3.1导体的伏安特性曲线 同步练习（word版含答案）

3.1、导体的伏安特性曲线
一、选择题（共15题）
1．下列关于电源的说法中正确的是（　　）
A．电源电动势的大小，等于电源没有接入电路时电源两极间的电压的大小，所以当电源接入电路时，电动势大小将发生变化；
B．闭合电路中，并联在电源两端的电压表的示数就是电源电动势的值；
C．电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电势能的本领的大小的物理量；
D．在闭合电路中，电源的内电压就等于电源两端的电压。
2．今有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两端的电压之比为1∶2，则甲、乙两个电阻阻值的比值为(　　)
A．1∶2 B．1∶4 C．1∶3 D．1∶5
3．某闭合电路中，干电池电动势为1.5V，工作电流为1A，则( )
A．电源内电压为1.5V
B．电源路端电压为1.5V
C．电路中每秒非静电力做功1.5J
D．电路中有1.5J的化学能转变成电能
4．如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是（　　）
A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变
B．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B阻值不变
C．在两图线交点处，电阻A的斜率大于电阻B的斜率，所以电阻A的阻值大于电阻B
D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B
5．图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3V。以下说法正确的是（　　）
A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端
B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C．小灯泡正常工作时的电阻为15.0Ω
D．电流表的分压作用导致该实验有误差
6．电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此（　　）
A．电动势是一种非静电力
B．电动势越大，表明电源储存的电能越多
C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压
7．导出单位V（伏特）用国际单位制中的基本单位可表示为（　　）
A． B． C． D．
8．导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性。下图是、两个导体的伏安特性曲线，其中图线的斜率为，并且图线与横轴成角。关于这两个导体的伏安特性曲线的下列说法正确的是（　　）
A．导体的电阻值不随电压变化而变化，的电阻随电压的增大而增大
B．两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
C．导体为线性元件，且
D．导体是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
9．心脏除颤器是通过一个电容器放电时的脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使患者心脏恢复正常跳动的仪器。如图所示，心脏除颤器的电容器电容为12，充电后电容器电压为8.0kV。如果电容器在3.0ms时间内完成放电，下列说法正确的是（　　）
A．放电之后，电容器的电容为零
B．该电容器的击穿电压为8.0kV
C．放电之前，电容器存储的电荷量为96C
D．该次放电通过人体的平均电流为32A
10．长度为l、横截面积为S，单位体积内自由电子数为n的均匀导体，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子（-e）受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动。阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv（k为恒量）。电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中形成了恒定电流，则该导体的电阻是（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示为滑动变阻器示意图，下列说法中正确的是（　　）
①a和b串联接入电路中，P向右移动时电阻增大
②b和d串联接入电路中，P向右移动时电阻减小
③b和c串联接入电路中，P向右移动时电阻增大
④a和c串联接入电路中，P向右移动时电阻增大
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
12．在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性．下列关于电动势的说法正确的是
A．电动势是一种非静电力
B．电动势由电源中非静电力的特性决定
C．电动势越大的电源中，储存的电能越多
D．电动势的大小等于闭合电路中电源两端的电压
13．金属自由电子气理论认为金属中的自由电子好像气体分子一样，总是在不停地做无规则热运动，由于自由电子会与金属离子发生碰撞，其在金属中的运动轨迹是“曲折”的路线，当存在外加电场E时，自由电子在杂乱无章的热运动基础上会叠加一个沿电场力方向的定向移动，如图所示，大量自由电子沿同一方向的定向移动形成了宏观的电流，通常情况下，电流稳定时，自由电子定向移动的速率约为，自由电子热运动的速率约为，可以将金属导电问题简化为下述过程：自由电子每次与金属离子碰撞后，定向移动速率变为0；接着自由电子在电场力的作用下重新加速获得定向移动速度，直到再次与金属离子发生碰撞，根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大
B．相较于自由电子的热运动速率，定向移动速率对碰撞频率影响更大
C．E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流不变
D．E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流变小
14．有甲、乙两个电阻元件，它们的伏安特性曲线如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙串联时，加在乙上的电压较大
B．甲、乙并联时，通过甲的电流较大
C．甲、乙串联时，甲消耗的功率较大
D．甲、乙并联时，乙消耗的功率较大
15．如图是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是（　　）
A．该电池的容量为60A·h
B．该电池以6A的电流放电，可以工作10h
C．该电池以6A的电流放电，可以工作60h
D．该电池充完电可贮存的电荷量为60C
二、填空题
16．小电珠的伏安特性曲线如图所示（只画出了AB段），由图可知当小电珠两端电压由3V变为6V时，其灯丝电阻改变了________Ω．
17．若加在导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减小0.2A，如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流将变为_______.
