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電流、電阻 電功及電功率 一、選擇題(每小題6分，共48分) 1．橫截面直徑為d，長為l的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個量中一個量改變時，對自由電子定向移動的平均速率的說法正確的是(　　) A．電壓U加倍時，速率不變 B．導(dǎo)線長度l加倍時速率不變 C．導(dǎo)線橫截面的直徑d加倍時速率不變 D．導(dǎo)線橫截面的直徑d加倍時速率加倍 　解析　C　由I＝，R＝ρ和I＝nevS可得到自由電子定向移動的平均速率的公式v＝. 當(dāng)電壓加倍時，自由電子定向移動的速率加倍；導(dǎo)線長度l加倍時，速率減為原來的；自由電子定向移動的速率與導(dǎo)線截面的直徑d無關(guān)．但導(dǎo)線的直徑加倍時，截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，電流也變?yōu)樵瓉淼?倍． 2．下列說法中，錯誤的是(　　) A．每種金屬都有確定的電阻率，電阻率不隨溫度變化 B．導(dǎo)線越細(xì)越長，其電阻率也越大 C．一般金屬的電阻率，都隨溫度升高而增大 D．測電阻率時，為了提高精度，通過導(dǎo)線的電流要足夠大，而且要等到穩(wěn)定一段時間后才可讀數(shù) 　解析　ABD　金屬的電阻率，隨著溫度的變化而改變，溫度升高，電阻率增大，A錯，C對．電阻率的大小與導(dǎo)線的粗細(xì)和長短無關(guān)，B錯．由于電阻率的大小與溫度有關(guān)．測電阻率時，不應(yīng)使通過導(dǎo)線的電流過大或通電時間過長，因?yàn)檫@會使導(dǎo)線溫度明顯升高，從而導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，故D錯． 3．有三個用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220 V,60 W”．現(xiàn)在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(fēng)扇最多 D．一樣多 　解析　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(fēng)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)．綜上所述，只有B正確． 4．一臺國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示．根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時，通過電熱水器的電流約為(　　) 額定容量 54 L 最高水溫 75 ℃ 額定功率 1 500 W 額定壓力 0.7 MPa 額定電壓 220 V 電器類別 Ⅰ類 A.6.8 A B．0.15 A C．4.4 A D．0.23 A 　解析　A　由電功率P＝UI可得I＝＝ A＝6.8 A，選項A正確． 5.溫度能明顯地影響金屬導(dǎo)體和某些半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能，如圖所示的圖線分別為某金屬導(dǎo)體和某半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的關(guān)系曲線，則(　　) A．圖線1反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化關(guān)系 B．圖線2反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化關(guān)系 C．圖線1反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化關(guān)系 D．圖線2反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化關(guān)系 　解析　CD　通常金屬材料的電阻率會隨溫度的升高而增大，其電阻值也會增大，選項C正確；有些半導(dǎo)體材料的電阻率會隨溫度的升高而減小，其電阻也會減小，選項D正確． 6.如圖所示，厚薄均勻的長方體金屬片，邊長ab＝10 cm，bc＝5 cm，當(dāng)A與B間接入的電壓為U時，電流為1 A，當(dāng)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　A　設(shè)矩形金屬片的厚度為l，則當(dāng)金屬片AB接入電壓U時的電阻RAB＝ρ；當(dāng)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＝4 A，選項A正確． 7．一只“220 V,100 W”的燈泡工作時的電阻為484 Ω，測量它不工作時的電阻應(yīng)(　　) A．等于484 Ω B．