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2023年高考物理部分电路欧姆定律电功和电功率练习.docx
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2023 年高 物理 部分 电路 欧姆定律 电功率 练习
2023年高考物理 局部电路欧姆定律 电功和电功率练习 一、选择题(共10小题,每题6分,共60分,在每题给出的四个选项中至少有一项符合题意,全部选对的得6分,漏选的得3分,错选的得0分) 1.如以下图,是两个电阻R1、R2的I-U图线,将R1、R2并联后的电阻为R,那么电阻R的I-U图线在图中 (  ) Ⅰ  B.区域Ⅱ  C.区域Ⅲ  D.不能确定 【解析】 电阻并联后阻值变小,R<R1,R<R2,又I-U图象中斜率表示电阻的倒数,应选项A对. 【答案】 A 2.下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要工程. 容声冰箱BCD-208B/HC 格力电风扇KYTA-30A 总有效容积:208L 冷冻室有效容积:97L 冷冻能力:/24h 电源:220V/50Hz 额定输入功率:140W 耗电量:1.00kW·h/24h 净重:58kg 额定电压:220V 工作频率:50Hz 扇叶直径:300mm 输出风量:>50m3/min 功率:50W 净重: 毛重:5kg 根据铭牌上提供的信息,可以判断 (  ) A.一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多 B.一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多 C.电风扇额定电流比电冰箱大 D.电风扇额定电流比电冰箱小 【解析】 电风扇一天耗电为W=50×10-3kW×24h=1.2度,而冰箱一天耗电为1度,选项A正确.由P=UI知I=,U相同,P大的I大,选项D对. 【答案】 AD 3.电吹风机中有电动机和电热丝两局部,电动机线圈的电阻为R1,它和阻值为R2的电热丝串联.设电吹风机工作时两端的电压为U,通过线圈的电流为I,消耗的电功率为P,那么以下关系式正确的选项是 (  ) A.P>UI B.P=I2(R1+R2) C.U=I(R1+R2) D.P>I2(R1+R2) 【解析】 由于电吹风机中有电动机,不是纯电阻电路,电流做功的功率与热功率不相等,电功率P=UI;电流做功分为两局部,一是转化为机械能(让电吹风机转动),另一个是发热,而热功率那么是电阻局部消耗的功率:P热=I2(R1+R2),由此可知选项A、B是不正确的;P>P热,选项D是正确的;同理,两电阻两端的电压也小于电吹风机两端的总电压,选项C是错误的. 【答案】 D 4.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为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q,此时电子的定向移动速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为 (  ) A.nvS B.nvΔt C. D. 【解析】 根据电流的定义式可知,在Δt内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt 所以在这段时间内通过的自由电子数为 N== 所以C项正确,D项错. 由于自由电子定向移动的速率是v,因此在时间Δt内,位于以横截面积S为底、长l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如右图所示),这段导线的体积V=Sl=SvΔt,所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N=nV=nSvΔt,所以A、B错. 【答案】 C 5.如以下图,一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大的电阻为R,那么最小的电阻为 (  ) A.R B.R C.R D.R 【解析】 同种材料的电阻,R=ρ,假设电阻最大,应该是S最小,l最大,最大电阻的表达式为R=ρ.假设电阻最小,应该是S最大,l最小,最小电阻的表达式应是R′=ρ,故=,即R′=R. 【答案】 A 6.如以下图,电阻R1=20Ω,电动机的内阻R2=10Ω.当开关翻开时,电流表的示数是,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= B.I< C.P=15W D.P<15W 【解析】 当开关翻开时,可据U=IR算出电源电压为10V,合上开关后,电阻R1中的电流没变,电动机两端的电压也为10V,此电压不可能全部降在电动机的内阻上,故电动机的电流不可能到达1A,所以总电流小于,据P=UI可知,电路消耗的功率也小于15W. 【答案】 BD 7.一根粗细均匀的金属导线,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速度为v,假设将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,那么此时 (  ) A.通过金属导线的电流为 B.通过金属导线的电流为 C.自由电子定向移动的平均速率为 D.自由电子定向移动的平均速率为 【解析】 金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,横截面积变为原来的,电阻变为原来的4倍,两端加上恒定电压U,通过金属导线的电流为,B正确.根据I=neSv可知自由电子定向移动的平均速率为,C正确. 【答案】 BC 8.