2017-2018学年高中物理 第2章 直流电路 第1节 欧姆定律练习 教科版选修3-1.doc

第1节欧姆定律1要在导体中形成电流必须具有以下两个条件：有_其中金属中的自由电荷是_，电解质溶液中的自由电荷是可自由运动的_导体内存在_自由电荷受电场力作用形成定向运动2电流的方向：规定_定向运动的方向为电流方向(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向运动方向_；在电解液中，电流方向与正离子定向运动方向_，与负离子定向运动方向_(2)恒定电流：_和_都不随时间改变的电流3设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向运动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为_；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为_；若导体中的电流为I，则电子定向运动的速率为_4对给定的导体，保持不变，对不同的导体，一般不同，比值反映了导体对电流的_作用，叫做_，用_表示导体的电阻取决于导体本身的性质，与导体两端的_和通过导体的_无关5导体中的电流跟导体两端的电压成_，跟导体的电阻成_，用公式表示为_，这个规律叫欧姆定律，其适用于金属导体导电和_导电6在直角坐标系中，纵坐标表示_，横坐标表示_，这样画出的IU图象叫导体的伏安特性曲线在温度没有显著变化时，金属导体的电阻几乎是_的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的_，具有这种伏安特性的电学元件叫做_元件欧姆定律对气态导体和半导体元件并不适用，在这种情况下电流与电压不成_，这类电学元件叫_元件，它们的伏安特性曲线不是_对电阻一定的导体，UI图和IU图两种图线都是过原点的_直线，但UI图象的斜率表示_对于电阻随温度变化的导体(半导体)，是过原点的曲线7下列说法中正确的是()A导体中只要电荷运动就形成电流B在国际单位制中，电流的单位是AC电流有方向，它是一个矢量D任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在8以下说法中正确的是()A只要有可以自由运动的电荷，就存在持续电流B金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的C单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D在金属导体内当自由电子定向运动时，它们的热运动就消失了9根据欧姆定律，下列说法中正确的是()A从关系式UIR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定B从关系式RU/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C从关系式IU/R可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D从关系式RU/I可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值10下面关于欧姆定律的说法中，正确的是()A欧姆定律普遍适用于各种导体的导电情况B导体中的电流强度与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关C对某一导体来说，导体中的电流强度与其两端的电压成正比D在相同电压的条件下，不同导体中的电流强度跟导体的电阻成反比【概念规律练】知识点一电流1关于电流的方向，下列描述正确的是()A规定正电荷定向运动的方向为电流的方向B规定自由电荷定向运动的方向为电流的方向C在金属导体中，自由电子定向运动的方向为电流的反方向D在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向运动的方向相反，故无电流2某电解池中，若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是()A0 B0.8 A C1.6 AD3.2 A知识点二欧姆定律3由欧姆定律I导出UIR和R，下列叙述中正确的是()A导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大4某电压表的量程是015 V，一导体两端电压为1.6 V时，通过的电流为2 mA.现在若给此导体通以20 mA电流，能否用这个电压表去测量导体两端的电压？知识点三导体的伏安特性曲线5.如图1所示的图象所对应的两个导体：图1(1)电阻关系R1R2为_；(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1U2为_；(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1I2为_6.某导体中的电流随其两端电压的变化，如图2所示，则下列说法中正确的是()图2A加5 V电压时，导体的电阻约是5 B加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 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，导体的电阻不断减小【方法技巧练】一、用等效法求解电流7半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是()A若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B若电荷量Q不变而使变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小8电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？二、欧姆定律的应用技巧9若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？