新人教版物理高中選修3-1：鞏固練習(xí)電功和電熱、焦耳定律、電阻定律提高

1、P（W）,電動(dòng)機(jī)線圈的電【鞏固練習(xí)】-、選擇題1加在某電動(dòng)機(jī)上的電壓是U（V）,電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為阻為r（Q）,則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的電熱功率為（）u2P2rDP2rAPBrCU2DPw2.如圖所示，電阻Ri=20Q,電動(dòng)機(jī)線圈的阻值R2=10Q示數(shù)是1。=0.5A，當(dāng)開(kāi)關(guān)合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是（）A.I=1.5AB.IV1.5AC.P=15WD.Pv15W3超導(dǎo)材料電阻率恰變?yōu)榱愕臏囟确Q為臨界溫度.1987年我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了臨界溫度為90K的高溫超導(dǎo)材料利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4

2、Q,它供給用電器的電功率為40kW，電壓為800V如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為（）3A1kWB1.6x10kWC1.6kWD10kWa、b間有恒定的電壓，它們都正4. 如圖所示的電路中，L1、L2是兩個(gè)不同的小燈泡,常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是（AL1亮度不變，L2變暗BL1變暗，L2變亮C電路消耗的總功率變小D流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流變小5如圖所示，在輸入電壓U恒定的電路上，將用電器L接在AB占-一片兩端時(shí)消耗的功率是9W，將它接在較遠(yuǎn)的CD兩端時(shí)消耗的功率是4【丄丨W，則AC、BD兩根輸電線上消耗的功率為

3、（）f卑L熔A1WB2WC5WD13WJjBD7在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，由4lI可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是（A導(dǎo)線直徑d的測(cè)量B電壓U的測(cè)量C.電流I的測(cè)量D導(dǎo)線長(zhǎng)度I的測(cè)量&在橫截面積為S的粗細(xì)均勻銅導(dǎo)體中流過(guò)恒定電流I，銅的電阻率為，電子電荷量為e,則電子在銅導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)作用力為（）A0BZe/SC.IS/?eDle/S9. 兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y,x長(zhǎng)為I,y長(zhǎng)為2l，串聯(lián)的電路中，沿長(zhǎng)度方向電勢(shì)x和y,x長(zhǎng)為I,y長(zhǎng)為2I，串聯(lián)在電路中時(shí)，沿長(zhǎng)度方向電勢(shì)變化如圖所示，則x,y導(dǎo)線的橫截面積比為之（）A2:3B1:3C.1:2D3:110. 甲、

4、乙兩根保險(xiǎn)絲均為同種材料制成，直徑分別是di=0.5mm和d2=1mm，熔斷電流分別為2.0A和6.0A，把以上兩根保險(xiǎn)絲各取等長(zhǎng)一段并聯(lián)后再接入電路中，允許通過(guò)的最大電流是（）A6.0AB7.5AC10.0AD8.0A、填空題11某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性，現(xiàn)有器材：直流恒流電源（在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定）、電壓表、待測(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等（1）若用上述器材測(cè)量熱敏電阻值隨溫度變化的特性，請(qǐng)你存圖中的實(shí)物圖上連線（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟： 正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值； 在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉

5、合開(kāi)關(guān)，,，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)； 重復(fù)第步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)（3）實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得如圖的R-t關(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫(xiě)出該熱敏電阻R-t的關(guān)系式：R=+t（Q）（保留3位有效數(shù)字）.12有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬材料樣品，截面為外方(正方形)內(nèi)圓，如圖所示此金屬材料質(zhì)量約為0.1kg0.2kg,長(zhǎng)約為30cm，電阻約為10Q.已知這種金屬的電阻率為p,密度為o因管線內(nèi)徑太小，無(wú)法直接測(cè)量，請(qǐng)根據(jù)下列提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量其內(nèi)徑d。A毫米刻度尺B.螺旋測(cè)微器C.電流表(600mA10Q)D.電流表(3A0.1Q)E.電壓表(3V6kQ)F.滑動(dòng)變阻器(2k

