高中物理教科版 能力提升作业 第七章 1 第1节　部分电路及其规律 Word版含解析

【随堂检测】
1．(2017·11月浙江选考)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示，则这些电器一天消耗的电能约为(　　)
电器
消耗功率/W
工作时间/h
电茶壶
2 000
1
空调
1 200
3
电视机
100
2
节能灯
16
4
路由器
9
24
A.6.1×103 W　　　　　　 B．6.1×103 J
C．2.2×104 W D．2.2×107 J
答案：D
2．(2019·舟山质检)一段长为l，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3l长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为(　　)
A.　　　　　　　　　　　 B．3R
C. D．R
解析：选D.根据电阻定律R＝ρ，在拉伸过程中电阻丝的体积不变，当长度变为原来的3倍后，横截面积变为原来的，所以R′＝ρ＝ρ＝9R，平分成3段后，每段的电阻为3R，故根据并联电路规律可得并联后的电阻为＝＋＋，解得R并＝R，故选项D正确．
3．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　　)
解析：选A.由电阻的决定式可知，A中电阻RA＝ρ；B中电阻RB＝ρ；C中电阻RC＝ρ；D中电阻RD＝ρ，故电阻最小的为A.
4．(2019·宁波联考)QQ是一款流行的互联网即时通讯工具，新版本QQ推出了“在线时长”新功能，用户通过积累在线时长可以获得更高等级、享受更多服务，许多网友为追求虚拟的等级而纯粹地开机在线，造成大量的电能浪费．如图所示是某网友QQ界面的电脑屏幕抓拍图，请你估算他升到下一级还要消耗多少电能(假定QQ用户使用台式电脑)(　　)

A．0.2 kW·h B．2 kW·h
C．20 kW·h D．200 kW·h
解析：选B.电脑正常工作时的功率约为200 W，该网友升到下一级还要消耗的电能为W＝Pt＝2 kW·h，选项B正确．
5．(2019·绍兴调研)R1、R2的伏安特性曲线如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．R1、R2并联后的总电阻的伏安特性曲线在区域Ⅰ
B．R1、R2并联后的总电阻的伏安特性曲线在区域Ⅱ
C．R1、R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在区域Ⅰ
D．R1、R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在区域Ⅱ
解析：选A.在I－U图象中，图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数，由图可知电阻R1的阻值较大，电阻R2的阻值较小．R1、R2并联后的总电阻小于任意一个电阻值，所以伏安特性曲线在电阻值比较小的Ⅰ区，故A正确，B错误；若将两电阻串联后接入电路，由于串联后的总电阻大于任意一个电阻，所以R1、R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在电阻值比较大的区域Ⅲ，故C、D错误．
【课后达标检测】
一、选择题
1．如图所示是某一电器的铭牌．从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是(　　)
答案：A
2．(2016·10月浙江选考)如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V．机器人的锂电池容量为20 A·h.则机器人(　　)
A．额定工作电流为20 A
B．充满电后最长工作时间为2 h
C．电池充满电后总电量为7.2×104 C
D．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J
答案：C
3.(2019·浙江十校联考)在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为(　　)
答案：A
4.(2019·台州质检)电位器是变阻器的一种．如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是(　　)
A．连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮
B．连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮
C．连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗
D．连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮
解析：选D.根据电位器结构和连接可知：连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A错误；同理，D正确；连接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误．
5．把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足(　　)
A.＝1 B.＝
C.＝ D.＝2
解析：选C.由电阻定律R甲＝ρ＝4ρ，R乙＝ρ＝2ρ，P甲＝，P乙＝，要使P甲＝P乙，即＝，＝＝2，故＝.
6．用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U，则(　　)
A．电路中电流I＝
B．在时间t内，电池组消耗的化学能为IEt
C．在时间t内，电动机输出的机械能是IEt－I2rt
D．以上说法都不对
解析：选B.当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，I<，故A错误．由电源定义知在时间t内，电池组消耗的化学能为IEt，B正确；电动机的输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得，P出＝P电－P热＝UI－I2R，在时间t内，电动机输出的机械能是IUt－I2Rt，故C、D错误．
7．(2019·绍兴质检)电话的话筒可以把声音信号转换为电流信号．碳精话筒的结构如图所示，碳精盘和振动膜之间充满了接触不紧密的碳粒．声音使振动膜振动，改变碳粒接触的紧密程度，可改变电路中电流的大小．对此，以下说法正确的是(　　)
A．如果声波的频率越高，则电路中的电流越大
B．如果声波的频率越高，则电路中的电流越小
C．如果声波的振幅越高，则电路中的电流越大
D．如果声波的振幅越高，则电路中的电流越小
解析：选C.改变碳粒接触的紧密程度，实际上改变的是其电阻，接触越紧密，电阻越小．而声波的振幅越高，则碳粒接触的程度越紧密．
8．(2019·嘉兴高二期中)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　)
A．3 V　1.8 J B．3 V　3.6 J
C．6 V　1.8 J D．6 V　3.6 J
解析：选D.设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2，通电的时间都为t.由公式W1＝U1q1和W1＝t可得：U1＝3 V，＝0.1.再由W2＝U2q2和W2＝t可得：U2＝6 V，W2＝3.6 J，故D正确．
9.(2019·宁波质检)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为(　　)
A．32 W B．44 W
C．47 W D．48 W
解析：选A.当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r＝，代入数据得r＝4 Ω，重新调节R并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P＝UI－I2r，代入数据得P＝32 W，B、C、D错误，A正确．
10.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，导体的电阻约是5 Ω
B．加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 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，导体的电阻不变
解析：选A.对某些导体，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．本题中给出的导体加5 V电压时，值为5，所以此时电阻为5 Ω，A正确；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C、D错误．
二、非选择题
11．(2019·丽水高二月考)某地要把河水抽高20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m3，重力加速度取10 m/s2.求：
(1)电动机内阻消耗的热功率；
(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．
解析：(1)设电动机的电动率为P，则
P＝UI
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则
Pr＝I2r
代入数据解得Pr＝1×103 W.
(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t.已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则
M＝ρV
设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp
则ΔEp＝Mgh
设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－Pr
根据能量守恒定律得
P0t×60%×80%＝ΔEp
代入数据解得
t＝2×104s.
答案：(1)1×103 W　(2)2×104 s
12．(2019·舟山检测)用一个额定电压为12 V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示．
(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？
(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为T＝300 K，求正常发光条件下灯丝的温度．
(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？
解析：(1)U＝12 V时正常发光，此时灯泡电阻为R＝8 Ω
则P＝＝ W＝18 W.
(2)U＝0时，灯丝为室温，此时电阻R0＝1 Ω
由题意设R＝kT
则有8＝kT0
1＝k×300
解得：T0＝2 400 K.
(3)由串联分压规律得：＝
R串＝5.33 Ω.
答案：见解析