3.1导体的伏安特性曲线 自主提升过关练（word解析版）

3.1导体的伏安特性曲线 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ ）
A． B． C． D．
2．某金属导体两端所加电压为8V时，10s内通过某一横截面的电荷量为0.16C，若导体两端电压为10V，不考虑温度对导体电阻的影响。则（　　）
A．导体的电阻为800Ω B．导体的电阻为1000Ω
C．通过导体的电流为0.02A D．通过导体的电流为0.06A
3．有一电解池，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某一横截面，则通过这个截面的电流是（　　）
A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A
4．某同学设计了一种利用放射性元素衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空，球心处的放射性物质的原子核发生衰变，向四周均匀发射电子，电子的电荷量为e。已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S，其直径对球心的张角为弧度，则通过S的电流大小约为（　　）
A． B． C． D．
5．某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机（　　）
A．电池的电动势为
B．电池能提供的电能为
C．待机电流约
D．电池充满电后以的电流工作时，可连续工作
6．下列器材中，属于电源的是（　　）
A．验电器 B．电动机 C．干电池 D．电阻箱
7．在示波管中，电子枪2s内发射了个电子，则示波管中电流的大小为（ ）
A． B． C． D．
8．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U I坐标系中的描点如图，分别用Ra、Rb、Rc、Rd代表电阻的阻值，则(　　)
A．Ra>Rd B．Rd>Ra
C．Rc>Rb D．Rb>Rc
9．2021年11月22日，我国首台具有完整自主知识产权的雪蜡车近日在新疆温泉县首次投入使用。下列是雪蜡车在工作过程中涉及的一些物理量，其中是矢量的（　　）
A．位移 B．转速 C．速率 D．电流
10．在氢原子模型中，电子绕核的运动可视为一个环型电流。设氢原子中电子以速率v沿半径为r的圆形轨道上运动，电子的电量为e，则其等效电流的电流强度等于（　　）
A． B． C． D．
11．下列有关电动势的说法正确的是（　　）
A．电动势是一种非静电力
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势的大小由电源本身性质决定
D．非静电力做功越多，电源的电动势就越大
12．某实验小组为了精确描绘小灯泡（额定电压2.5V，额定功率1W）的伏安特性曲线，实验时，要求小灯泡两端电压从0开始，并逐渐增大到其额定电压。实验器材有：电流表（0~0.6A，内阻约为0.5Ω）、电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）、两节干电池、开关、合适的滑动变阻器和导线若干。该小组应选择的实验电路图为（　　）
A． B．
C． D．
13．学习物理知识的过程中会遇到很多物理思想或方法，若能体悟将受益终生。下列说法正确的是（　　）
A．瞬时速度的定义与电阻的定义，有相同的物理思想
B．理解刹车运动中速度减少而位移增大，要用到积累的思想
C．研究牛顿第一定律时运用的方法与用玻璃罩探究真空不能传声的推理方法是相同的
D．无论是体温计、弹簧秤，还是测温枪、电子拉力计，这些测量工具都用到了转换法
14．一组铅蓄电池的电动势为4.0V，内阻不为零，以下说法中正确的是（　　）
A．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大
B．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把4.0J的化学能转化为电能
C．该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强
D．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部静电力做功为4.0J
15．小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示，图（b）中电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的功率可能为（　　）
A．0.05W B．0.50W C．1.05W D．2.50W
二、解答题
16．已知电子质量为，带电荷量为，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流。（静电力常量）
17．原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设氢原子的电子在半径为的圆轨道上绕核运动，电子的质量为，电荷量为，静电力常量为，试求等效电流的大小。
参考答案
1．C
【详解】
设在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目为N，根据电流的定义式可得
解得
故选C。
2．C
【详解】
AB．电压为8V时，10s内通过的电荷量为0.16C，电流为
电阻为
AB错误；
CD．若导体两端电压为10V，电流为
C正确，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
通过截面的电荷量
通过截面的电流
故选D。
4．A
【详解】
单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，则t时间内从放射性物质射出的电荷量
结合几何关系可知在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S上的电荷量为
根据电流的定义有
故选A。
5．C
【详解】
A．4.35V为充电的电压，不是该电池的电动势，A错误；
B．为电量的的单位，所以表示该电池提供的电量，B错误；
C．由公式
代入数据可得
C正确；
D．由
代入数据，可得
D错误。
故选C。
6．C
【详解】
验电器、电动机和电阻箱都不是电源，干电池是电源。
故选C。
7．A
【详解】
电子枪发射的电荷量
所以示波管中的电流大小为
故选A。
8．A
【详解】
U-I图像上点与坐标原点连线的斜率表示电阻的阻值，如图所示，可知
故A正确，BCD错误。
故选A。
9．A
【详解】
A．位移既有大小，又有方向，是矢量。故A正确；
B．转速只有大小，没有方向，是标量。故B错误；
C．速率只有大小，没有方向，是标量。故C错误；
D．电流虽然既有大小，又有方向，但不遵循矢量合成法则，所以属于标量。故D错误。
故选A。
10．A
【详解】
设电子转动周期为T，由圆周运动基本公式可得
由电流定义式可得
联立解得
故选A。
11．C
【详解】
A. 电动势不是非静电力，电动势的单位是V，非静电力的单位是N，A错误；
B. 电动势不是电源两极间的电压，电动势的大小不随着外电路变化，两极间的电压随着外电路变化，B错误；
C. 电动势的大小由电源本身性质决定，与外电路无关，C正确；
D.电源的电动势的大小与非静电力移动单位正电荷从负极到正极有关，做功越多越大，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
电压表的内阻远大于小灯泡的电阻，则应采用电流表外接；要求小灯泡两端电压从0开始，并逐渐增大到其额定电压，则滑动变阻器要用分压电路。
故选C。
13．BCD
【详解】
A．瞬时速度的定义运用到了极限法，电阻的定义运用到了比值定义法，A错误；
B．刹车运动中，因为时间的积累，速度不断减小而位移不断增大，B正确；
C．二者都运用的是实验加推论的方法，C正确；
D．转换法是指通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、物理状态、思维角度、时间角度等达到化繁为简，化难为易，间接获取问题解决的一种解题方法，体温计、弹簧秤，还是测温枪、电子拉力计，这些测量工具都用到了转换法，D正确。
故选BCD。
14．BC
【详解】
A．同一种电池的电动势与体积无关，A错误；
B．电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，由
可知，电路中每通过1C的电量时，电池将4.0J的化学能转化为电能，B正确；
C．电动势反应电源将其他形式的能转化为电能的本领；故铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强，C正确；
D．电路中每通过1C的电量，电池内部非静电力做功为
D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
当R=9Ω，等效电源（E=4V，r=10Ω）的U-I图像与小灯泡的伏安特性曲线交点为（1，75V，225mA）
Pmin=0.39W
当R=0，电源（E=4V，r=1.00Ω）的U-I图像与小灯泡的伏安特性曲线交点为（3.67V，320mA）
Pmax=1.17W
故选BC。
16．，，，
【详解】
由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核与电子间的库仑引力来提供，根据库仑力提供向心力，即有
得
根据公式可得，其动能为
根据公式，可得运动周期为
电子绕核运动形成的等效电流
17．
【详解】
电子圆周运动周期为
由牛顿第二定律可得
根据电流定义可得