2016年高考物理備考練試題及答案解析(6)
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一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題至少一個答案正確,選不全得3分)
1.(2013·蘇州模擬)一臺電動機,額定電壓是100V,電阻是1Ω。正常工作時,通過的電流為5A,則電動機因發(fā)熱損失的功率為 ( )
A.500 W B.25 W C.1 000 W D.475 W
2.(2013·梅州模擬)下列說法中正確的是 ( )
A.由R=可知,電阻與電壓、電流都有關(guān)系
B.由R=ρ可知,電阻與導(dǎo)體的長度和橫截面積都有關(guān)系
C.金屬的電阻率隨溫度的升高而減小
D.所謂超導(dǎo)體,當其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時,它的電阻率突然變?yōu)榱?/p>
3.(2013·泰州模擬)一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示,關(guān)于導(dǎo)體的電阻,以下說法正確的是 ( )
A.B點的電阻為12Ω
B.B點的電阻為40Ω
C.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1Ω
D.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω
4.(2013·廣州模擬)有甲、乙兩個由同種金屬材料制成的導(dǎo)體,甲的橫截面積是乙的兩倍,而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍,以下說法中正確的是 ( )
A.甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同
B.乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍
C.乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率是甲導(dǎo)體的兩倍
D.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率大小相等
5.如圖所示為一未知電路,現(xiàn)測得兩個端點a、b之間的電阻為R,若在a、b之間加上電壓U,測得通過電路的電流為I,則該未知電路的電功率一定為 ( )
A.I2R B. C.UI D.UI-I2R
6.(2013·泰安模擬)有三個用電器,分別為日光燈、電烙鐵和電風扇,它們的額定電壓和額定功率均為“220V,60W”�，F(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時間,產(chǎn)生的熱量 ( )
A.日光燈最多 B.電烙鐵最多
C.電風扇最多 D.一樣多
7.(2013·溫州模擬)電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件,技術(shù)工人常將電烙鐵和一個燈泡串聯(lián)使用,燈泡還和一只開關(guān)并聯(lián),然后再接到市電上(如圖所示),下列說法正確的是( )
A.開關(guān)接通時比開關(guān)斷開時消耗的總電功率大
B.開關(guān)接通時,燈泡熄滅,只有電烙鐵通電,可使消耗的電功率減小
C.開關(guān)斷開時,燈泡發(fā)光,電烙鐵也通電,消耗的總功率增大,但電烙鐵發(fā)熱較少
D.開關(guān)斷開時,燈泡發(fā)光,可供在焊接時照明使用,消耗總功率不變
8.(2013·東莞模擬)把兩根同種材料做成的電阻絲,分別接在兩個電路中,甲電阻絲長為l,直徑為d,乙電阻絲長為2l,直徑為2d,要使兩電阻絲消耗的功率相等,加在兩電阻絲上的電壓應(yīng)滿足 ( )
A.=1 B.= C.= D.=2
9.(2013·北海模擬)一個標有“220V 60 W”的白熾燈泡兩端加上的電壓由零逐漸增大到220V。在此過程中,電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示。圖中符合實際的是 ( )
10.如圖所示,用輸出電壓為1.4V,輸出電流為100mA的充電器對內(nèi)阻為2Ω的鎳—氫電池充電。下列說法正確的是 ( )
A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12 W
B.充電器輸出的電功率為0.14 W
C.充電時,電池消耗的熱功率為0.02 W
D.充電器把0.12 J的電能儲蓄在電池內(nèi)
二、計算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
11.(能力挑戰(zhàn)題)(15分)用一個額定電壓為12V的燈泡做實驗,測得燈絲電阻隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系圖像如圖所示。
(1)在正常發(fā)光條件下,燈泡的電功率為多大?
(2)設(shè)燈絲電阻與絕對溫度成正比,室溫為T=300K,求正常發(fā)光條件下燈絲的溫度。
(3)將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到20V電壓上,要使燈泡能正常發(fā)光,串聯(lián)的電阻為多大?
(4)當合上開關(guān)后,需要0.5s燈泡才能達到正常亮度,為什么這時電流比開始時小?計算電流的最大值。
12.(2013·濟南模擬)(15分)如圖所示,A為電解槽,M為電動機,N為電爐子,恒定電壓U=12V,電解槽內(nèi)阻rA=2Ω,當S1閉合、S2、S3斷開時,電流表A示數(shù)為6A;當S2閉合、S1、S3斷開時,A示數(shù)為5A,且電動機輸出功率為35W;當S3閉合、S1、S2斷開時,A示數(shù)為4A。求:
(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?
(2)電動機的內(nèi)阻是多少?
(3)在電解槽工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少?
