必修三3.1导体的伏安特性曲线(word版含答案)

必修三 3.1 导体的伏安特性曲线
一、单选题
1．随着环境污染越来越严重，国家开始大力推动新能源汽车的发展。镍氢电池具有高容量、大功率、无污染、安全性高等特点，目前被广泛应用在混合动力汽车中。若一节镍氢电池的容量为，则一节镍氢电池放电时能输出的总电荷量为（　　）
A．55C B．1320C C．3300C D．
2．中科院大连化物所开发出了一种基于“微电极-电解质一体化薄膜”新概念的无基底、无固定形状的微型超级电容器。该器件具有超薄器件厚度（37μm）、超柔性、高面积容量（40.8mF/cm2）和高度集成度。将它的面积容量40.8mF/cm2用国际单位制中的基本单位表示，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．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
4．匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为，静电力常量为k，则对应物理量的单位是（　　）
A．欧姆 B．伏特 C．瓦特 D．安培
5．某灯泡的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
B．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
C．小灯泡是非线性电阻，所以不能计算出其在某状态下的电阻
D．当小灯泡两端的电压为0.5 V时，它的电阻约为
6．干电池的电动势为1.5V，下列说法正确的是（　　）
A．用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压就是该电池的电动势
B．外电路闭合时，在1s内有1.5J的其他能转化为电能
C．外电路闭合时，在1s内有1.5C的电荷量通过该电池
D．外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池提供1.5J的电能
7．下列说法正确的是（　　）
A．简谐运动的回复力可以是恒力
B．将单摆由沈阳移至潮州，单摆周期变小
C．由R＝可知，电阻与电压成正比
D．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率
8．小明同学家里购买了一款扫地机器人，如图所示，小明同学仔细检查了这款扫地机器人，发现铭牌上标有如下表所示数据，则该扫地机器人（　　）
主机基本参数
产品尺寸 280mm×280mm×75mm
电池 2250mA·h锂电池
质量 0.65kg
无线连接 WiFi智能快述
工作额定电压 8V
工作额定功率 14.4W
A．额定工作电流为1.6A
B．电池充满电后储存的总电荷量为8000C
C．若当剩余电量减少为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后正常工作的时间为1.5h
D．以额定电流工作时每分钟消耗电能为864J
9．三个电阻的阻值之比为R1:R2:R3=1:2:3，将这三个电阻并联后接在电源两端，则通过这三条支路的电流I1:I2:I3之比为（　　）
A．1：2：3 B．3：2：1 C．2:3:6 D．6:3:2
10．一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I。已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（　　）
A． B． C． D．
11．如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　）
A．正电荷通过该电池的过程中，有的化学能转化为电能
B．该电池在单位时间内有的化学能转化为电能
C．电池短路时，该电池输出的电流为
D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为
12．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　）
A．对应于B点的电阻为12Ω
B．对应于B点的电阻为4Ω
C．工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了10Ω
D．工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了1Ω
13．三个阻值相等的电阻、、接入如图所示电路。设各电阻两端的电压分别为、、，通过各电阻的电流分别为、、，则（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
14．a、b、c、d四个电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．a、b两个电阻阻值恒定，
B．c、d两个电阻阻值变化，且变大
C．若b电阻图线与U轴夹角为，则
D．若c、d图线交点的切线与U轴夹角为，则
15．某物理实验操作社团成员测得一只小灯泡的伏安特性曲线如图所示，小组讨论时，你认为正确的说法是（　　）
A．甲同学认为图线斜率减小，所以灯泡电阻在减小
B．乙同学认为图线与横轴所围面积代表功率，所以电压为3V时，小灯泡功率约为0.52W
C．丙同学认为根据欧姆定律，可以算出当电压为1.5V时，灯泡电阻约7.5Ω
D．丁同学认为图线不是直线，且小灯泡会发光，所以小灯泡不是纯电阻
二、填空题
16．某同学探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I－U特性。该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图所示的I－U图象。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻________（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为________Ω。
17．不同类型的电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的，物理学中把这种本领叫作______，电荷的______形成电流，物理学中把______的方向规定为电流方向。
18．在国际单位制中，电流的单位是______，符号是______。
19．电场力做功的特点是：______，因此可以引入电势能。______是反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
三、解答题
20．有一根电阻丝，两端电压为U时，通过的电流为I，若两端电压减少0.4V，通过的电流减少0.08A，这根电阻丝的阻值是多大？
21．一根镍铬合金丝的两端加8V的电压，通过它的电流是2A，它的电阻是多少？若通电时间为50s，通过它的电荷量为多少？
22．在氢原子模型中，电子绕核运动可等效为一个环形电流。设氢原子中电子在半径为r的轨道上运动，其质量、电量分别用m和e来表示，则等效电流I等于多少