三、小灯泡的伏安特性曲线的描绘方法10在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡的规格为“6 V3 W”，其他供选择的器材有：A电压表(量程6V，内阻20k)B电压表(量程20V，内阻60k)C电流表(量程3A，内阻0.2)D电流表(量程0.6A，内阻1)E滑动变阻器R1(01 000 ，0.5 A)F滑动变阻器R2(020 ，2 A)G学生电源E(68 V)H开关S及导线若干实验中要求电压表示数在06 V范围内变化，读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便绘出伏安特性曲线在上述器材中，电压表应选用_，电流表应选用_，变阻器应选用_，并画出实验原理图1关于电流的说法中正确的是()A根据Iq/t，可知I与q成正比B如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C电流有方向，电流是矢量D电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位2关于电流的方向，下列说法中正确的是()A电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板3关于电流，下列说法中正确的是()A通过导体截面的电荷量越多，电流越大B电子运动速率越大，电流越大C单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D因为电流有方向，所以电流是矢量4示波管中，2 s内有61013个电子通过截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为()A4.8106 AB31013 AC9.61016 AD无法确定5有甲、乙两导体，甲的电阻是乙的一半，而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍，则以下说法中正确的是()A甲、乙两导体中的电流相同B乙导体中的电流是甲导体的2倍C甲、乙两导体两端的电压相同D乙导体两端的电压是甲的2倍6.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过导体截面的电荷量q与通电时间t的图象如图3所示此图线的斜率(即tan )等于()图3AU BRC.D.7.如图4所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知，下列说法正确的是()图4A导体的电阻是25 B导体的电阻是0.04 C当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 AD当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V8.如图5是电阻R的IU图线，图中45，由此得出()图5A通过电阻的电流与两端电压成正比B电阻R0.5 C因IU图线的斜率表示电阻的倒数，故Rcot 1.0 D在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C题号12345678答案9.电路中有一段导体，给它加上3 V的电压时，通过它的电流为2 mA，可知这段导体的电阻为_ ；如果给它两端加2 V的电压，则通过它的电流为_ mA；如果在它两端不加电压，它的电阻为_ .10在某次闪电中，持续时间为0.5 s，所形成的平均电流为6.0104 A，若闪电过程中电荷以0.5 A的电流通过电灯，试求该次闪电产生的电流可供电灯照明时间为多少？11某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下表所示的几组U和I的数据：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在图6中画出IU图象(2)从图象上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是_(3)这表明小灯泡的电阻随温度的升高而_图612用图7中所给的实验器材测量一个“12 V5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A、0.6 A两挡，内阻可忽略，电压表有15 V、3 V两挡，内阻很大，对电路无影响测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0 V调到12 V.图7图8(1)按要求在实物图上连线(其中部分线路已经连好)(2)某次测量时电流表的指针位置如图8所示，其读数为_ A.答案部分第二章直流电路第1节欧姆定律课前预习练1自由电荷自由电子正负离子电场2正电荷(1)相反相同相反(2)方向强弱3nSvtenSvt4阻碍电阻R电压电流5正比反比I电解液6电流电压恒定倾斜直线线性正比非线性直线倾斜电阻7B自由电荷定向运动才形成电流，故选项A错误形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项D错误电流有方向，但它是标量，故选项C错误正确选项为B.8BC自由电子在电场力作用下才定向运动，定向运动时热运动也同时进行9CDUIR和I的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故A错，C对；可以利用R计算导体的电阻，但R与U和I无关故B错，D对正确选项为C、D.10BCD课堂探究练1AC规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，故A对，B错；金属导体中定向运动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C对；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向运动的方向相反，但有电流，电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值，D错点评(1) 导体内电荷的无规则运动与电荷的定向运动不是一回事，导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向运动，但电荷的无规则运动是不需要条件的(2)电流是描述电流强弱的物理量，它有方向，但是个标量2D电荷的定向运动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向运动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2s内通过某横截面的总电荷量应为q1.6101921.01019C1.6101912.01019C6.4C由电流的定义式知：IA3.2A点评电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，正电荷定向运动形成的电流与负电荷定向运动形成的电流是等效的，只不过负电荷定向运动形成的电流的方向与负电荷定向运动的方向相反而已3BCD导体的电阻是由导体自身的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关当R一定时，才有IU，故A错，B、C、D正确4不能解析已知：U11.6V，I12mA，所以R800.