－‎3 m⑩‎ ‎10．一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压，现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图6(a)和(b)所示．测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒，求此时加在电热水壶上的实际电压．‎ 图6‎ 解析：设电热水壶的电阻为R 则R＝＝ Ω＝ Ω 电能表转1转的能量为： J＝1200 J 设电热水壶的实际电压为U 则t＝125×1200 J，∴U＝200 V 答案：200 V ‎11．有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝‎50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v＝‎0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝‎5 A，求：‎ ‎(1)电动机线圈的电阻R等于多少．‎ ‎(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少．‎ ‎(3)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大，电动机消耗的电功率又为多大．(取g＝‎10 m/s2)‎ 解析：电动机是非纯电阻，它从电路获取的电功率一部分转化为提升重物用的机械功率，另一部分则转化为线圈电阻上的发热功率，三者关系应满足能量守恒．‎ 由于电动机线圈电阻及电路电压一定，调节输入电动机线圈的电流，则电动机就有可能获得最大机械功率．‎ 因电动机工作时为非纯电阻，输入电压U＞IR.电动机因故不能转动时，电动机为纯电阻，输入电压U＝IR，故输入电流增大，电动机消耗的功率也增大，如果此时电动机消耗的功率比正常工作时消耗的功率大很多，电动机在这种状态下工作就有可能被烧坏．‎ 答案：(1)设电动机输入功率为P，输出功率为P1，热消耗功率为P2，则有P＝P1＋P2＝mgv＋I2R R＝＝ Ω ＝6 Ω ‎(2)P1＝P－P2＝UI－I2R＝－R(I－)2＋ 当＝I时，P1有最大值为 当I＝＝‎10 A，电动机的输出最大功率P1大＝＝600 W 由于P1大＝mgv大，有v大＝＝‎1.2 m/s ‎(3)因电动机不能转动，此时电路中电流最大，最大电流为I大＝＝‎20 A，电动机消耗的功率也最大P2大＝IR＝2400 W