大于484 Ω C．小于484 Ω D．無法確定 　解析　C　燈泡正常發(fā)光時，溫度較高，因燈絲是金屬，故此時電阻較大，燈泡不工作時，燈絲溫度較低，故電阻較小，即一定小于484 Ω，故應(yīng)選C. 8.某廠研制的一種節(jié)能冰箱，一天的能耗只相當(dāng)于一個25瓦的燈泡一天工作的能耗，如圖所示為該冰箱內(nèi)的溫度隨時間變化的圖象，則該冰箱工作時的功率為(　　) A．25 W B．50 W C．75 W D．100 W 　解析　C　由冰箱內(nèi)的溫度隨時間變化的圖象可知，每小時冰箱要啟動兩次(20～30分鐘，50～60分鐘)，每次工作10 分鐘，共20分鐘，一天工作時間為8小時，則有P8＝2524 W，解得P＝75 W，C項正確． 二、非選擇題(共52分) 9．(8分)某電解池中，若2 s內(nèi)各有1.01019個2價正離子和2.01019個1價負(fù)離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是________A. 　解析　電荷的定向移動形成電流，若正、負(fù)電荷同時向相反方向定向移動時，通過某截面的電荷量就是兩者絕對值的和． 由題意可知，電流由正、負(fù)離子定向運(yùn)動形成，則在2 s內(nèi)通過截面的總電荷量應(yīng)為： q＝1.610－1921.01019 C＋1.610－1912.01019 C＝6.4 C. 由電流的定義式知I＝＝ A＝3.2 A. 【答案】　3.2 10．(12分)如圖所示，相距40 km的A、B兩地架設(shè)有兩條輸電線，電阻共為800 Ω.如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表示數(shù)為40 mA，求發(fā)生短路處距A有多遠(yuǎn)． 　解析　A與短路處的距離可以認(rèn)為等于A與短路處單根導(dǎo)線的長度．如果能夠求得A與短路處C單根導(dǎo)線的電阻，就可以由R＝ρ＝求出導(dǎo)線的長度，也就求出了短路處C到A端的距離． A、B間距離l＝40 km，導(dǎo)線總長為2l，總電阻R＝800 Ω.設(shè)A與短路處C的距離為x，導(dǎo)線總長為2x，總電阻為Rx，由歐姆定律有 Rx＝＝ Ω＝250 Ω. 由R＝ρ，Rx＝ρ. 得：x＝l＝40 km＝12.5 km. 即短路處距A端12.5 km. 【答案】　12.5 km 11．(14分) “氫火焰離子化監(jiān)測器”可以檢測出無機(jī)物氣體中極其微量的有機(jī)分子的含量，其裝 置如下圖所示，在氫火焰的作用下，有機(jī)物的分子電離為一價正離子和自由電子，而無機(jī)物的分子不會電離．設(shè)單位時間內(nèi)有n摩爾被檢測氣體進(jìn)入檢測器，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得電流表的示數(shù)逐漸變大，直到最大值I，求有機(jī)物分子與被檢測氣體分子的數(shù)目的比值K是多少？(阿伏加德羅常數(shù)為NA，電子的電荷量為e) 　解析　電流達(dá)到最大值I后，表明電離出來的電子全部到達(dá)了陽極，設(shè)經(jīng)過時間t到達(dá)極板的電荷量為q，則q＝It 被電離的有機(jī)物分子的數(shù)目N′＝＝ 則有機(jī)物分子占被測氣體分子的數(shù)目的比值為 K＝＝. 【答案】　 12．(18分)為保護(hù)自然環(huán)境，開發(fā)綠色能源，實(shí)現(xiàn)旅游與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展．某植物園的建筑屋頂裝有太陽能發(fā)電系統(tǒng)，用來滿足園內(nèi)用電需求．已知該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1.0105 W、輸出電壓為220 V．求： (1)按平均每天太陽照射6小時計，該發(fā)電系統(tǒng)一年(365天計)能輸出多少電能？ (2)該太陽能發(fā)電系統(tǒng)除了向10臺1 000 W的動力系統(tǒng)正常供電外，還可以同時供園內(nèi)多少盞額定功率為100 W，額定電壓為220 V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110 V，此時每盞額定功率為100 W、額定電壓為220 V的照明燈消耗的功率是其正常工作時的多少倍？ 　解析　(1)P＝1.0105 W＝100 kW　t＝3656 h W＝Pt＝2.19105 kWh(或E＝7.8841011 J) (2)因?yàn)镻＝101 kW＋n0.1 kW，所以n＝900(盞)． (3)設(shè)P1和U1分別為照明燈正常工作時的功率和電壓，P2和U2分別為供電系統(tǒng)發(fā)生故障后照明燈的實(shí)際功率和電壓． 由功率公式P＝得＝2， 得P2＝＝， 即為正常工作時的. 【答案】　(1)2.19105 kWh(或7.8841011 J) (2)900盞　(3) - 4 -