2011届高考物理一轮复习随堂精品练习：第25课时电流、电阻、电功、电功率及欧姆定律

第25课时 电流 电阻 电功 电功率及欧姆定律

1.如图7－1－9所示是电阻R 1和R 2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R 1和R 2并联在电路中，消耗的电功率分别为P 1和P 2，并联的总电阻设为R ，下列关于P 1和P 2的大小关系及R 的伏安特性曲线所在的区域正确的是( ) A ．特性曲线在Ⅰ区，P 1＜P 2

B ．特性曲线在Ⅲ区，P 1＞P 2

C ．特性曲线在Ⅰ区，P 1＞P 2

D ．特性曲线在Ⅲ区，P 1＜P 2

解析：由题图可知，图线斜率的倒数表示电阻，故R 1＜R 2，当两电阻并联时，电压相等，

由P ＝U 2

R

可知，P 1＞P 2；并联后，由电路的串并联规律知其并联电阻R ＜R 1，因此R 的伏

安特性曲线应在Ⅰ区，故选项C 正确． 答案：C

2．(2009·济南模拟)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( )

A.6.8 A

B ．0.15 A

C ．4.4 A

D ．0.23 A

解析：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 ＝P U ＝1 500

220

A≈6.8 A，故选项A 正确．

答案：A

3.小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图7－1－10所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，下列说法中正确的是( )

A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2

C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝

U 1

I 2－I 1

D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积”

解析：由欧姆定律，图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O 点的连线的斜率的倒数．随着所加电压的增大，图中曲线斜率越来越小，即小灯泡的电阻增大，故A 项正确；对应

P 点，小灯泡的电阻为OP 连线的斜率的倒数，即R ＝U 1

I 2 ，故B 项正确，C 项错误；对应

P 点，小灯泡的功率为P ＝U 1I 2，即图中矩形PQOM 所围的“面积”，故D 项正确．

答案：ABD

4．如图7－1－11所示，是中国科健股份有限公司生产的一块手

机电池外壳上的文字说明：充电时电压恰为限制电压，历时4 h 充满．(假设充电前电池内已无电)该过程电池发热，则充电过程中转化成的电热功率为( ) A ．0.087 5 W B ．0.007 29 W C ．0.735 W

D ．0.647 5 W

解析：由电池容量及充电时间可求得充电电流

I ＝

700 mA·h

4 h

＝175 mA . 输入功率P 入＝U 充I ＝4.2×0.175 W＝0.735 W 转化成有效功率

P 有效＝U 标·I ＝3.7×0.175 W＝0.647 5 W.

电热功率ΔP ＝P 入－P 有效＝0.087 5 W.

即A正确．

答案：A

5.如图7－1－12所示，2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅

气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设

这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg，当它匀速通过天安门前500 m

的检阅区域时用时250 s，驱动电机的输入电流I＝10 A，电压为300

V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：

(1)驱动电机的输入功率；

(2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率；

(3)驱动电机的内阻和机械效率．

解析：(1)驱动电机的输入功率P入＝UI＝300 V×10 A＝3 000 W.

(2)电动彩车通过天安门前的速度v＝s/t＝2 m/s

电动彩车行驶时所受阻力为f＝0.02mg＝0.02×6.75×103×10 N＝1.35×103 N

电动彩车匀速行驶时F＝f，故电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率P机＝Fv＝2 700 W.

(3)设驱动电机的内阻为R，由能量守恒定律得：

P入t＝P机t＋I2Rt

解得驱动电机的内阻R＝3 Ω

驱动电机的机械效率η＝P机/P入×100%＝90%.

答案：(1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Ω90%

1．三个同样的电阻，额定功率均为10 W，把其中两个并联再与第三个串联接入电路，则此电路允许消耗的最大电功率为( )

A．10 W B．15 W C．20 W D．30 W

解析：设每个电阻的阻值为R，额定电流为I，由P＝I2R＝10 W，电路消耗的最大电功

率为P 总＝I 2? ????R ＋R 2＝32

×I 2R ＝15 W. 答案：B

2．我国“神舟七号”载人飞船于2008年9月25日成功发射．“神舟七号”载人飞船上面的电子仪器及各种动作控制都是由太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光生伏特效应．“神舟七号”载人飞船上面的太阳能电池就是根据光生伏特效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常太阳光照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.假设单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电压，可输出0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是( ) A ．0.24 J B ．0.25 J C ．0.26 J D ．0.28 J

解析：由η＝UIt /E 得每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是E ＝UIt /η＝0.26 J. 答案：C

3．投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温．现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光，电动机的电路元件符号是M .则在下图所示的四个电路中符合要求的是( )

