2017-2018學(xué)年高中物理 第2章 直流電路 第1節(jié) 歐姆定律練習(xí) 教科版選修3-1.doc

第1節(jié)歐姆定律1要在導(dǎo)體中形成電流必須具有以下兩個條件：有_其中金屬中的自由電荷是_，電解質(zhì)溶液中的自由電荷是可自由運動的_導(dǎo)體內(nèi)存在_自由電荷受電場力作用形成定向運動2電流的方向：規(guī)定_定向運動的方向為電流方向(1)在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷(電子)的定向運動方向_；在電解液中，電流方向與正離子定向運動方向_，與負(fù)離子定向運動方向_(2)恒定電流：_和_都不隨時間改變的電流3設(shè)金屬導(dǎo)體的橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子定向運動速度為v，那么在時間t內(nèi)通過某一橫截面積的自由電子數(shù)為_；若電子的電荷量為e，那么在時間t內(nèi)，通過某一橫截面積的電荷量為_；若導(dǎo)體中的電流為I，則電子定向運動的速率為_4對給定的導(dǎo)體，保持不變，對不同的導(dǎo)體，一般不同，比值反映了導(dǎo)體對電流的_作用，叫做_，用_表示導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與導(dǎo)體兩端的_和通過導(dǎo)體的_無關(guān)5導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成_，跟導(dǎo)體的電阻成_，用公式表示為_，這個規(guī)律叫歐姆定律，其適用于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電和_導(dǎo)電6在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示_，橫坐標(biāo)表示_，這樣畫出的IU圖象叫導(dǎo)體的伏安特性曲線在溫度沒有顯著變化時，金屬導(dǎo)體的電阻幾乎是_的，它的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點的_，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做_元件歐姆定律對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并不適用，在這種情況下電流與電壓不成_，這類電學(xué)元件叫_元件，它們的伏安特性曲線不是_對電阻一定的導(dǎo)體，UI圖和IU圖兩種圖線都是過原點的_直線，但UI圖象的斜率表示_對于電阻隨溫度變化的導(dǎo)體(半導(dǎo)體)，是過原點的曲線7下列說法中正確的是()A導(dǎo)體中只要電荷運動就形成電流B在國際單位制中，電流的單位是AC電流有方向，它是一個矢量D任何物體，只要其兩端電勢差不為零，就有電流存在8以下說法中正確的是()A只要有可以自由運動的電荷，就存在持續(xù)電流B金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場力作用下形成的C單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大D在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向運動時，它們的熱運動就消失了9根據(jù)歐姆定律，下列說法中正確的是()A從關(guān)系式UIR可知，導(dǎo)體兩端的電壓U由通過它的電流I和它的電阻R共同決定B從關(guān)系式RU/I可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比C從關(guān)系式IU/R可知，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比D從關(guān)系式RU/I可知，對一個確定的導(dǎo)體來說，所加的電壓跟通過導(dǎo)體的電流的比值是一定值10下面關(guān)于歐姆定律的說法中，正確的是()A歐姆定律普遍適用于各種導(dǎo)體的導(dǎo)電情況B導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)，也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)C對某一導(dǎo)體來說，導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度與其兩端的電壓成正比D在相同電壓的條件下，不同導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度跟導(dǎo)體的電阻成反比【概念規(guī)律練】知識點一電流1關(guān)于電流的方向，下列描述正確的是()A規(guī)定正電荷定向運動的方向為電流的方向B規(guī)定自由電荷定向運動的方向為電流的方向C在金屬導(dǎo)體中，自由電子定向運動的方向為電流的反方向D在電解液中，由于正、負(fù)離子的電荷量相等，定向運動的方向相反，故無電流2某電解池中，若在2 s內(nèi)各有1.01019個二價正離子和2.01019個一價負(fù)離子通過某橫截面，那么通過這個截面的電流是()A0 B0.8 A C1.6 AD3.2 A知識點二歐姆定律3由歐姆定律I導(dǎo)出UIR和R，下列敘述中正確的是()A導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比B導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流的大小無關(guān)C對確定的導(dǎo)體，其兩端電壓和流過它的電流的比值就是它的電阻值D一定的電流流過導(dǎo)體，電阻越大，其電壓降越大4某電壓表的量程是015 V，一導(dǎo)體兩端電壓為1.6 V時，通過的電流為2 mA.