2019版物理一轮作业：51-第1讲　电流　电阻　电功及电功率

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第1讲电流电阻电功及电功率基础巩固1.（2016北京通州潞河中学期中，7）如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，单位体积内的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为(）A.vq B.qv C.qvS D.2。在长度为l、横截面积为S、单位体积内的自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子受电场力作用先做加速运动，然后与阳离子碰撞而减速，如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化）的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即f=kv（k是常数），则该导体的电阻应该等于（）A。klneS B.klne23.(多选)如图所示电路,电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是（)A。电动机的额定电压为IRB。电动机的输出功率为IE—I2RC.电源的输出功率为IE-I2rD.整个电路的热功率为I2(R+R0+r）4。（2017北京朝阳期末，5）现有规格为“220V,36W”的排气扇,如图所示,排气扇电动机的线圈电阻为40Ω。当正常工作时，排气扇的（)A。通电电流计算式为I=22040B。输出功率计算式为P出=（36-220C.发热功率计算式为P热=(36220）2D.电功率大于36W5。(2015北京理综,19，6分)如图所示,其中电流表A的量程为0。6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的12；R2A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0。06AD。将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A6.（2018北京西城期末)在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。电源电动势为12V，内阻为1Ω,电动机线圈电阻为0.5Ω。开关闭合,电动机正常工作，电压表示数为10V。则（）A。电源两端的电压为12VB。电源的输出功率为24WC。电动机消耗的电功率为80WD。电动机所做机械功的功率为18W7.(2017北京丰台二模，20)如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器。超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成。当通过超导部件的电流大于其临界电流I0时，超导部件由超导态（可认为电阻为零)转变为正常态（可认为是一个纯电阻)，以此来限制故障电流。超导部件正常态电阻R1=6Ω,临界电流I0=0。6A,限流电阻R2=12Ω，灯泡L上标有“6V,3W”字样，电源电动势E=6V，内阻忽略不计,则下列判断不正确的是（）A。当灯泡正常发光时，通过灯泡L的电流为0。5AB。当灯泡正常发光时，通过R2的电流为0。5AC。当灯泡L发生故障短路时，通过R1的电流为1AD。当灯泡L发生故障短路时，通过R2的电流为0.5A8.四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一.某地要把河水抽高20m,进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:（1)电动机内阻消耗的热功率；（2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度）.综合提能1.两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端,如图所示。已知杆a的质量小于杆b的质量,杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量,杆a的电阻大于杆b的电阻，假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子（载流子).当电流达到稳恒时,若a、b内存在电场,则该电场可视为匀强电场.下面结论中正确的是（）A.两杆内的电场强度都不等于零,且a内的场强大于b内的场强B.两杆内的电场强度都等于零C.两杆内载流子定向运动的速率一定相等D.a内载流子定向运动的速率一定大于b内载流子定向运动的速率2。如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入，经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W.关于该电吹风,下列说法正确的是(）A.电热丝的电阻为55ΩB.电动机线圈的电阻为1C。当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000JD.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1000J3。（2017北京西城期末,14)（多选）电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧开以前的加热状态,另一种是水烧开以后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电热丝，S是自动开关。下列说法正确的是(）A.开关S接通时,电饭锅处于保温状态B.开关S接通时，电饭锅处于加热状态C。当R1∶R2=1∶1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半D.当R1∶R2=1∶1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的四分之一4.（2016北京丰台一模,24)经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，可认为自由电子定向移动的平均速率不随时间变化.金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失,碰撞时间不计。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n,自由电子的质量为m，带电荷量为e。现取由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U,自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0。如图所示。(1)求金属导体中自由电子定向移动受到的电场力大小;(2)求金属导体中的电流I；(3)电阻的定义式为R=UI，电阻定律R=ρL答案精解精析基础巩固1.C电流的定义式I=Qt,即单位时间通过导体截面的电荷量，由题意知整段导体总电荷量Q=qLS,L为导体长度，t=Lv，所以等效电流大小I=Qt2。B由题意可知,对于电子有Ee=kv，又E=Ul,U=IR,I=nevS,联立解得R=kl3。CD电动机属非纯电阻电器，欧姆定律不适用，其电压不能用U=IR计算,电动机额定电压应为E-I（r+R0)；选项A错误。电动机的输出机械功率为IE—I2（r+R0+R），故B选项错误;电源的输出功率为IE—I2r,整个电路的热功率为I2（R+R0+r）,故C、D项正确。4。C由于排气扇为非纯电阻电器,不满足欧姆定律R=UI，根据公式P=UI知，该排气扇正常工作时的电流I=PU=36220A，A错误.发热功率P热=(36220）2×40W,输出功率P出=P总-P热=[36—(5。C设电流表的内阻为RA，则R1=12RA,R2=2RA,将接线柱1、2接入电路时,流过接线柱1的电流I1=3I0,其中I0为流过电流表A的电流，因此每一小格表示0。06A；将接线柱1、3接入电路时，流过接线柱1的电流I1'=3I0,其中I06。D电源两端的电压U=E—Ir=10V，可得I=2A，电源的输出功率P出=UI=20W，A、B错误。电动机消耗的电功率P=UI=20W,电动机所做机械功的功率P机=P-P热=UI—I2R=18W,C错误、D正确.7。B若灯泡正常发光，通过灯泡的额定电流I=PU=3W6V=0.5A,电阻R若灯泡被短路,电源内阻忽略不计，电路中电流无穷大，大于I0=0。6A,超导部件由超导态转变为正常态，则R1=6Ω,I干=ER总=6V12Ω×6Ω12Ω+6Ω=1.5A，则通过R8。答案（1）1×103W(2）2×104s解析（1)设电动机的电功率为P，则P=UI设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr,则Pr=I2r代入数据解得Pr=1×103W(2）设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t。已知抽水高度为h，容积为V,水的密度为ρ,则M=ρV设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，则ΔEp=Mgh设电动机的输出功率为P0,则P0=P-Pr根据能量守恒定律得P0t×60%×80％=ΔEp代入数据解得t=2×104s综合提能1.A两杆串联,所以电流相等，因为Ra〉Rb,由欧姆定律可知Ua>Ub,根据关系式U=Ed可知,两杆内电场强度都不为零,且a内的电场强度大于b内的电场强度，所以A正确、B错误;根据I=nqSv可知载流子的定向运动速率v=InqS∝12.A电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1000W-120W=880W,每秒钟消耗的电能为880J，对电热丝,由P=U2R得电热丝的电阻为R=U23。BD当开关S断开时,R1与R2串联,当开关S接通时，只有R2工作，由P=U2R知总电阻R越小，功率越大,故开关断开时处于保温状态,接通时处于加热状态，A选项错误,B选项正确;当R1=R2时，保温状态下电流是加热状态下电流的一半，R4。答案见解析解析（1）恒定电场的场强E=UL则自由电子所受电场力大小F=Ee=Ue（2)设自由电子在恒定电场中由静止经加速时间t0的速度为v，由动量