18．北京正负电子对撞机的储存环是周长为的近似圆形轨道。当环中电子以光速的的速度顺时针流动而形成的电流是时，则环中电流方向为___________（填“顺时针”或“逆时针”）；环中运行的电子数目为___________个。
三、综合题
19．一个带正电的粒子仅在电场力的作用下，由静止开始从A点沿直线运动到B点，A、B两点相距L，粒子运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，图中曲线是以原点O为顶点的抛物线，曲线上M点的坐标为，，粒子的带电量为q。求：
(1)带电粒子运动到B点的速度大小；
(2)带电粒子从A点运动到B点的过程中等效电流的大小。
20．一根长为2m、横截面积为的铜棒，两端电势差为，铜棒的电阻为，铜内自由电子定向移动的速率为，电子的电荷量为。求：
(1)通过铜棒的电流（保留三位有效数字）；
(2)铜棒内的电场强度；
(3)铜内单位体积自由电子个数（保留两位有效数字，用科学计数法表示）。
21．家庭照明电路用的铜导线横截面积为S，开关和灯之间的单根导线长为L。当开关闭合后加在灯两端电压为U，灯的功率为P，已知铜的密度、铜的摩尔质量M、阿伏伽德罗常数、电子的电量e。假设每个铜原子贡献一个自由电子，求开关闭合后电子从开关定向移动到灯的时间是多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．电源电动势的大小是由电源本身决定的量，与是否接入电路无关；选项A错误；
B．闭合电路中，当电源不接入电路时，并联在电源两端的电压表的示数大小等于电源电动势的值，选项B错误；
C．电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电势能的本领的大小的物理量，选项C正确；
D．在闭合电路中，电源的外电压就等于电源两端的电压，即路端电压，选项D错误；
故选C。
2．B
【详解】
甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，根据公式，甲、乙两个电阻的电流之比为2：1，甲、乙两端的电压之比为1：2，根据欧姆定律公式，
两个电阻之比为
故应选：B．
3．C
【详解】
AB、设干电池电动势的内阻为，外电阻为，由闭合电路欧姆定律得，电源内电压为，电源路端电压为，由于内阻和外电阻未知，所以电源内电压和电源路端电压无法确定，故A、B错误；
CD、非电场力每秒做功为，电源把1.5J的化学能转变为电能，不是1s内将1.5J的化学能转变成电能，故C正确，D错误；
故选C．
4．A
【详解】
AB. 因U-I图像上各点到原点连线的斜率等于电阻，可知电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变，选项A正确，B错误；
CD. 在两图线交点处，电阻A与原点连线的斜率等于电阻B的斜率，所以电阻A的阻值等于电阻B，选项CD错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最左端，A错误；
B．随电压的增加，图线上各点与原点连线的斜率减小，则电阻增大，即表明小灯泡的电阻随温度的升高而增大，B错误；
C．小灯泡正常工作时电压为3V，电流为0.2A，则电阻为
C正确；
D．此电路采用安培表外接，则电压表的分流作用导致该实验有误差，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，故A错误；电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，故B错误C正确；电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，故D错误．
7．B
【详解】
根据
得
功的单位
则
故选B。
8．B
【详解】
AD．因为B元件的伏安特性曲线是弯曲的曲线，所以导体B是非线性元件，各点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，不是某点切线的斜率表示电阻的倒数，根据图象可知，各点与原点的连线的斜率逐渐增大，所以导体B的电阻随电流的增大而减小，故AD错误；