(2023·广东东莞调研)电子产品制作车间里常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用,电灯还和一只开关并联,然后再接到市电上(如以下图),以下说法正确的选项是 (  ) A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大 B.开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小 C.开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少 D.开关断开时,电灯发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变 【解析】 开关接通时,电灯被短路,电灯熄灭,电路的总电阻变小,电路的总功率P=变大,电烙铁的功率变大,A正确,B、C、D不正确. 【答案】 A 9.夏天空调器正常工作时,制冷状态与送风状态交替运行.一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如以下图,此空调器运转1小时用电 (  ) A.1.0度 B.1.5度 C.2.0度 【解析】 W=4×(P1t1+P2t2)=4××h+2kW×h)=1.5度,所以B选项正确. 【答案】 B 10.(2023·武汉模拟)有一只家用电熨斗,其电路结构如以下图,改变内部连线方式可以使电熨斗获得低、中、高3个不同的温度挡,如以以下图所示是它4种不同的连线方式,其中获得低挡温度是 (  ) 【答案】 B 二、论述、计算题(此题共3小题,共40分,解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不得分,有数值计算的题,答案中必须明确数值和单位) 11.下表为一双桶洗衣机所用电动机的工作参数. 名称 额定电压 (V) 频率 (Hz) 工作电流 (A) 电阻 (Ω) 转速 (r/min) 洗涤电动机 220 50 20 1370 脱水电动机 220 50 18 1370 (1)从表中可想到哪些物理知识? (2)如图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序. 假设洗涤衣服的时间为15min,脱水的时间为2min,那么洗涤一次衣服大约用电多少?当洗涤和脱水同时操作时,流过电源插座的电流是多少?为什么? 【解析】 (1)从表中可想到工作电压是我国民用交流电压220V;洗涤电动机的功率为110W.脱水电动机的功率是176W;用欧姆定律I=求出的电流值和实际的工作电流是不同的,原因是欧姆定律适合纯电阻电路,而电动机主要是用来输出机械能的,不是用来发热的. ≈0.536h. 根据W洗涤=P洗涤t=UIt=220××10-3×0.536kW·h=0.059kW·h W脱=P脱t=UIt=kW·h =0.0059kW·h W=W洗涤+W脱=0.059kW·h+0.0059kW·h ≈0.065kW·h. 当洗涤和脱水同时操作时,就相当于两个用电器的并联,那么流过电源插座的电流是这两个电器单独使用时的工作电流之和,即I=I洗涤+I脱=(0.5+0.8)A=. 【答案】 (1)见解析 (2)0.03kW·h  12.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,他们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.如图为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S. (1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态? (2)用电器由照明电路供电(U=220V),设加热时用电器的电功率为400W,保温时用电器的电功率为40W,那么R1和R2分别为多大? (3)假设将图甲中的自动机关S换成理想的晶体二极管D,如图乙所示,其他条件不变,求该用电器工作1小时消耗的电能. 【解析】 (1)S闭合,处于加热状态 S断开,处于保温状态. (2)由电功率公式得P1= ① P2= ② 联立①②得R1=121Ω R2=1089Ω (3)二极管导通时处于加热状态,二极管截止时,用电器处在保温状态. W=P1+P2×105J). 【答案】 (1)S闭合,处于加热状态.S断开,处于保温状态 (2)R1=121Ω R2=1089Ω ×105J) 13.(2023·江苏徐州模拟)如图甲所示是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V).R0是定值电阻,R是可变电阻(调温开关),其电阻值均不受温度影响. (1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W,温度最高时的耗电功率为484W,求R0的阻值及R的阻值变化范围. (2)假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗外表温度与环境温度的温差关系如图乙所示,现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服,要求熨斗外表温度为220℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大? 【解析】 (1)温度最低挡P1=,即 121= 温度最高挡P2=即 484= 由以上两式可解得R0=100Ω,Rmax=300Ω 所以变阻器阻值范围是0到300Ω (2)此时电熨斗外表温度与环境温度之差Δt=220℃-20℃=200℃ 由图象知电熨斗每秒钟散发的热量Q=440J 要保持电熨斗的外表温度不变, 那么电熨斗的电功率P=440W P=,440= R=10Ω,故应将R调至10Ω. 【答案】 (1)100Ω 0~300Ω (2)10Ω

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