【优化探究】2022届高三物理一轮复习知能检测：8-1电流、电阻、电功、电功率-

[随堂演练]1．(2022年安庆模拟)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大．在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图，则下列说法中正确的是()A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流大于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析：设正方形导体的边长为l，厚度为d.材料的电阻率为ρ，由R＝ρeq\f(l,S)可知，R1＝R2＝ρeq\f(1,d)，故两导体加上相同的电压时，流过两电阻的电流相等，选项A、B错误；由于R1的横截面积大于R2的横截面积，依据电流的微观解释I＝neSv可知，选项C错误，D正确．答案：D2．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是()A．加5V电压时，导体的电阻约是5ΩB．加11V电压时，导体的电阻约是1.4ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．此导体为线性元件解析：对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的eq\f(U,I)值仍表示该点所对应的电阻值．当导体在加5V电压时，电阻R1＝eq\f(U,I)＝5Ω，A正确；当导体加11V电压时，由图知电流约为1.4A，电阻R2大于1.4Ω，B错误；当电压增大时，eq\f(U,I)值增大，即电阻增大，导体为非线性元件，C、D错误．答案：A3．(2021年高考安徽理综)用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，转变滑动头P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为()A.eq\f(l1,l2)R0 B.eq\f(l1,l1＋l2)R0C.eq\f(l2,l1)R0 D.eq\f(l2,l1＋l2)R0解析：对均匀的电阻丝有R＝ρeq\f(l,S)，得eq\f(R1,R2)＝eq\f(l1,l2)，对桥式电路当IG＝0时满足eq\f(R0,Rx)＝eq\f(R1,R2)＝eq\f(l1,l2)，得Rx＝eq\f(l2,l1)R0，所以C项正确．答案：C4．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A．电动机的输入功率为12WB．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为12WD．整个电路消耗的电功率为22W解析：电动机为非纯电阻电器，欧姆定律对电动机不再适用，灯泡L正常发光，则IL＝eq\f(P灯,U灯)＝2A，所以电路中的电流I＝2A，故整个电路消耗的总功率P总＝IU＝24W，D错；电动机的输入功率等于P总－P灯＝12W，A对；电动机的热功率P热＝I2RM＝2W，输出功率P出＝12W－2W＝10W，B、C错．答案：A[限时检测](时间：45分钟，满分：100分)[命题报告·老师用书独具]学问点题号电流的理解1、3、6电阻及电阻定律的应用2、4、11伏安特性曲线8、10电功、电热5含电动机电路分析与计算7、9、12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．关于电流，下列说法中正确的是()A．导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率B．电子运动的速率越大，电流越大C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向D．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位解析：电荷在导体中定向移动形成电流，由电流的微观表达式I＝neSv可知，电流的大小不只是和电荷定向移动的速率有关，故选项B错；电流的传导速率等于电场的传播速率，故选项A错；电流虽有方向，但只有正、负两个方向，故电流是标量，故选项C错；只有选项D正确．答案：D2．关于材料的电阻率，下列说法中正确的是()A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3B．材料的电阻率随温度的上升而增大C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大解析：材料的电阻率与长度无关，选项A错误；半导体材料的电阻率随温度上升而减小，故选项B错误；纯金属的电阻率较合金的电阻率小，选项C正确；电阻率大的导体，电阻不愿定大，故选项D错误．答案：C3．如图所示电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是()A．溶液内电流方向从A到B，电流为eq\f(n1e,t)B．溶液内电流方向从B到A，电流为eq\f(n2e,t)C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D．溶液内电流方向从A到B，电流为eq\f(n1＋n2e,t)解析：溶液内正、负离子反方向移动，通过截面的电荷量为正、负离子电荷量确定值之和，由电流的定义可算出，电流为eq\f(n1＋n2e,t)，故选D.答案：D4．(2022年蚌埠质检)如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长PQ＝10cm，QN＝5cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流强度为1A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为()A．