新人教版物理高中选修3-1：巩固练习电功和电热、焦耳定律、电阻定律提高

1、P（W）,电动机线圈的电【巩固练习】-、选择题1加在某电动机上的电压是U（V）,电动机消耗的电功率为阻为r（Q）,则电动机线圈上消耗的电热功率为（）u2P2rDP2rAPBrCU2DPw2.如图所示，电阻Ri=20Q,电动机线圈的阻值R2=10Q示数是1。=0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（）A.I=1.5AB.IV1.5AC.P=15WD.Pv15W3超导材料电阻率恰变为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家发现了临界温度为90K的高温超导材料利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4

2、Q,它供给用电器的电功率为40kW，电压为800V如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（）3A1kWB1.6x10kWC1.6kWD10kWa、b间有恒定的电压，它们都正4. 如图所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡,常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是（AL1亮度不变，L2变暗BL1变暗，L2变亮C电路消耗的总功率变小D流过滑动变阻器的电流变小5如图所示，在输入电压U恒定的电路上，将用电器L接在AB占-一片两端时消耗的功率是9W，将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4【丄丨W，则AC、BD两根输电线上消耗的功率为

3、（）f卑L熔A1WB2WC5WD13WJjBD7在“测定金属的电阻率”的实验中，由4lI可知，对实验结果的准确性影响最大的是（A导线直径d的测量B电压U的测量C.电流I的测量D导线长度I的测量&在横截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为，电子电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为（）A0BZe/SC.IS/?eDle/S9. 两根材料相同的均匀导线x和y,x长为I,y长为2l，串联的电路中，沿长度方向电势x和y,x长为I,y长为2I，串联在电路中时，沿长度方向电势变化如图所示，则x,y导线的横截面积比为之（）A2:3B1:3C.1:2D3:110. 甲、

4、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是di=0.5mm和d2=1mm，熔断电流分别为2.0A和6.0A，把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是（）A6.0AB7.5AC10.0AD8.0A、填空题11某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等（1）若用上述器材测量热敏电阻值随温度变化的特性，请你存图中的实物图上连线（2）实验的主要步骤： 正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值； 在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭

5、合开关，,，断开开关； 重复第步操作若干次，测得多组数据（3）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻R-t的关系式：R=+t（Q）（保留3位有效数字）.12有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方(正方形)内圆，如图所示此金属材料质量约为0.1kg0.2kg,长约为30cm，电阻约为10Q.已知这种金属的电阻率为p,密度为o因管线内径太小，无法直接测量，请根据下列提供的实验器材，设计一个实验方案测量其内径d。A毫米刻度尺B.螺旋测微器C.电流表(600mA10Q)D.电流表(3A0.1Q)E.电压表(3V6kQ)F.滑动变阻器(2k

6、Q0.5A)G.滑动变阻器(10Q2A)H.直流稳压电源(6V0.05Q)I.开关一个，带夹子的导线若干(1) 除待测金属材料外，应选用的实验器材有(只填入代号字母)(2) 在虚线框中画出你所设计的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路.(3) 用已知的物理常量和所测的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式.三、解答题13. 保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展.某植物园的建筑层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1.0X105W、输出电压为220V.求：(1) 按平均每天太阳照射6h计，该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能？(2)

7、 该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率100W，额定电压为220V的照明灯正常工作？(3) 由于发电系统故障，输出电压降为110V，此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少倍？14.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表:规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26"电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k=0.02倍，取g=10m/s2.求：(1) 此车的永磁毂电

8、机在额定电压下正常工作的效率；(2) 仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑自行车的最大速度；(3) 仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为V1=1.0rn/s时人骑车的最大加速度.15.某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图所示的实验电路。调节滑动变阻0.2A和0.3V。重新调器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为1.0A和6.0V。（电流表、电压表均为理想电表）求：（1）这台电动机的线圈电阻；（2）电动机正常运转时的输出功率。【答案与解析】【答案】【解析】、选择题，所以P热=：f