現(xiàn)在若給此導(dǎo)體通以20 mA電流，能否用這個電壓表去測量導(dǎo)體兩端的電壓？知識點三導(dǎo)體的伏安特性曲線5.如圖1所示的圖象所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體：圖1(1)電阻關(guān)系R1R2為_；(2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1U2為_；(3)若兩個導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時，電流之比I1I2為_6.某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化，如圖2所示，則下列說法中正確的是()圖2A加5 V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是5 B加11 V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是1.4 C由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小【方法技巧練】一、用等效法求解電流7半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流判斷正確的是()A若不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B若電荷量Q不變而使變?yōu)樵瓉淼?倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變大D若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變小8電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動，用e表示電子的電荷量，則其等效電流為多大？二、歐姆定律的應(yīng)用技巧9若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時，導(dǎo)體中的電流減小了0.4 A如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則導(dǎo)體中的電流多大？三、小燈泡的伏安特性曲線的描繪方法10在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡的規(guī)格為“6 V3 W”，其他供選擇的器材有：A電壓表(量程6V，內(nèi)阻20k)B電壓表(量程20V，內(nèi)阻60k)C電流表(量程3A，內(nèi)阻0.2)D電流表(量程0.6A，內(nèi)阻1)E滑動變阻器R1(01 000 ，0.5 A)F滑動變阻器R2(020 ，2 A)G學(xué)生電源E(68 V)H開關(guān)S及導(dǎo)線若干實驗中要求電壓表示數(shù)在06 V范圍內(nèi)變化，讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I，以便繪出伏安特性曲線在上述器材中，電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_，變阻器應(yīng)選用_，并畫出實驗原理圖1關(guān)于電流的說法中正確的是()A根據(jù)Iq/t，可知I與q成正比B如果在任何相等的時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量相等，則導(dǎo)體中的電流是恒定電流C電流有方向，電流是矢量D電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位2關(guān)于電流的方向，下列說法中正確的是()A電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端B電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端C電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同D電容器充電時，電流從負(fù)極板流出，流入正極板3關(guān)于電流，下列說法中正確的是()A通過導(dǎo)體截面的電荷量越多，電流越大B電子運動速率越大，電流越大C單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大D因為電流有方向，所以電流是矢量4示波管中，2 s內(nèi)有61013個電子通過截面大小不知的電子槍，則示波管中電流大小為()A4.8106 AB31013 AC9.61016 AD無法確定5有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的電阻是乙的一半，而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體乙橫截面的電荷量是甲的兩倍，則以下說法中正確的是()A甲、乙兩導(dǎo)體中的電流相同B乙導(dǎo)體中的電流是甲導(dǎo)體的2倍C甲、乙兩導(dǎo)體兩端的電壓相同D乙導(dǎo)體兩端的電壓是甲的2倍6.一個阻值為R的電阻兩端加上電壓U后，通過導(dǎo)體截面的電荷量q與通電時間t的圖象如圖3所示此圖線的斜率(即tan )等于()圖3AU BRC.D.7.