答案解析
1.【解析】選B。電動機的發(fā)熱功率應(yīng)為P=I2r=52×1W=25W,B正確。
2.【解析】選B、D。R=是電阻的定義式,R與電壓和電流無關(guān),故A錯誤;R=ρ是電阻的決定式,橫截面積一定,電阻與導(dǎo)體的長度成正比,長度一定,電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比,故B正確;金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,故C錯誤;當溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時,導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,此時的導(dǎo)體叫超導(dǎo)體,故D正確。
3.【解析】選B。導(dǎo)體的電阻表達式為R=,結(jié)合圖像,可得RA=Ω=30Ω,
RB=Ω=40Ω,故A錯誤,B正確;電阻改變量為RB-RA=10Ω,故C、D錯誤。
【變式備選】如圖所示,厚薄均勻的長方體金屬片,邊長ab=10cm,bc=5cm,當A與B間接入的電壓為U時,電流為1A,當C與D間接入的電壓為U時,其電流為 ( )
A.4 A B.2 A
C.0.5 A D.0.25 A
【解析】選A。設(shè)長方體金屬片的厚度為l,則當AB接入電壓U時,電阻RAB=ρ;CD接入電壓U時的電阻RCD=ρ,故RAB∶RCD=(ab)2∶(bc)2=4∶1,根據(jù)歐姆定律I=得,IAB∶ICD=RCD∶RAB=1∶4,即ICD=4A,選項A正確。
4.【解析】選B。由I=可知,I乙=2I甲,B正確,A錯誤;由I=nvSq可知,同種金屬
材料制成的導(dǎo)體,n相同,因S甲=2S乙,故有v甲∶v乙=1∶4,C、D均錯誤。
5.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點:
(1)方框中未知電路可能是純電阻電路,也可能是非純電阻電路。
(2)只有純電阻電路,P=I2R和P=才能適用,而P=UI對任何電路都適用。
【解析】選C。不管電路是否為純電阻電路,電路的電功率一定為P=UI,選項C正確;只有電路為純電阻電路時,才有P=UI=I2R=,故A、B錯誤;而UI-I2R為電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的功率,故D錯誤。
6.【解析】選B。電烙鐵是純電阻用電器,即以發(fā)熱為目的,電流通過它就是用來產(chǎn)熱。而日光燈和電風扇是非純電阻用電器,電流通過它們時產(chǎn)生的熱量很少,電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能(光能和葉片動能),故只有B正確。
7.【解析】選A。開關(guān)接通時,燈泡被短路,燈泡熄滅,電路的總電阻變小,電路的總功率變大,電烙鐵的功率變大,A正確,B、C、D錯誤。
8.【解析】選C。根據(jù)電阻定律R甲=ρ,R乙=ρ,P甲=,P乙=,若使P甲=P乙,即=,===2,=,所以選項C是正確的。
9.【解析】選B。白熾燈的電阻隨溫度的升高而增大,當電壓由零增大到220V時,電阻越來越大,即圖線斜率逐漸增大,A、C、D錯誤,B正確。
10.【解析】選A、B、C。充電器對電池的充電功率為P總=UI=0.14W,電池充電時的熱功率為P熱=I2r=0.02W,所以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為P化=P總-P熱=0.12W,但0.12 W≠0.12 J,故A、B、C正確,D錯誤。
11.【解析】(1)由題圖知,正常發(fā)光時R=8Ω,
P==18W。 (3分)
(2)由題圖知,室溫時電阻R′=1Ω,由=,
得T=2400K�！� (4分)
(3)串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比,=,
得Rx=5.33Ω�！� (4分)
(4)剛合上開關(guān)燈未正常發(fā)光,溫度低,電阻小,電流大,Im==A=12A�！�(4分)
答案：(1)18W (2)2400K (3)5.33Ω
(4)剛合上開關(guān)燈未正常發(fā)光,溫度低,電阻小,電流大 12A
12.【解析】(1)電爐子為純電阻元件,由歐姆定律I=得R==2Ω, (3分)
其發(fā)熱功率為PR=UI1=12×6W=72W�！� (2分)
(2)電動機為非純電阻元件,由能量守恒定律得
UI2=rM+P輸出, (3分)
所以rM==Ω=1Ω�！� (2分)
(3)電解槽工作時,由能量守恒定律得:
P化=UI3-rA (3分)
所以P化=(12×4-42×2)W=16W�！� (2分)
答案：(1)2Ω 72W (2)1Ω (3)16W
【總結(jié)提升】電動機中的能量轉(zhuǎn)化
電動機問題是非純電阻電路的典型問題。分析這類問題,重點關(guān)注以下三點:
(1)電流通過電動機做的功為W電,電動機發(fā)熱產(chǎn)生的熱量為Q,同時轉(zhuǎn)化為機械能的多少為W機,則W電=W機+Q。
(2)在電動機電路中,歐姆定律不再成立,由此推出的公式P=I2R、P=等也不再成立。
(3)特殊情況,當電動機轉(zhuǎn)子被卡住時,電動機電路變?yōu)榧冸娮桦娐?W電=Q。
(責任編輯：盧雁明)
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