解析：电动机先启动后，灯泡才可发光，电动机未启动，灯泡不发光，符合该要求的是C 电路． 答案：C

4.如图7－1－13所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻为

R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电

路的电功率 一定为( ) A ．I 2

R B.U 2

R

C ．UI

D ．UI —I 2

R

解析：不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电

路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2

R ＝U 2R

，故A 、B 错误；而UI —I 2

R 为电路转化为其他

能量的功率，故D 错误． 答案：C

5．有一内电阻为 4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( ) A ．电解槽消耗的电功率为120 W B ．电解槽的发热功率为60 W C ．电解槽消耗的电功率为60 W

D ．电路消耗的总功率为60 W

解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝60 W

110 V ，

则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝60 W ，C 对A 错；电解槽的发热功率P 热＝I 2

R ＝1.3 W ，B 错；整个电路消耗的功率P 总＝220 V×60 W

110 V ＝120 W ，D 错．

答案：C

6.在如图7－1－14所示电路中，E 为电源，其电动势E ＝9.0 V ，内阻可忽略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻R ＝30 Ω；L 为一小灯泡，其额定电压U ＝6.0 V ，额定功率P ＝1.8 W ；S 为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B 端，现在接通开关S.然后将触头缓慢地向A 方

滑动，当到达某一位置C 处时，小灯泡刚好正常发光，则CB 之间的电阻应为( ) A ．10 Ω B ．20 Ω C ．15 Ω D ．5 Ω

解析：灯泡的工作电流I ＝P U ＝1.8

6

A ＝0.3 A

故其电阻为R L ＝U I ＝

60.3 Ω＝20 Ω，此时A 、C 间电阻R 1＝U 1I ＝9－6

0.3

Ω＝10 Ω， 故CB 间电阻R 2＝R －R 1＝20 Ω，故B 选项正确． 答案：B

7.有一家用电熨斗，其电路结构如图7－1－15所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是( )

解析：电熨斗工作时，工作电压不变，由P＝U2/R知，电路总电阻R最小时，即R1、R2并联后电阻最小，能使其获得高挡温度，D正确．

答案：D

8．把六个相同的小灯泡接成如图7－1－16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( )

A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲

答案：B

9.如图7－1－17所示，三个灯泡上分别标有“110 V、40 W”“110 V、25 W”

“110 V、5 W”等字样，当三个灯泡以几种不同的方式连接在电路中，只要

调节可变电阻R，并在AB间加 220 V的交流电，都可以使三个灯泡正常发

光．当三个灯泡都正常发光时，电路中消耗的总功率可能是( )

A．60 W B．90 W C．130 W D．150 W

答案：BC

10．(2009·上海模拟)通过某一金属氧化物制成的导体棒P中的电流遵循I＝KU3的规律，其中K＝0.02 A/V3，现将该棒P与一个遵从欧姆定律的电阻器Q串联在一起后，接在一个两端电压为6.0 V的电源上，则电路中的电流为0.16 A，所串联的电阻器Q的阻值是多少？

解析：设P和Q上的电压分别为U P、U Q，对导体棒P：由I＝KU3得：

U P＝3I

K

＝

30.16

0.02

V＝2.0 V

则U Q＝U总－U P＝(6.0－2.0) V＝4.0 V

对导体Q ：由I ＝U R ，得：R Q ＝U Q I ＝4.0

0.16

Ω＝25 Ω.

答案：25 Ω

11.如图7－1－18所示，变阻器R 0的滑片P 在移动过程中电压表的示数变化范围是0～4 V ，

电流表的示数变化范围是1～0.5 A ，电源的内阻可忽略不计．求电阻R 的阻值、变阻器

R 0的最大阻值和电源电压U .

解析：当电压表示数U

1＝0 V 时，电流表示数I 1＝1 A 电源电压：U ＝I 1R ＝1 A·R①

当电压表示数U 2＝4 V 时，电流表示数I 2＝0.5 A

R 0＝U 2I 2＝4 V

0.5 A

＝8 Ω

电源电压：U ＝U 2＋I 2R ＝4 V ＋0.5 A·R② 由①②解得：U ＝8 V ，R ＝8 Ω. 答案：8 Ω 8 Ω 8 V

12.如图7－1－19所示的电路中，输入电压U AB ＝200 V ，可变电阻的总阻值R 0＝150 Ω，允许通过的电流为4 A ，求：

(1)当输出端a 、b 开路时U ab 的值；

(2)当输出端接入R ＝40 Ω的负载时，U ab 的可能变化范围． 解析：(1)a 、b 开路时，可变电阻上方部分无电流，也就无电压， 因此A 、a 两点等电势，即U ab ＝U AB ＝200 V.

(2)当滑动触头向下方移动，下方部分电流强度达到临界状态，即为4 A 时，下方部分电阻R 下＝2004 Ω＝50 Ω，上方部分电阻为100 Ω，此时U ab ＝40100＋40×200 V≈57.1 V.

当滑动触头向上方移动，上方分电流强度达到临界状态，即为4 A 时，同理可知，上方部分的电阻R 上＝(50－40) Ω＝10 Ω，此时U ab ＝40

10＋40×200 V＝160 V.

答案：(1)200 V (2)57.1 V ≤U ab ≤160 V