新人教版高三物理选修3-1电流、电阻、电功与电功率专项练习
(14分)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a="1" m,b="0.2" m,c="0.1" m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示,当U="10" V时,求电解液的电阻率ρ是多少?
(14分)有一个小型直流电动机,把它接入电压为U1="0.2" V的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流是I1="0.4" A;若把电动机接入U2="2.0" V的电路中,电动机正常工作,工作电流是I2="1.0" A.求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率是多大?
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(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)、(欧)和T(特),由他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 |
.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 |
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 |
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比 |
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比 |
.单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。
传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时,在电极a、c的间出现感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。
(1)已知,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小(去3.0)
(2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,既液体由测量管出水口流入,从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法;
(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为 a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量,给出电极a、c间输出电压U的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。
24.(15分)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t="0" ℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:在0 ℃时,铜的电阻率为1.7×10 –8Ω•m,碳的电阻率为3.5×10 -5Ω•m,附近,在0 ℃时,.铜的电阻温度系数为3.9×10 –3 ℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体,要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).
关于电阻率,下列说法中正确的是( )
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好 |
B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小 |
C.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大 |
D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它们制作标准电阻 |
.(2011·泰安模拟)有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的额定电压和额定功率均为“220 V,60 W”.现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量( )
A.日光灯最多 | B.电烙铁最多 |
C.电风扇最多 | D.一样多 |
导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 |
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 |
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比 |
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比 |
如图所示,电阻R1="20" Ω,电动机绕线电阻R2="10" Ω,当电键S断开时,电流表的示数是I1="0.5" A;当电键S合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足( )
A.I="1.5" A | B.I<1.5 A |
C.P="15" W | D.P<15 W |
一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示.根据表中所提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为( )
额定容量 |
54 L |
最高水温 |
75 ℃ |
额定功率 |
1 500 W |
额定压力 |
0.7 MPa |
额定电压 |
220 V |
电器类别 |
Ⅰ类 |
A.6.8 A B.0.15 A
C.4.4 A D.0.23 A
横截面的直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是( )
A.电压U加倍,自由电子定向运动的平均速率不变 |
B.导线长度l加倍,自由电子定向运动的平均速率加倍 |
C.导线横截面的直径加倍,自由电子定向运动的平均速率不变 |
D.以上说法均不正确 |
如右图所示,是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明:充电时电压恰为限制电压,历时4 h充满.(假设充电前电池内已无电)该过程电池发热,则充电过程中转化成的电热功率为( )
A.0.087 5 W | B.0.007 29 W |
C.0.735 W | D.0.647 5 W |
在如图所示的电路中,E为电源,其电动势E=9.0 V,内阻可忽略不计;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=6.0 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方滑动,当到达某一位置C处时,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 |
根据经典理论,金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe,其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数,v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率,S为导体的横截面积,e为自由电子的电荷量.如图11所示,两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc,圆横截面的半径之比为rab∶rbc=1∶4,串联后加上电压U,则 ( )
A.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=1∶4 |
B.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=4∶1 |
C.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=4∶1 |
D.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=16∶1 |
如图所示电路,已知R1=3 kΩ,R2=2 kΩ,R3=1 kΩ,I=10 mA,I1=6 mA,则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是( )
A.a比b高,7 mA | B.a比b高,2 mA |
C.a比b低,7 mA | D.a比b低,2 mA |
(16分)如图所示是静电除尘器示意图,A接高压电源正极,B接高压电源的负极,AB之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除m kg煤粉,计算高压电源的电流强度I.(电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t)