当导体通以电流I220mA时，加在导体两端的电压U2I2R20103800V16V.由计算可知，此时导体两端的电压超出电压表量程，所以不能用这个电压表测量导体两端的电压点评在应用欧姆定律解答实际的问题时，要特别注意公式中三个量I、U、R，这三个量具有“同一性”和“同时性”的特性5(1)31(2)31(3)13解析(1)因为在IU图象中，电阻等于斜率的倒数，即R，所以R12 R2，故R1R22()31.(2)由欧姆定律得U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，则U1U2R1R231.(3)由欧姆定律得I1，I2，由于U1U2，则I1I2R2R113.点评对IU图象或UI图象进行分析比较时，要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义如下图甲中，R2R1.6AD对某些导电器材，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在加5V电压时，值为5，所以此时电阻为5；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C项错误7AB截取圆环的任一横截面S，如下图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个横截面的电荷量为Q，则有I又T，所以I由上式可知，选项A、B正确8.解析等效电流为电子沿圆周持续运动时产生的每经一个周期，通过圆周某点的电荷量为e.电子运动的周期T2r/v，由Iq/t得Ie/Tve/(2r)方法点拨电荷的运动可以等效为电流，计算中可以选取一定时间(一般选一个周期)，此时间内通过截面的电荷量与时间的比值即为等效电流92.0A解析解法一由欧姆定律得：R，所以I01.0A又因为R所以I22I02.0A解法二由R得I01.0A又R，其中U22U0U0所以I2I0I22I02.0A解法三画出导体的IU图象，如右图所示，设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流为I0.当U时，II00.4A当U2U0时，电流为I2由图知所以I01.0A，I22I02.0A方法总结运用欧姆定律，应注意U、R和I三者是在同一段电路同一时刻的三个物理量由I可得：，因此在电阻不变的情况下可用比例式求解10V1A2R2电路图见解析图解析小灯泡为“6V3W”，额定电压为6V，额定电流为0.5A，即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5A，最大电压不超过6V在选择电压表和电流表时，本着安全、精确的原则，安全原则即量程要大于所测电流或电压值；精确原则是量程要尽量小，量程越小测量越精确故电流表应选A2，电压表应选V1.滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调节方便的原则，“安全”即流过滑动变阻器的最大电流(I)应小于允许通过的最大电流；“调节方便”即变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻本实验中小灯泡在正常工作时的电阻R灯12，故应选用R2.连接电路时，变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法实验原理图如图所示点评电学实验是历年来高考考查的热点之一，电学实验器材的选取，应本着安全、精确、调节方便的原则本题中讲述的选取方法很简便，且容易理解，同学们应注意领悟、掌握课后巩固练1D依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选项A是错误的虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B也是错误的电流是标量，故选项C也不对2AD在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板3C由I知q大，I不一定大，还要看t的大小，故A错由InqSv知，电子运动的速率v大，电流不一定大，电流还与n、S有关，另外电子无规则热运动速度很大，不能形成电流，故B错单位时间通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，C对电流虽有方向但不是矢量，因合成遵循代数法则，故D错4AIA4.8106A5B由电流的定义式I可知乙的电流是甲的两倍由I得UIR，可知乙两端的电压是甲两端电压的4倍，所以A、C、D错误6C在qt图上斜率表示电流I，而由欧姆定律知I，故选项C正确7ACD由图象可知，导体的电阻：R25，当电压U110V时，电流I1A0.4A，当电流I20.1A时，电压U2I2R0.125V2.5V8AD由于IU图线为一直线，所以A正确由于R所以R2，故B不对由于两坐标单位不同，不能用公式Rcot1.0来计算，故C不对当U6V时，I3A，每秒通过电阻横截面的电荷量由qIt可知是3.0C，故D对915001.331500解析由欧姆定律I得R1500导体的电阻不随所加的电压变化，并与是否通电无关，所以当U2V时，IA1.33103A1.33mA，在不加电压时，电阻仍为1500.106104s解析该次闪电过程中产生的电荷量为qI1t16.01040.5C3104C，若流过电灯，可供照明的时间t2s6104s11(1)IU图象见解析图(2)开始时不变，后来增大(3)增大解析在图中画出图象如图所示，曲线开始呈直线状说明开始电阻几乎不变，后来逐渐靠近U轴说明电阻增大12(1)如图所示(2)0.36或解析对于“12V5W”的小灯泡其额定电流大约是IA0.6A，电流表的量程应选0A0.6A，电压表的量程应选015V根据测量要求，电压连续地从0V调到12V应接成分压电路，而不应接成限流电路又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大对电路无影响，电流表内接或外接都可以