如圖4所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖可知，下列說法正確的是()圖4A導(dǎo)體的電阻是25 B導(dǎo)體的電阻是0.04 C當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10 V時，通過導(dǎo)體的電流是0.4 AD當(dāng)通過導(dǎo)體的電流是0.1 A時，導(dǎo)體兩端的電壓是2.5 V8.如圖5是電阻R的IU圖線，圖中45，由此得出()圖5A通過電阻的電流與兩端電壓成正比B電阻R0.5 C因IU圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故Rcot 1.0 D在R兩端加6.0 V電壓時，每秒通過電阻橫截面的電荷量是3.0 C題號12345678答案9.電路中有一段導(dǎo)體，給它加上3 V的電壓時，通過它的電流為2 mA，可知這段導(dǎo)體的電阻為_ ；如果給它兩端加2 V的電壓，則通過它的電流為_ mA；如果在它兩端不加電壓，它的電阻為_ .10在某次閃電中，持續(xù)時間為0.5 s，所形成的平均電流為6.0104 A，若閃電過程中電荷以0.5 A的電流通過電燈，試求該次閃電產(chǎn)生的電流可供電燈照明時間為多少？11某同學(xué)在做測定小燈泡功率的實驗中得到如下表所示的幾組U和I的數(shù)據(jù)：編號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在圖6中畫出IU圖象(2)從圖象上可以看出，當(dāng)功率逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是_(3)這表明小燈泡的電阻隨溫度的升高而_圖612用圖7中所給的實驗器材測量一個“12 V5 W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3 A、0.6 A兩擋，內(nèi)阻可忽略，電壓表有15 V、3 V兩擋，內(nèi)阻很大，對電路無影響測量時要求加在燈泡兩端的電壓可持續(xù)地從0 V調(diào)到12 V.圖7圖8(1)按要求在實物圖上連線(其中部分線路已經(jīng)連好)(2)某次測量時電流表的指針位置如圖8所示，其讀數(shù)為_ A.答案部分第二章直流電路第1節(jié)歐姆定律課前預(yù)習(xí)練1自由電荷自由電子正負(fù)離子電場2正電荷(1)相反相同相反(2)方向強(qiáng)弱3nSvtenSvt4阻礙電阻R電壓電流5正比反比I電解液6電流電壓恒定傾斜直線線性正比非線性直線傾斜電阻7B自由電荷定向運動才形成電流，故選項A錯誤形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有一定的電勢差，且必須是導(dǎo)體，故選項D錯誤電流有方向，但它是標(biāo)量，故選項C錯誤正確選項為B.8BC自由電子在電場力作用下才定向運動，定向運動時熱運動也同時進(jìn)行9CDUIR和I的意義不同，可以說I由U和R共同決定，但不能說U由I和R共同決定，因為電流產(chǎn)生的條件是導(dǎo)體兩端存在電勢差，故A錯，C對；可以利用R計算導(dǎo)體的電阻，但R與U和I無關(guān)故B錯，D對正確選項為C、D.10BCD課堂探究練1AC規(guī)定正電荷定向運動的方向為電流的方向，故A對，B錯；金屬導(dǎo)體中定向運動的是自由電子，電子帶負(fù)電，故電子運動的方向與電流的方向相反，C對；在電解液中，正、負(fù)離子的電荷量相等，定向運動的方向相反，但有電流，電流的大小等于正、負(fù)離子電荷量的絕對值之和與時間的比值，D錯點評(1) 導(dǎo)體內(nèi)電荷的無規(guī)則運動與電荷的定向運動不是一回事，導(dǎo)體兩端存在電勢差時，導(dǎo)體內(nèi)的電荷才會定向運動，但電荷的無規(guī)則運動是不需要條件的(2)電流是描述電流強(qiáng)弱的物理量，它有方向，但是個標(biāo)量2D電荷的定向運動形成電流，但正、負(fù)電荷同時向相反方向定向運動時，通過某截面的電荷量應(yīng)是兩者絕對值的和故由題意可知，電流由正、負(fù)離子定向運動形成，則在2s內(nèi)通過某橫截面的總電荷量應(yīng)為q1.6101921.01019C1.6101912.01019C6.4C由電流的定義式知：IA3.2A點評電流的大小等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，正電荷定向運動形成的電流與負(fù)電荷定向運動形成的電流是等效的，只不過負(fù)電荷定向運動形成的電流的方向與負(fù)電荷定向運動的方向相反而已3BCD導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體自身的性質(zhì)決定的，與所加的電壓和通過的電流無關(guān)當(dāng)R一定時，才有IU，故A錯，B、C、D正確4不能解析已知：U11.6V，I12mA，所以R800.當(dāng)導(dǎo)體通以電流I220mA時，加在導(dǎo)體兩端的電壓U2I2R20103800V16V.由計算可知，此時導(dǎo)體兩端的電壓超出電壓表量程，所以不能用這個電壓表測量導(dǎo)體兩端的電壓點評在應(yīng)用歐姆定律解答實際的問題時，要特別注意公式中三個量I、U、R，這三個量具有“同一性”和“同時性”的特性5(1)31(2)31(3)13解析(1)因為在IU圖象中，電阻等于斜率的倒數(shù)，即R，所以R12 R2，故R1R22()31.(2)由歐姆定律得U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，則U1U2R1R231.(3)由歐姆定律得I1，I2，由于U1U2，則I1I2R2R113.