B．两线的交点处，U和I相等，此时电阻
也相等，故B正确；
C．因为A元件的伏安特性曲线是直线，所以A是线性元件，其斜率的倒数等于其电阻，但斜率不能用倾角的正切值求解，故C错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．电容器的电容与电量无关。所以放电后电容器的电容不变。A错误；
B．充电后电容器电压为8.0kV，击穿电压大于此值。B错误；
C．根据电容公式得
C错误；
D．该次放电通过人体的平均电流为
D正确。
故选D。
10．D
【详解】
根据题意知，电子受到电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中形成了恒定电流，即
又
由欧姆定律知
电流微观表达式
联立以上式子求得
故选D。
11．D
【详解】
将a和b连入电路时，当滑片P向右滑动时，不会改变电阻丝长度，电阻不变；故①错误；
将b和d连入电路时，连入路中的电阻丝是Pb部分．当滑片P向右滑动时，Pa电阻丝长度减小，电阻减小；故②正确；
将b和c连入电路时，连入路中的电阻丝是Pb部分．当滑片P向右滑动时，Pb电阻丝长度减小，电阻减小；故③错误；
将a和c连入电路时，连入电路中的电阻丝是aP部分，当滑片P向右滑动时，aP电阻丝长度变长，电阻变大，故④正确。
故选D。
12．B
【详解】
（1）电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，A错误；
（2）电动势由电源内部非静电力的特性决定，跟其体积、外电路无关，B正确；
（3）电动势是描述电源把其它形式的能量转换成电能本领的强弱的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，C错误；
（4）电动势等于闭合电路内、外电压之和，D错误．
故本题选B．
13．AD
【详解】
AB．自由电子热运动的速率约为，自由电子定向移动的速率约为，由于
则说明热运动更容易发生碰撞，即相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大，B错误，A正确；
CD．E恒定时，碰撞频率升高，则单位时间自由定向移动量减少，自由电子定向移动形成的电流变小，C错误，D正确。
故选AD。
14．AB
【详解】
根据欧姆定律
故图像斜率表示电阻的倒数，由图可知甲的阻值更小。
AC．甲、乙串联时，通过两元件的电流相等，根据
故加在乙上的电压较大，乙消耗的功率较大，故A正确，C错误；
BD．甲、乙并联时，加在两元件两端的电压相等，根据
则通过甲的电流更大，甲消耗的功率较大，故B正确，D错误。
故选AB。
15．AB
【详解】
ABC．从题图标识牌可知电池的容量为60A·h，即以6A的电流放电可工作10h，故A、B正确，C错误；
D．该电池充完电可贮存的电荷量
q=60×3600C=2.16×105C
故D错误。
故选AB。
16．10
【详解】
根据图示图象，由欧姆定律可知，小电珠电阻
电阻变化量
；
17．1.2A
【详解】
设是导体两端原来的电压为U，电流为I，则导体电阻，又由题意可知导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减小0.2A，则有，联立得，解得：，当电压变为2U时，．
18． 逆时针
【详解】
电流的方向是正电荷的定向移动方向，所以环中电流方向为逆时针方向；
电子运动一周的时间为
则电量为
环中运行的电子数目为
19．(1)；(2)
【详解】
(1)带电粒子运动的位移x随时间t变化的曲线是过原点O的抛物线，所以带电粒子做匀加速直线运动，该电场为匀强电场，则由图像得
根据速度与位移关系可知
解得
(2)由匀变速直线运动规律得
由电流的定义式得
解得
20．(1)22.8A；(2)；(3)个/m3
【详解】
(1)通过铜棒的电流
(2)根据得
(3)由电流的微观表达式知
21．
【详解】
设电子定向移动的速率为v
根据电功率
得电流
则有
得
时间
答案第1页，共2页