2023年高考物理一轮复习专题7.2串并联电路焦耳定律押题专练

PAGE1-专题7.2串并联电路焦耳定律1.某种材料的导体，其I—U图象如下图，图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角．以下说法正确的选项是()A．导体的电功率随电压U的增大而增大B．导体的电阻随电压U的增大而增大C．在A点，导体的电阻为tanαD．在A点，导体的电阻为tanβ【答案】A2．如图甲所示，在材质均匀的圆形薄电阻片上，挖出一个偏心小圆孔．在彼此垂直的直径AB和CD两端引出四个电极A、B、C、D.先后分别将A、B或C、D接在电压恒为U的电路上，如图乙、丙所示．比拟两种接法中电阻片的热功率大小，应有()A．两种接法电阻片热功率一样大B．接在AB两端电阻片热功率大C．接在CD两端电阻片热功率大D．无法比拟【解析】可以设想将电阻片沿AB、CD直径分为四局部，AC、AD局部电阻大于BC、BD局部电阻．接在AB两端可视为AD与BD串联，AC与BC串联，然后并联；接在CD两端可视为AC与AD串联，BC与BD串联，然后并联；由串联、并联电路知识可知，接在CD两端电阻小，接在CD两端电阻片热功率大，C正确．【答案】C3.如下图，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势．假设不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(vBdS,RS＋ρd)))2R.调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为()A.eq\f(v2B2dS,3ρ)B.eq\f(v2B2d2S,4ρ)C.eq\f(v2B2dS,4ρ)D.eq\f(v2B2dS,6ρ)【答案】C4．(多项选择)如下图，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，那么这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系正确的选项是()A．U甲＝U乙B．U甲>4U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙【解析】设灯泡正常发光时的电压为U，电流为I，那么U甲I＝U乙×2I，A对，B错；根据I2R甲＝(2I)2R乙可得，R甲＝4R乙，C正确．【答案】AC5．如表为某电热水壶铭牌上的一局部内容。根据表中的信息，可计算出在额定电压下通过电热水壶的电流约为()型号SP－988额定功率1500W额定电压220V额定容量1.6LA.4.4AC．0.15A D．0.23A解析：在额定电压下电热水壶的功率为额定功率，而电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1500W，由公式P＝IU得I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1500,220)A≈6.8A。选项B正确。答案：B6.如下图，有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W〞的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，那么()A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W答案：C7．如图甲所示电路，小灯泡通电后其电压U随所加电流I变化的图线如图乙所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PM为U轴的垂线，PQ为I轴的垂线，以下说法中不正确的选项是()A．随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2)C．在电路中灯泡L两端的电压为U1时，电阻R两端的电压为I1RD．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积〞答案：C8．某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率。分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流。当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30V，电流传感器的示数为0.14A。重物的质量为0.05kg，g取10m/s2。那么该小电动机在2.40～2.80s时间内的效率为()A．50% B．54%C．68% D．70%解析：电动机的输入功率为P入＝UI，由题图乙可知重物匀速上升时的速度为v＝eq\f(Δh,Δt)，电动机的输出功率为P出＝mgv，电动机的效率为η＝eq\f(P出,P入)×100%，联立解得η＝54%。应选项B正确。答案：B9.如下图为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，假设在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，那么该未知电路的电功率一定为()A．I2R B．eq\f(U2,R)C．UI D．UI－I2R答案：C10．一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的选项是()A．电动机所消耗的电功率为I2RB．ts内所产生的电热为UItC．ts内所产生的电热为I2RtD．ts内输出的机械能为(U－IR)It解析：电动机所消耗的电功率为UI，A错误；ts内产生的电热为I2Rt，B错误，C正确；ts内输出的机械能为UIt－I2Rt，D正确。答案：CD11．一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，那么在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()A．nvSΔt B．nvΔtC.eq\f(IΔt,e) D．eq\f(IΔt,Se)解析：由电流的微观表达式I＝neSv、电流的定义式I＝eq\f(q,t)和带电体所带的电荷量q＝ne，可得Δt时间内通过导体横截面的自由电子数目N＝nvSΔt＝eq\f(IΔt,e)。答案：AC12．一台直流电动机额定电压为100V，正常工作时电流为20A，线圈内阻为0.3Ω，那么在1min内()A．电动机线圈产生的热量为1.2×105JB．电动机消耗的电能为1.2×105JC．电动机的机械功率不大于1.88×103WD．电源输给电动机的功率为2.0kW解析：由P总＝UI，P热＝I2R，P机＝P总－P热。代入数据计算，即可得出。答案：BCD13．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。假设该车在额定状态下以最大运行速度行驶，那么()自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350WA.电动机的输入功率为576WB．电动机的内电阻为4ΩC．该车获得的牵引力为104ND．该车受到的阻力为63N解析：由于U＝48V，I＝12A那么P＝IU＝576W，应选项A正确；因Pλ＝P出＋I2r，r＝eq\f(576－350,122)Ω＝eq\f(113,72)Ω，应选项B错；由P出＝Fv＝Ffv得，F阻＝Ff＝63N，应选项C错，D正确。答案：AD14.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如下图是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。以下说法中正确的选项是()A．加热状态时是用R1、R2同时加热的B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C．当eq\f(R1,R2)＝7，R2在保温状态时的功率为加热状态时的eq\f(1,8)D．当eq\f(R1,R2)＝2eq\r(2)－1，R2在保温状态时的功率为加热状态时的eq\f(1,8)答案：BD15.(多项选择)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在等电子产品中。现用充电器为一锂电池充电，等效电路如图12所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，电池的内阻为r，以下说法正确的选项是()图12A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为eq\f(Ir,U)×100%解析：选AC充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为eq\f(U－Ir,U)×100%，所以选项A、C正确。16.如图13所示，A为电解槽，○eq\a\vs4\al(M)为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，S1闭合，S2、S3断开时，电流表○eq\a\vs4\al(A)示数为6A，当S2闭合，S1、S3断开时，电流表○eq\a\vs4\al(A)示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表○eq\a\vs4\al(A)示数为4A。求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(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为多少。图13(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＝eq\f(UI2－P输出,I22)＝eq\f(12×5－35,52)Ω＝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。答案：(1)2Ω72W(2)1Ω(3)16W17．如下图，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表A示数为6A；当S2闭合、S1、S3断开时，A示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合、S1、S2断开时，A示数为(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？【答案】(1)2Ω72W(2)1Ω(3)16W18.有一种“电测井〞技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如下图为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314Ω·m，现在钻孔的上外表和底部加上电压，测得U＝100V，I＝100mA.求该钻孔的深度．(π【解析】盐水电阻R＝eq\f(U,I)＝1000Ω，由电阻定律知，R＝eq\f(ρh,S)，S＝πr2＝3.14×10－2m2.解得h＝10