點評對IU圖象或UI圖象進(jìn)行分析比較時，要先仔細(xì)辨認(rèn)縱軸與橫軸各代表什么，以及由此對應(yīng)的圖象上任意一點與坐標(biāo)原點連線的斜率的具體意義如下圖甲中，R2<R1；而在圖乙中R2>R1.6AD對某些導(dǎo)電器材，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點的值仍表示該點所對應(yīng)的電阻值本題中給出的導(dǎo)體在加5V電壓時，值為5，所以此時電阻為5；當(dāng)電壓增大時，值增大，即電阻增大，綜合判斷可知B、C項錯誤7AB截取圓環(huán)的任一橫截面S，如下圖所示，在橡膠圓環(huán)運動一周的時間T內(nèi)，通過這個橫截面的電荷量為Q，則有I又T，所以I由上式可知，選項A、B正確8.解析等效電流為電子沿圓周持續(xù)運動時產(chǎn)生的每經(jīng)一個周期，通過圓周某點的電荷量為e.電子運動的周期T2r/v，由Iq/t得Ie/Tve/(2r)方法點撥電荷的運動可以等效為電流，計算中可以選取一定時間(一般選一個周期)，此時間內(nèi)通過截面的電荷量與時間的比值即為等效電流92.0A解析解法一由歐姆定律得：R，所以I01.0A又因為R所以I22I02.0A解法二由R得I01.0A又R，其中U22U0U0所以I2I0I22I02.0A解法三畫出導(dǎo)體的IU圖象，如右圖所示，設(shè)原來導(dǎo)體兩端的電壓為U0時，導(dǎo)體中的電流為I0.當(dāng)U時，II00.4A當(dāng)U2U0時，電流為I2由圖知所以I01.0A，I22I02.0A方法總結(jié)運用歐姆定律，應(yīng)注意U、R和I三者是在同一段電路同一時刻的三個物理量由I可得：，因此在電阻不變的情況下可用比例式求解10V1A2R2電路圖見解析圖解析小燈泡為“6V3W”，額定電壓為6V，額定電流為0.5A，即允許通過小燈泡的電流最大不超過0.5A，最大電壓不超過6V在選擇電壓表和電流表時，本著安全、精確的原則，安全原則即量程要大于所測電流或電壓值；精確原則是量程要盡量小，量程越小測量越精確故電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V1.滑動變阻器選取時要本著安全、夠用、調(diào)節(jié)方便的原則，“安全”即流過滑動變阻器的最大電流(I)應(yīng)小于允許通過的最大電流；“調(diào)節(jié)方便”即變阻器的總電阻應(yīng)接近小燈泡的電阻本實驗中小燈泡在正常工作時的電阻R燈12，故應(yīng)選用R2.連接電路時，變阻器采用分壓式接法；電流表采用外接法實驗原理圖如圖所示點評電學(xué)實驗是歷年來高考考查的熱點之一，電學(xué)實驗器材的選取，應(yīng)本著安全、精確、調(diào)節(jié)方便的原則本題中講述的選取方法很簡便，且容易理解，同學(xué)們應(yīng)注意領(lǐng)悟、掌握課后鞏固練1D依據(jù)電流的定義式可知，電流與q、t皆無關(guān)，顯然選項A是錯誤的雖然電流是標(biāo)量，但是卻有方向，因此在任何相等的時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量雖然相等，但如果方向變化，電流也不是恒定電流，所以，選項B也是錯誤的電流是標(biāo)量，故選項C也不對2AD在電源的外部電路中，電流從正極流向負(fù)極，在電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，電源正極電勢高于負(fù)極電勢，所以A正確，B錯誤電子帶負(fù)電，電子運動形成的電流方向與電子運動的方向相反，C錯誤電容器充電時，電子流入負(fù)極板，所以電流從負(fù)極板流出，流入正極板3C由I知q大，I不一定大，還要看t的大小，故A錯由InqSv知，電子運動的速率v大，電流不一定大，電流還與n、S有關(guān)，另外電子無規(guī)則熱運動速度很大，不能形成電流，故B錯單位時間通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，電流越大，C對電流雖有方向但不是矢量，因合成遵循代數(shù)法則，故D錯4AIA4.8106A5B由電流的定義式I可知乙的電流是甲的兩倍由I得UIR，可知乙兩端的電壓是甲兩端電壓的4倍，所以A、C、D錯誤6C在qt圖上斜率表示電流I，而由歐姆定律知I，故選項C正確7ACD由圖象可知，導(dǎo)體的電阻：R25，當(dāng)電壓U110V時，電流I1A0.4A，當(dāng)電流I20.1A時，電壓U2I2R0.125V2.5V8AD由于IU圖線為一直線，所以A正確由于R所以R2，故B不對由于兩坐標(biāo)單位不同，不能用公式Rcot1.0來計算，故C不對當(dāng)U6V時，I3A，每秒通過電阻橫截面的電荷量由qIt可知是3.0C，故D對915001.331500解析由歐姆定律I得R1500導(dǎo)體的電阻不隨所加的電壓變化，并與是否通電無關(guān)，所以當(dāng)U2V時，IA1.33103A1.33mA，在不加電壓時，電阻仍為1500.106104s解析該次閃電過程中產(chǎn)生的電荷量為qI1t16.01040.5C3104C，若流過電燈，可供照明的時間t2s6104s11(1)IU圖象見解析圖(2)開始時不變，后來增大(3)增大解析在圖中畫出圖象如圖所示，曲線開始呈直線狀說明開始電阻幾乎不變，后來逐漸靠近U軸說明電阻增大12(1)如圖所示(2)0.36或解析對于“12V5W”的小燈泡其額定電流大約是IA<0.6A，電流表的量程應(yīng)選0A0.6A，電壓表的量程應(yīng)選015V根據(jù)測量要求，電壓連續(xù)地從0V調(diào)到12V應(yīng)接成分壓電路，而不應(yīng)接成限流電路又因為電流表內(nèi)阻可忽略，電壓表內(nèi)阻很大對電路無影響，電流表內(nèi)接或外接都可以