9、r故U热IU丿1. 【答案】C【解析】本题考查电功率.电热功率P热=I2r，因为P=IU,I正确答案为C.2. 【答案】BD【解析】由题意知，电路两端的电压U=RiIo=1OV，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以IV1.5A,B对；同理电动机所消耗的功率也小于10W，则电路消耗的电功率PV15W,D正确，故选B、D.3.【答案】A【解析】因为超导体电阻为零,不损耗电功率，所以节约的电功率即是用普通材料时线路损耗的电功率,P员二I2R二340勺0800><0.4W=1kW故选A项。4.【答案】BCD【解析】变阻器滑片向右

10、滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，L2变亮，L1分得电压变小，L1变暗，A错，B对因为滑动变阻器电阻U2变大，总电阻变大，由P可知，U定时，P减小，即电路总功率减小，C对.又因R为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确.故正确答案为B、C、D.5. 【答案】BP=-9W，P'二R2U'-24W，得U'U。因此用电器接在CD两端时，输电线上R3降落的电压U线-U11一八3U。则两根输出电线的总电阻2-R。所以1U-U-1R92=-9W=2W。故选B。96. 【答案】A【解析】灯丝在通电后一定

11、会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，I-U曲线上对应于原点连线的斜率必然越小，敞选A.7. 【答案】A【解析】二d2U411式中,d的方次最大，故d对实验的准确性影响最大,A正确.&【答案】B【解析】取长度为I的一段导体，导体中有电流I，导体处于非静电平衡状态，内部有场强，设场强为E,由电阻定律可得，导体的电阻R=：?，由欧姆定律可得导体两端的电S压U=IR，再由电势差与电场强度的关系可得U=EI，由以上三式可得电场强度E=lr/S

12、,电子在铜导体中受到的电场力为F=eE=Ie/S.9.【答案】B【解析】本题考查电阻定律由图象可知，Ux=6V,Uy=4V，由两导体串联时电流相同，得丄二鱼，而r丄，Ry空,所以丄二卫L，则二丛41,UyRySxSyUy2SxSy2Ux2汇63故正确答案为B.1O.【答案】B【解析】本题考查电阻定律和并联电路电流特点的应用因甲、乙两保险丝等长，由R-12，知R1=4，当RR2并联时，令h=2A，则由1泯1=12只2得I2=8ASd2R2兀I2>6A，故Ii不能取2A;令b=6A，则由IiRi=I2R2得Ii=1.5AV2.0A，故两者并联时，整个电路允许通过的最大电流1=1什"

13、=7.5A.故正确选项为B.二、填空题11.【答案】(1)实物连线图如图(2)记录温度计的示数记录电压表的示数(3)1000.400【解析】改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R与t成线性关系，且纵轴上截距(当t=0C时)R=100Q,斜率为R/t=0.400，所以R=100+0.400t(Q).12.【答案】(1)ABCEGHI(2)见解析(3)【解析】(1)已知R约为10Q,I最大为-R器0.6A，故选600mA量程。又因为詁二1，詈=600，故用外接法，选ABCEGHI。(2) 为精确测量，用分压式接法，如图所示。(3) 设长度为I,截面外边长为a,、PlU电压为U,电流为I。电阻R=-SI截面积S-，故有a2-U4U，解得d4(a2U5)迄航小1三、解答题113. 【答案】(1)7.884X1011J或2.19X105kWh(2)900盏(3)-414. 【答案】(1)85.7%(2)6.0m/s(3)1.0m/s。【解析】(1)由表可知，电机的额定电压为U°=40V,额定电流为10=3.5A，所以电机正常工作时输人功率为P入=510=140W.又因电机的输出功率为P出=120W,所以电机的功率为100%=85.7%.(2)行驶时所受阻力为f=k(M+m)g,式中m为车的质量.当P入达到最速度vm时，应有P出=fVm,所以最大速度-P