2023年高考物理部分电路欧姆定律电功和电功率练习.docx

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