4A B．2AC.eq\f(1,2)A D.eq\f(1,4)A解析：设金属薄片厚度为d，当将A、B和C、D接入电路时电阻分别为R1、R2.由R＝ρeq\f(l,S)知，R1∶R2＝4∶1，由I＝eq\f(U,R)可知，I1∶I2＝1∶4，故流过C与D的电流为4A，选项A正确．答案：A5．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J．为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()A．3V1.8J B．3V3.6JC．6V1.8J D．6V3.6J解析：依据Q＝UIt＝Uq，通过0.3C电荷量时电阻两端电压U1＝eq\f(Q1,q1)＝3V；由I＝eq\f(q,t)及U＝IR知相同时间内通过0.6C电荷量时，电阻两端电压U2＝2U1＝6V，消耗电能Q2＝U2q2＝3.6J.答案：D6．截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是()①nSvΔt②nvΔt③eq\f(IΔt,e)④eq\f(IΔt,Se)A．①③ B．②③C．①④ D．②④解析：由于I＝eq\f(q,Δt)，所以q＝I·Δt，自由电子数为：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，则③正确．又由于电流的微观表达式为I＝nevS，所以自由电子数为N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e)＝nvSΔt，①正确．答案：A7．(2022年合肥联考)在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V,6W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()A．电动机的输入电压是5VB．流过电动机的电流是3.2AC．电动机的效率是80%D．整个电路消耗的电功率是10W解析：灯泡恰能正常发光，说明灯泡两端的电压为3V，通过灯泡的电流为2A，电动机的输入电压是8V－3V＝5V，流过电动机的电流是I＝2A，选项A正确，B错误；电动机内阻消耗功率I2RM＝4W，电动机输入功率为IU＝2×5W＝10W，输出功率为6W，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10W＋6W＝16W，选项C、D错误.答案：A8．如图所示为甲、乙两灯泡的I­U图象，依据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率分别为()A．15W30WB．30W40WC．40W60WD．60W100W解析：两灯泡并联在电压为220V的电路中，则每只灯泡两端的电压均为220V，依据I­U图象知：甲灯工作时的电流约为I甲＝0.18A，乙灯实际工作时的电流为I乙＝0.27A，所以它们的功率分别为P甲＝I甲U＝0.18×220W≈40W；P乙＝I乙U＝0.27×220W≈60W.答案：C9．(2022年铜陵检测)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．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则()自重40(kg)额定电压48(V)载重75(kg)额定电流12(A)最大运行速度20(km/h)额定输出功率350(W)A.电动机的输入功率为288WB．电动机的内阻为4ΩC．该车获得的牵引力为104ND．该车受到的阻力为63N解析：电动机的输入功率P入＝IU＝12×48W＝576W，故选项A错误．电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用R＝eq\f(U,I)计算内阻，故选项B错．电动车速度最大时，牵引力F与阻力Ff大小相等，由P出＝Fvmax＝Ffvmax得Ff＝eq\f(P出,vmax)＝eq\f(350,\f(20,3.6))N＝63N，故选项C错，D正确．答案：D10．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，照旧接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为()A．P1＝4P2，PD＜P2 B．P1＜4P2，PD<P2C．P1<4P2，PD＞P2 D．P1＝4P2，PD>P2解析：当三个电阻并联接到电压为U的电源上时，消耗的功率都是P，说明此时三个电阻的阻值相等，因此两个定值电阻R1＝R2，有P＝eq\f(U2,R1).若将它们连接成如题图丙所示的电路，照旧接在该电源的两端，则R2与D并联的阻值小于电阻R1，所以R1两端电压U1>eq\f(1,2)U，D与R2两端电压U2<eq\f(1,2)U，由D的I­U图象可知，电压越小D的电阻越大，所以此时RD>R2.设题图丙中总电流为I，则流过R2的电流I2>eq\f(1,2)I，由P＝I2R得P1<4P2，由P＝eq\f(U2,R)得：PD<P2，选项B正确．答案：B二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其UI图线如图乙所示，当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？解析：由题图乙可求得电解液的电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5×10－3)Ω＝2000Ω由题图甲可知电解液长为：l＝a＝1m截面积为S＝bc＝0.02m2结合电阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(2000×0.02,1)Ω·m＝40Ω