6、Q0.5A)G.滑動(dòng)變阻器(10Q2A)H.直流穩(wěn)壓電源(6V0.05Q)I.開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干(1) 除待測(cè)金屬材料外，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有(只填入代號(hào)字母)(2) 在虛線框中畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路.(3) 用已知的物理常量和所測(cè)的物理量，推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式.三、解答題13. 保護(hù)自然環(huán)境，開(kāi)發(fā)綠色能源，實(shí)現(xiàn)旅游與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展.某植物園的建筑層頂裝有太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，用來(lái)滿足園內(nèi)用電需求.已知該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1.0X105W、輸出電壓為220V.求：(1) 按平均每天太陽(yáng)照射6h計(jì)，該發(fā)電系統(tǒng)一年(按365天計(jì))能輸出多少電能？(2)

7、 該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)除了向10臺(tái)1000W的動(dòng)力系統(tǒng)正常供電外，還可以同時(shí)供園內(nèi)多少盞功率100W，額定電壓為220V的照明燈正常工作？(3) 由于發(fā)電系統(tǒng)故障，輸出電壓降為110V，此時(shí)每盞功率為100W、額定電壓為220V的照明燈消耗的功率是其正常工作時(shí)的多少倍？14.一輛電動(dòng)自行車(chē)的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表:規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁轂電機(jī)車(chē)型26"電動(dòng)自行車(chē)額定輸出功率120W整車(chē)質(zhì)量30kg額定電壓40V最大載重120kg額定電流3.5A質(zhì)量為M=70kg的人騎此電動(dòng)自行車(chē)沿平直公路行駛，所受阻力Ff恒為車(chē)和人總重的k=0.02倍，取g=10m/s2.求：(1) 此車(chē)的永磁轂電

8、機(jī)在額定電壓下正常工作的效率；(2) 僅在永磁轂電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，人騎自行車(chē)的最大速度；(3) 僅在永磁轂電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，當(dāng)車(chē)速為V1=1.0rn/s時(shí)人騎車(chē)的最大加速度.15.某同學(xué)在研究微型直流電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻0.2A和0.3V。重新調(diào)器R的阻值，使電動(dòng)機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為節(jié)R的阻值，使電動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0A和6.0V。（電流表、電壓表均為理想電表）求：（1）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻；（2）電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率?！敬鸢概c解析】【答案】【解析】、選擇題，所以P熱=：f

9、r故U熱IU丿1. 【答案】C【解析】本題考查電功率.電熱功率P熱=I2r，因?yàn)镻=IU,I正確答案為C.2. 【答案】BD【解析】由題意知，電路兩端的電壓U=RiIo=1OV，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)電壓全部加在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻上時(shí)，它的電流為1A，但只有一部分電壓加在電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上，所以IV1.5A,B對(duì)；同理電動(dòng)機(jī)所消耗的功率也小于10W，則電路消耗的電功率PV15W,D正確，故選B、D.3.【答案】A【解析】因?yàn)槌瑢?dǎo)體電阻為零,不損耗電功率，所以節(jié)約的電功率即是用普通材料時(shí)線路損耗的電功率,P員二I2R二340勺0800><0.4W=1kW故選A項(xiàng)。4.【答案】BCD【解析】變阻器滑片向右

10、滑動(dòng)時(shí)阻值增大，并聯(lián)部分的電阻變大，分得電壓變大，所以L2兩端電壓增大，L2變亮，L1分得電壓變小，L1變暗，A錯(cuò)，B對(duì)因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器電阻U2變大，總電阻變大，由P可知，U定時(shí)，P減小，即電路總功率減小，C對(duì).又因R為總電阻增大，總電流減小，而L2電壓變大，電流變大，所以流過(guò)變阻器的電流減小，D正確.故正確答案為B、C、D.5. 【答案】BP=-9W，P'二R2U'-24W，得U'U。因此用電器接在CD兩端時(shí)，輸電線上R3降落的電壓U線-U11一八3U。則兩根輸出電線的總電阻2-R。所以1U-U-1R92=-9W=2W。故選B。96. 【答案】A【解析】燈絲在通電后一定

