2015一轮复习第七章 恒定电流第1课时　欧姆定律串、并联电路　电阻定律课时练试题及解析答案

1、如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大小为(　　)

A.vq B.   C.qvS   D.

答案：A解析:在垂直棒的运动方向选取一截面,设棒长为L,则棒上所有电荷通过这一截面所用的时间t=,从而得电流I===qv.故选项A正确.

2、如图所示,电路中每个电阻的阻值都相同.当电压U升高时,先烧坏的电阻应是(　　)

A.R₁和R₂   B.R₃和R₄   C.R₅  D.不能确定

答案：C解析:画出等效电路如图所示,可知该电路有两个支路:一个为R₁和R₂并联后与R₅串联;另一个为R₃和R₄串联,当电压U升高时,先烧坏的电阻应是电流最大的电阻R₅,选项C正确.

 

3、在如图所示的电路中,E为电源,提供的电压恒为9 V,AB为滑动变阻器,其电阻R=30 Ω;L为一小灯泡,其额定电压U=6 V,额定功率P=1.8 W;S为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B端.现在接通开关S,然后将触头缓慢地向A端滑动,当到达某一位置C时,小灯泡刚好正常发光,则CB之间的电阻应为(　　)

A.10 Ω B.20 Ω C.15 Ω D.5 Ω

答案：B解析:灯泡的工作电流I== A=0.3 A,此时A、C间电阻R₁==

Ω=10 Ω,故CB间电阻R₂=R-R₁=20 Ω,故选项B正确.

4、如图所示,电源电动势E=80 V,内阻r=5.6 Ω,R₁=6 000 Ω,R₂=4 000 Ω,R₃=0.3 Ω,R₄=6 000 Ω,R₅=0.1 Ω,R₆=0.2 Ω,R₇=8 000 Ω,估算R₇消耗的功率为(　　)

A.80 W  B.8 W   C.0.8 W D.0.08 W

答案：C解析:根据大电阻与小电阻并联其等效电阻小于小电阻,大电阻与小电阻串联其等效电阻大于大电阻,R₇中电流近似为I==0.01 A,R₇消耗的功率P=I²R₇=0.8 W,选项C正确.

5、物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系.如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了V(伏)与A(安)和Ω(欧)的乘积等效.现有物理量单位:m(米)、s(秒)、N(牛)、J(焦)、W(瓦)、C(库)、F(法)、A(安)、Ω(欧)和T(特),由它们组合成的单位都与电压单位V(伏)等效的是(　　)

A.J/C和N/C  B.C/F和T·m²/s

C.W/A和C·T·m/s D.·和T·A·m

答案：B解析:由U=可知,J/C与电压U的单位V等效.由E=可知,N/C为电场强度E的单位,选项A错误.由U=可知,C/F与电压U的单位V等效,由U=Blv知,T·m²/s与电压U的单位V等效,选项B正确.由U=可知,W/A与电压U的单位V等效,由F=qvB可知,C·T·m/s与F的单位N等效,选项C错误.由P=得U=,即·与U的单位V等效,由F=BIL可知T·A·m与F的单位N等效,选项D错误.

6、功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率60 W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有两只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近(　　)

A.8×10⁸ kW·h  B.8×10¹⁰ kW·h

C.8×10¹¹ kW·h  D.8×10¹³ kW·h

答案：B解析:由题意知每户节约功率约为100 W,若每天用灯6小时,一年365天,全国估计为4亿户,由W=Pt得W=8.76×10¹⁰ kW·h,即选项B正确.

7、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5 V电压时,导体的电阻是5 Ω

B.加12 V电压时,导体的电阻是14 Ω

C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小

D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小

答案：AD解析:对某些导电器材,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值.导体在加5 V电压时,值为5 Ω,所以此时电阻为5 Ω;加12 V电压时,值为8 Ω,当电压增大时,值增大,即电阻增大.故选项A、D正确.