23．某金属导体的密度是，橫截面积是S，摩尔质量为M，每摩这种金属可提供N个自由电子。当该导体中的电流为I时，导体中自由电子定向移动的速度是多大？
24．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
电池放电时输出的电荷量
故选D。
2．A
【详解】
由单位关系可知面积容量
有
可得
所以
故A正确，BCD错误。
故选A。
3．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。
4．D
【详解】
由题意，将各物理量的单位代入表达式有
故选D。
5．D
【详解】
AB．由图可知,随着电流的增加图像上各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻随着功率以及电压的增大而增大，选项AB错误；
C．小灯泡是非线性电阻，用某状态下的电压与电流的比值来计算在某状态下的电阻，选项C错误；
D．由图像可知,当小灯泡两端的电压为0.5V时，电流为6A，则它的电阻约为
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压不是该电池的电动势，是路端电压，A错误；
D． 外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池提供的电能为
D正确；
BC．外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池有1.5J的其他能转化为电能，BC错误。
故选D。
7．D
【详解】
A．简谐运动的回复力，因此回复力一定是变力，故A错误；
B．将单摆由沈阳移至潮州，纬度降低，重力加速度变小，由知单摆周期变大，故B错误；
C．由R＝是电阻的比值定义式，电阻与电压成无关，故C错误；
D．若声源向观察者靠近，根据多普勒效应可知，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，故D正确；
故选D。
8．D
【详解】
AD．由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为8V，额定功率为14.4W，则额定电流
以额定电流工作时每分钟消耗电能为
故A错误，D正确；
B．根据电池容量2250mA·h知，电量
故B错误；
C．充满电后正常工作的时间为
故C错误。
故选A。
9．D
【详解】
三个电阻的阻值之比为R1:R2:R3=1:2:3，将这三个电阻并联后接在电源两端，三个电阻两端的电压相等，由欧姆定律可得
可得
ABC错误，D正确。
故选D。
10．A
【详解】
设自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，即
t时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
解得
故选A。
11．A
【详解】
A．干电池的电动势为9V，则正电荷通过该电池的过程中，非静电力做功9J，有的化学能转化为电能。故A正确；
B．干电池的电动势表征的是把其他形式能量转化为电能的本领大小，并不是该电池在单位时间内有的化学能转化为电能。故B错误；
C．干电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流。故 C错误；
D．将该电池接入电路后，电池两端电压为路端电压，如果外电路正常工作，则路端电压小于电动势。故D错误。
故选A。
12．C
【详解】
AB. 对应于B点的电阻为
选项AB错误；
CD. 对应于A点的电阻为
工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了10Ω，选项C正确，D错误。
故选C。
13．B
【详解】
由电路图可知，和串联，则
又
则
和串联后再与并联，由并联电路的规律知
则根据欧姆定律有
故选B。
14．B
【详解】
AB．图线上的点与原点连线斜率的倒数表示电阻，由题图甲可知a、b两个电阻阻值恒定，且，由题图乙可知c、d两个电阻阻值变化，且在变大，故A错误，B正确；
C．标度的大小改变时，b电阻图线与U轴夹角为会改变，因此，故C错误；
D．图线上的点与原点连线斜率的倒数才表示电阻，故D错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．图线的斜率表示电阻的倒数，所以图线斜率减小，灯泡电阻在增大，A错误；
B．由图可知，电压为3V时，电流为0.25A，所以小灯泡功率为
B错误；
C．丙同学认为根据欧姆定律，可以算出当电压为1.5V时，电流为0.2A，则灯泡电阻约
C正确；
D．小灯泡是纯电阻，D错误。
故选C。
16． 很大 1.0×103
【详解】
[1][2]由题图可知，当电压小于2.00V时，通过太阳能电池的电流很小，由欧姆定律可知，此时太阳能电池的电阻很大；当电压为2.80V时，通过太阳能电池的电流约为2.8mA，由欧姆定律可知，此时太阳能电池的电阻约为
17． 电动势 定向移动 正电荷定向移动
【详解】
[1]不同类型的电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的，物理学中把这种本领叫作电动势；
[2][3]电荷的定向移动形成电流，物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
18． 安培 A
【详解】
19． 与路径无关，只与初末位置有关 电动势
【详解】
[1]由公式可知，电场力做功的特点是与路径无关，只与初末位置有关，因此可以引入电势能；
[2]电动势是反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
20．5Ω
【详解】
由欧姆定律可得
21．4Ω，100C
【详解】
由欧姆定律和电流的定义
22．
【详解】
电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力为
所以电子运动周期为
根据电流的定义式
解得
23．
【详解】
设自由电子定向移动的速度为v，则在t时间内自由电子移动的距离是vt；这段导体的体积是vtS，质量是，物质的量是；所含有的自由电子数是，所带电荷量是（e为电子所带的电荷量）
根据电流的定义
从而可知自由电子定向移动的速度是
24．2.19×106 m/s；2.18×10－18 J； 1.52×10－16 s；1.05×10－3 A
【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对电子的库仑引力来提供。
根据
＝k
得
v＝e＝1.6×10－19×m/s≈2.19×106 m/s
其动能
Ek＝mv2＝×9.1×10－31×（2.19×106）2 J≈2.18×10－18 J
运动周期
T＝＝s≈1.52×10－16 s
电子绕核运动形成的等效电流
I＝＝＝A≈1.05×10－3 A
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