11、會(huì)發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，這時(shí)溫度達(dá)到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會(huì)增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，I-U曲線上對(duì)應(yīng)于原點(diǎn)連線的斜率必然越小，敞選A.7. 【答案】A【解析】二d2U411式中,d的方次最大，故d對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性影響最大,A正確.&【答案】B【解析】取長(zhǎng)度為I的一段導(dǎo)體，導(dǎo)體中有電流I，導(dǎo)體處于非靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部有場(chǎng)強(qiáng)，設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為E,由電阻定律可得，導(dǎo)體的電阻R=：?，由歐姆定律可得導(dǎo)體兩端的電S壓U=IR，再由電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可得U=EI，由以上三式可得電場(chǎng)強(qiáng)度E=lr/S

12、,電子在銅導(dǎo)體中受到的電場(chǎng)力為F=eE=Ie/S.9.【答案】B【解析】本題考查電阻定律由圖象可知，Ux=6V,Uy=4V，由兩導(dǎo)體串聯(lián)時(shí)電流相同，得丄二魚(yú)，而r丄，Ry空,所以丄二衛(wèi)L，則二叢41,UyRySxSyUy2SxSy2Ux2匯63故正確答案為B.1O.【答案】B【解析】本題考查電阻定律和并聯(lián)電路電流特點(diǎn)的應(yīng)用因甲、乙兩保險(xiǎn)絲等長(zhǎng)，由R-12，知R1=4，當(dāng)RR2并聯(lián)時(shí)，令h=2A，則由1泯1=12只2得I2=8ASd2R2兀I2>6A，故Ii不能取2A;令b=6A，則由IiRi=I2R2得Ii=1.5AV2.0A，故兩者并聯(lián)時(shí)，整個(gè)電路允許通過(guò)的最大電流1=1什"

13、=7.5A.故正確選項(xiàng)為B.二、填空題11.【答案】(1)實(shí)物連線圖如圖(2)記錄溫度計(jì)的示數(shù)記錄電壓表的示數(shù)(3)1000.400【解析】改變溫度后，熱敏電阻阻值改變，電壓表示數(shù)改變，從圖線知R與t成線性關(guān)系，且縱軸上截距(當(dāng)t=0C時(shí))R=100Q,斜率為R/t=0.400，所以R=100+0.400t(Q).12.【答案】(1)ABCEGHI(2)見(jiàn)解析(3)【解析】(1)已知R約為10Q,I最大為-R器0.6A，故選600mA量程。又因?yàn)樵b二1，詈=600，故用外接法，選ABCEGHI。(2) 為精確測(cè)量，用分壓式接法，如圖所示。(3) 設(shè)長(zhǎng)度為I,截面外邊長(zhǎng)為a,、PlU電壓為U,電流為I。電阻R=-SI截面積S-，故有a2-U4U，解得d4(a2U5)迄航小1三、解答題113. 【答案】(1)7.884X1011J或2.19X105kWh(2)900盞(3)-414. 【答案】(1)85.7%(2)6.0m/s(3)1.0m/s?！窘馕觥?1)由表可知，電機(jī)的額定電壓為U°=40V,額定電流為10=3.5A，所以電機(jī)正常工作時(shí)輸人功率為P入=510=140W.又因電機(jī)的輸出功率為P出=120W,所以電機(jī)的功率為100%=85.7%.(2)行駛時(shí)所受阻力為f=k(M+m)g,式中m為車(chē)的質(zhì)量.當(dāng)P入達(dá)到最速度vm時(shí)，應(yīng)有P出=fVm,所以最大速度-P