粤教版必修第三册第3章第一节导体的伏安特性曲线（word版含答案）

2019粤教版必修第三册 第3章 第一节 导体的伏安特性曲线
一、解答题
1．如图所示曲线a为某种非线性电阻的伏安特性曲线，直线b为某种电池两端电压随电流变化曲线。现将这种电阻连接到该电池两端，求：
（1）电池的内阻r多大；
（2）该电阻消耗的电功率P多大；
（3）若将两个这种电阻串联后接在该电池两端，估算这两个电阻消耗的总功率。
2．一研究小组通过实验画额定电压为3 V的小灯泡的伏安特性曲线，实验时，要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大，该小组应选用如图所示电路中哪个电路进行实验？为什么？
3．一盏功率为200W的白炽灯泡在300s内有Q=3.0×102C的电荷通过灯丝，求（1）通过灯丝的电流I
（2）灯丝的电阻R；
4．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平面直角坐标系中描点，得到了图中、、、四个点。请比较这四个电阻的大小。
5．试根据下面空调机铭牌（见下表）上的项目计算
(1)空调机在制冷/制热时的功率为多少；
(2)若该空调机无间断地工作一天，且当地实行分时计费，晚上10点到早上6点为0.30元/度，白天是0.61元/度，则该空调一天内的电费为多少元。
6．有一个电阻器，测得其电流和电压的值如下表：
I(A) 0.5 1.0 2.0 4.0
U(V) 2.18 4.36 8.72 17.44
画出该电阻器的I—U图线，此电阻器是否为线性元件？若是，求其电阻是多大？
7．电源与电阻R组成串联电路，路端电压U随电流的变化图线及电阻R的U－I图线如图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
(3)电源的输出功率．
8．如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98 550 kW·h的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W。求：
（1）按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
（2）假若输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？
9．图甲为某元件R的U－I特性曲线，把它连接在图乙所示电路中．已知电源电动势E＝5 V，内阻r＝1.0 Ω，定值电阻R0＝4 Ω.闭合开关S后，求：
(1)该元件的电功率；
(2)电源的输出功率．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）5.0Ω；（2）6.4W；（3）4.2W
【解析】
【详解】
（1）电池图线的斜率为电池的内阻r，图像纵轴起始值为2V
则
（2）该电阻连接到电池两端后，电阻两端的电压，通过电流，
则该电阻消耗的电功率为
（3）两个这种电阻串联接在电池两端，设每个电阻工作电流和电压分别为I和UR，根据闭合电路欧姆定律
2UR=E-Ir
得
即每个电阻相当于单独由一个电动势为6V，内阻为2.5Ω的电池供电，在原图中作出E=6V，r=2.5Ω电源的U-I图像，如图线c
与电阻a图线交点坐标约是（0.43A，4.9V），则每个电阻的功率
两个电阻的总电功率
2．b，实验要求电压能从零开始变化
【解析】
【详解】
该小组应选b图，因为实验要求电压能从零开始变化，故只有分压接法才可实现
3．（1）1A（2）200Ω
【解析】
【详解】
（1）据I=Q/t=1A 4分
（2）灯泡两端的电压为U=P/I=200V
灯丝的电阻R=U/I=200Ω
考点：考查了欧姆定律，电流宏观表达式
【名师点睛】本题的关键是理解电流的宏观表达式以及欧姆定律
4．
【解析】
【详解】
根据欧姆定律变形可得U=IR，可知U－I图象的斜率表示电阻，所以过ABCD各点作过原点的直线，如图所示
从图中可以看出，四个电阻大小关系为
5．(1)1364W；(2)16.59
【解析】
【分析】
【详解】
（1）空调机在制冷/制热时的功率为
（2）该空调机无间断地工作一天，电费为
（元）
6．如图所示：
是线性元件　4.36 Ω
【解析】
【详解】
以I为纵轴，U为横轴建立直角坐标系，适当选取坐标值，根据给出的4组I、U值描点，如下图所示．
通过I—U图线为直线可知，此电阻器是线性元件，该电阻器的电阻：．
点睛：本题关键是明确线性元件还是非线性元件的区别，作出I-U图象即可．
7．（1）4V，1Ω （2）3V（3）3W
【解析】
【详解】
试题分析：由电源的路端电压与电流的关系图象可知，图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率．
（1）根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E
由图读出电源的电动势为：E=4V
内阻等于图线的斜率大小，则内阻为：
（2）两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态
由图读出电压U=3V，则电源的路端电压为3V
（3）交点的电流I=1A，则电源的输出功率为：
【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义．
8．（1）2.19×105 kW·h或7.884×1011 J；（2）1∶16，173∶10
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）该发电系统一年能输出的电能，由P＝1.0×105 W，t＝365×6 h
E＝Pt＝2.19×105 kW·h＝7.884×1011 J
（2）依题意作出如图输电示意图，升压变压器原线圈中的电流
I1＝＝ A＝400 A
当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则
R线＝5%×P
所以
I2＝＝ A＝25 A
升压变压器T1的匝数比为
＝＝＝
降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总，用户获得的总功率为
P用＝P－5%×P＝95%×P
又
P用＝U4I总＝U4I4
所以
I4＝＝ A＝431.8 A
其原线圈中电流I3＝I2＝25 A
降压变压器的匝数比为
＝＝＝
9．(1)1.2 W　(2)1.84 W
【解析】
【详解】
设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得：
U＝E－I(R0＋r)，
代入数据得
U＝5－5I
在U－I图象中画出U＝E′－Ir′＝5－5I图线，如图所示，两图线交点坐标为(0.4 A，3.0 V)．
(1)该元件的电功率
PR＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W.
(2)电源的输出功率
P＝PR0＋PR＝I2R0＋PR＝0.42×4 W＋1.2 W＝1.84 W.
答案第1页，共2页
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