点评 伏安特性曲线类问题一定要分清线性关系和非线性关系,在非线性关系中,电阻的值要针对曲线上某一点应用R=来求.

8、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288 W

B.电动机的内阻为4 Ω

C.该车获得的牵引力为104 N

D.该车受到的阻力为63 N

答案：D解析:电动机的输入功率P_入=UI=48×12 W=576 W,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=计算内阻,故选项B错.电动车速度最大时,牵引力F与阻力f大小相等,由P_出=Fv_max=fv_max得f== N=63 N,故选项C错,D正确.

点评 (1)解此题的关键要搞清电动机转动时为非纯电阻电路,欧姆定律不适用.

(2)电动机的输出功率P_出=Fv,也可用P_出=P_入-P_损.

9、如图所示,用输出电压为1.4 V,输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍氢电池充电.下列说法正确的是(　　)

A.电能转化为化学能的功率为0.12 W

B.充电器输出的电功率为0.14 W

C.充电时,电池消耗的热功率为0.02 W

D.充电器把0.14 W的功率储蓄在电池内

答案：ABC解析:充电器对电池的充电功率为P_总=UI=0.14 W,故选项B正确;电池充电时的热功率为P_热=I²r=0.02 W,故选项C正确;所以转化为化学能的功率为P_化=P_总-P_热=0.12 W,因此充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内,故选项A正确,D错误.

10、通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40～80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×10⁹ V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是(　　)

A.闪电电流的瞬时值可达到1×10⁵ A

B.整个闪电过程的平均功率约为1×10¹⁴ W

C.闪电前云地间的电场强度约为1×10⁶ V/m

D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×10⁶ J

答案：AC解析:由电流的定义式I== A=1×10⁵ A知选项A正确.整个过程的平均功率P=== W=3×10¹⁰ W或2×10¹⁰ W(t为0.2 s或0.3 s),选项B错误.E== V/m=1×10⁶ V/m,选项C正确.整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W=qU=6×10⁹ J,选项D错误.

11、来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流.已知质子电荷量e=1.60×10^-19 C.这束质子流每秒打到靶上的个数为　　　　.假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n₁和n₂,则n₁∶n₂=　　　　. 

解析:质子流每秒打到靶上的质子数由I=可知

==6.25×10¹⁵.

建立如图所示的“柱体微元”模型,设质子经过距质子源L和4L处时的速度分别为v₁、v₂,在L和4L处作两个长为ΔL(极短)的柱体微元.因ΔL极短,故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v₁、v₂.对于这两个柱体微元,设单位体积内的质子数分别为n₁和n₂,由I===neSv可知,I₁=n₁eSv₁,I₂=n₂eSv₂,作为串联电路,各处的电流相等,

所以I₁=I₂,

故=.

根据动能定理,分别有

eEL=m,eE·4L=m

可得=,

因此,两柱体微元中的质子数之比=.

答案:6.25×10¹⁵　2∶1

12、两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则x、y导线的横截面积之比为多大?

解析:由图像可知,U_x=6 V,U_y=4 V,因两导线串联时电流相同,

则=,

而R_x=ρ,R_y=ρ,

所以=,

则===.

答案:

13、一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升所受重力为4 N的物体时,通过它的电流是0.2 A.在30 s内可使该物体被匀速提升3 m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求:

(1)电动机的输入功率;

(2)在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量;

(3)线圈的电阻.

解析:(1)电动机输入功率

P_入=UI=3×0.2 W=0.6 W.

(2)电动机提升重物的机械功率

P_机=Fv=Gv=G·

=4× W=0.4 W.

根据能量关系P_入=P_机+P_Q,

得发热的功率

P_Q=P_入-P_机=(0.6-0.4)W=0.2 W.

产生热量Q=P_Qt=0.2×30 J=6 J.

(3)根据焦耳定律Q=I²Rt,

得线圈电阻R=5 Ω.

答案:(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω