【高考突破方案】第八章 第1讲电流 电阻 电功及电功率 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

恒定电流
电流、电阻、电功及电功率
　
1.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　)
A. B.
C. D.
【解析】 B　在加速电场中有eU＝mv2，得v＝.在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝I，则电子个数n＝＝，B正确.
　2.“碳达峰”是指我国承诺2030年前，二氧化碳排放达到峰值后将逐步降低，不再增长，这一庄重承诺体现了我国的科技实力.其中节能减排的一条重要措施就是逐步将我国现有的约2亿只传统路灯替换成使用风能和太阳能的风光互补路灯，如图为某公司生产的风光互补LED路灯外形图和电路原理图.已知每燃烧一吨标准煤可以发电3000 kW·h，排放二氧化碳2.61吨，若将我国现有的40%的传统路灯替换成风光互补路灯，按每只传统路灯功率400 W、每天工作10小时计算，这一条措施一年可减少二氧化碳的排放量约为(　　)
A.2.5×1011吨 B.2.5×108吨
C.1×1011吨 D.1×108吨
【解析】 D　400 W的路灯一年消耗的电能为W＝Pt＝0.4 kW×10 h×365＝1460 kW·h，则买一套路灯1年可减小二氧化碳的排放量为m＝×2.61吨≈1.27吨.总共减少二氧化碳的排放量m总＝40%×2×108×1.27吨≈1×108吨，故选D.
　3.如图甲所示，两根横截面积相同、材料不同的导线Ⅰ和Ⅱ，串联后接入电路.若导线上任意一点的电势φ随该点与a点的距离x的变化关系如图乙所示，导线Ⅰ和Ⅱ的电阻率分别为ρ1、ρ2，电阻分别为R1、R2，则(　　)
A.ρ1＜ρ2，R1＜R2 B.ρ1＞ρ2，R1＜R2
C.ρ1＜ρ2，R1＞R2 D.ρ1＞ρ2，R1＞R2
【解析】 A　由部分电路欧姆定律并结合题图可得U1＝IR1＝3φ0－2φ0＝φ0，U2＝IR2＝2φ0－0＝2φ0，故R1＜R2；因为R1＜R2，由R＝ρ知，ρ1＜ρ2，由题图乙知l1＞l2，所以ρ1＜ρ2.综上可得，A项正确.
　4.(2020·海南卷)一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则(　　)
A.Pab>Pbc B.Pab＝Pac
C.Pac＝Pbc D.Pab【解析】 D　接ab，则电路的总电阻为Rab＝＝，接ac，则电路的总电阻为Rac＝＝，接bc，则电路的总电阻为Rbc＝＝，由题知，不管接哪两个点，电压不变，为U＝24 V，根据P＝，可知Pab＝Pbc　5.(多选)如图是某款新能源汽车铭牌上的部分内容，该车充电器的充电效率为90%，从没电充到额定容量的80%，正常充电需要8 h，快充状态下仅需0.8 h.下列说法正确的是(　　)
品牌：蔚来汽车制造(中国) 动力电池系统额定电压：350 V 动力电池系统额定容量：192 Ah 驱动电机峰值功率：240/240 kW(前轴/后轴) 乘坐人数：7人 驱动电机额定功率：60/60 kW(前轴/后轴) 最大允许总质量：3399 kg
A.充80%的电需要消耗约60 kW·h的电能
B.汽车行驶时，电池的化学能全部转化为机械能
C.快充时的电功率为正常充电时电功率的10倍
D.汽车在水平面加速时，若实际功率保持不变，则加速度减小
【解析】 ACD　设充电80%的电需要消耗电能为E，则有E＝Uq×80%÷90%＝350×192×3600×80%÷90% J＝2.15×108 J≈60 kW·h，故A正确；汽车行驶时，电池的化学能大部分转化为机械能，一部分转化为内能，故B错误；从没电充到额定容量的80%，正常充电需要8 h，快充状态下仅需0.8 h，由功率公式P＝可知快充时的电功率为正常充电时电功率的10倍，故C正确；由功率公式P＝Fv，可知汽车在水平面加速时，速度增大，实际功率保持不变，牵引力减小，由牛顿第二定律F－Ff＝ma，可知汽车的加速度减小，故D正确.故选ACD.
　6.(多选)某电力公司曾举办“计量日进您家”活动，免费上门为市民进行家庭用电耗能诊断分析，针对每户家庭提出个性化的节能建议.在上门实测过程中，电力技术人员发现，家电待机耗电成为最容易被市民忽略的问题.以电视机为例，待机一天的耗电量在0.2度左右，小小机顶盒一天待机耗电量更是高达0.4度.根据专家统计：每使用1度电，就相应消耗了0.4 kg标准煤，同时产生0.272 kg碳粉尘、0.997 kg二氧化碳、0.03 kg二氧化硫、0.015 kg氮氧化物.根据下表提供的数据，若按照1度电电费为0.5元，估算一户普通家庭待机一年(　　)
每户普通家庭家用电器 平均数 每台电器待机 平均功率(W)
一台台式电脑 4
两台平板电视机 1
两台空调 4
一台洗衣机 2
A.多消耗电能14度
B.多交电费约70元
C.相应多消耗了标准煤56 kg
D.相应产生的二氧化碳为1400 kg
【解析】 BC　一户普通家庭待机一年消耗电能为E＝(4＋2×1＋2×4＋2)×24×365÷1000度≈140度，相应消耗了标准煤m1＝140×0.4 kg＝56 kg，选项A错误，C正确；多交电费140×0.5元＝70元，选项B错误；相应产生的二氧化碳为m2＝140×0.997 kg≈140 kg，选项D错误.
　7.(多选)某种材料的圆柱形导体的长度为L，横截面的直径为d，导体两端所加电压为U，当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率，下列说法正确的是(　　)
A.电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍
B.导体的长度变为2L，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的
C.导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的
D.导体横截面的直径变为，导体中自由电子定向运动的平均速率不变
【解析】 ABD　根据欧姆定律I＝、电阻定律R＝ρ及电流的微观表达式I＝neSv，联立可得v＝.仅电压变为2U时，电子定向运动的平均速率变为2v，故A正确；仅导体的长度变为2L时，电子定向运动的平均速率变为0.5v，故B正确；速率v与导体横截面的直径d无关，故C错误，D正确.
　8.离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V.已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，求：
(1)该大气层的等效电阻约为多少？
(2)该大气层的平均电阻率约为多少？(结果取两位有效数字)
【解析】 (1)该大气层的平均漏电电流约为
I＝＝ A＝1.8×103 A，
该大气层的等效电阻为R＝＝ Ω≈167 Ω.
(2)根据R＝ρ可得，该大气层的平均电阻率约为
ρ＝＝ Ω·m≈1.7×1012 Ω·m.