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电流、电压、电阻
【场景引入】
mA
这节课学习电阻定律、欧姆定律,及描绘小电珠的伏安特性实验
一段导体的电阻与电流电压有关系吗?与哪些因素有关呢?
电路电压,电流为什么会发生变化,是电阻变化导致的吗?
2
【知识梳理1】
清注意
一、电流
1、电流的一层含义:
(1)大量自由电荷定向移动形成电流的现象;
(2)物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因,电压是形成电流的外因
2、电流的另一层含义:
(1)意义:表示电流强弱的物理量
(2)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值,叫电流。
第1页(共12页)
(3)公式:(定义式)
(4)单位:安培(A)毫安(mA)微安(A)
(5)是标量,方向规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向
(6)方向不随时间而改变的电流叫直流电:方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。
3、电流的速度:导线中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流。三个条
件:有闭合的回路,回路存在自由电荷,有电压。电流的速度并不是电子的运动速度,而是电场
的传播速度,它等于电磁波的速度。
4、电流的微观表达式:=nqSv,n一单位体积内电荷数,q一自由电荷量,S一导体的横截面v一
电荷定向移动的速率
二、电阻
1、电阻:导线对电流的阻碍作用称为电阻,表示物体导电性能好坏的物理量。
2、电阻定律:导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟导体的材料有
关,这就是电阻定律。写成公式是:R=PS(适用条件:温度不变时粗细均匀的金属导体,浓
度均匀的电解液。)应用:滑线变阻器等。是反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率,
表示材料导电性能好坏的物理量。R、1、s的单位分别是n、m、r,p的单位是nm。事实
上,导线的电阻不仅与其长度、横截面积和材料有关,而且还与导线的温度有关。单位:兆欧
(k2),干欧(k2),欧姆()
三、欧姆定律
内容: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。
1公式:I=U/R。
2.变形公式:U=R,,R=U川。
3.几点说明:
A:欧姆定律中三个物理量适用于同一时间的同一部分电路上,不同导体的电流、电压、电
阻间不存在上述关系
B:在用欧姆定律进行计算时,单位必须统一,即电压、电流、电阻的单位必须为伏特
(V)、安培(A)、欧姆(Ω),如果不是,在计算前必须先统一单位
C:I=U/R和R=UI的区别:欧姆定律表达式=U/R表示导体的电流与导体两端的电压和导体
的电阻有关。当电阻一定时,电流与电压成正比。而R=U川是由欧姆定律表达式=UR变形得到
的,它表示某段导体的电阻在数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比值,而R是导体
本身的一种属性,它的大小与电压和电流无关。
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电流、电压、电阻
【场景引入】
mA
这节课学习电阻定律、欧姆定律,及描绘小电珠的伏安特性实验
一段导体的电阻与电流电压有关系吗?与哪些因素有关呢?
电路电压,电流为什么会发生变化,是电阻变化导致的吗?
教法备注
【试题来源】原创
【难度】
【知识点】
【场景】非题目
【授课时长】5min
【教学建议】
此为场景导入,引导学生思考电阻、电流,电压。
第一步:先引导学生认识电阻定律;
第二步:欧姆定律的应用;
答案
无
第1页(共21页)
解析
无
(知识梳理1】
清注意
重
一、电流
1、电流的一层含义:
(1)大量自由电荷定向移动形成电流的现象:
(2)物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因,电压是形成电流的外因
2、电流的另一层含义:
(1)意义:表示电流强弱的物理量
(2)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值,叫电流。
(3)公式:(定义式)
(4)单位:安培(A)毫安(mA)微安(μA)
(5)是标量,方向规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向
(6)方向不随时间而改变的电流叫直流电:方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。
3、电流的速度:导线中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流。三个条
件:有闭合的回路,回路存在自由电荷,有电压。电流的速度并不是电子的运动速度,而是电场
的传播速度,它等于电磁波的速度。
4、电流的微观表达式:I=qSv,n一单位体积内电荷数,q一自由电荷量,S一导体的横截面v一
电荷定向移动的速率
二、电阻
1、电阻:导线对电流的阻碍作用称为电阻,表示物体导电性能好坏的物理量。
2、电阻定律:导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟导体的材料有
关,这就是电阻定律。写成公式是:R=PS
(适用条件:温度不变时粗细均匀的金属导体,浓
度均匀的电解液。)应用:滑线变阻器等。是反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率,
表示材料导电性能好坏的物理量。R、1、S的单位分别是P、m、m,p的单位是m。事实
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上,导线的电阻不仅与其长度、横截面积和材料有关,而且还与导线的温度有关。单位:兆欧
(kΩ),干欧(kQ),欧姆()
三、欧姆定律
内容: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。
1.公式:I=U/R。
2.变形公式:U=R,R=U川。
3.几点说明:
A:欧姆定律中三个物理量适用于同一时间的同一部分电路上,不同导体的电流、电压、电
阻间不存在上述关系
B:在用欧姆定律进行计算时,单位必须统一,即电压、电流、电阻的单位必须为伏特
(V)、安培(A)、欧姆(Ω),如果不是,在计算前必须先统一单位
C:I=U/R和R=U的区别:欧姆定律表达式=U/R表示导体的电流与导体两端的电压和导体
的电阻有关。当电阻一定时,电流与电压成正比。而R=U川是由欧姆定律表达式=U/R变形得到
的,它表示某段导体的电阻在数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比值,而R是导体
本身的一种属性,它的大小与电压和电流无关。
答案
无
解析
无
3
安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流.设电荷量
为e的电子以速率绕原子核沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正
确的是()
A电流大小为二
,电流方向为顺时针
B.电流大小为
,电流方向为顺时针
c.电流大小为2
e
:,电流方向为逆时针
D.电流大小为
,电流方向为逆时针
教法备注
【场景】例题
【授课时长】2分钟
第3页(共21页)中小学教育资源及组卷应用平台
电源,电流,电阻同步练习
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1.某金属导线,如果在10s时间内有5.0×1019个自由电子通过面积为0.1m2的某截面,那么通过这个截面的电流强度是( )
A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A
2.关于电流,下列说法正确的是( )
A.通过导线截面的电荷量越多,电流越大
B.因为电流有方向,所以电流是矢量
C.单位时间内定向通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D.导体中有电荷运动就有电流
3.如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间t内通过溶液截面S的正离子数为,负离子数为,设元电荷电荷量为e,则以下说法正确的是( )
A.溶液内电流方向从A到B,电流为
B.溶液内电流方向从B到A,电流为
C.当时,电流方向从A到B,电流为
D.溶液内电流方向从A到B,电流为
4.一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设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t时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvSt B.nvt C. D.
5.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有( )
A.自由电子定向移动的速率为v0
B.自由电子定向移动的速率为
C.自由电子定向移动的速率为
D.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
6.一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C.ρnev D.
7.安培提出了著名的分子电流假说.根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流.设电量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,下列关于该环形电流的说法正确的是
A.电流大小为,电流方向为顺时针
B.电流大小为,电流方向为逆时针
C.电流大小为,电流方向为顺时针
D.电流大小为,电流方向为逆时针
8.已知电荷量单位是库,符号为C:电流单位是安,符号为A;时间单位是秒,符号为s.由电流的定义式可知,这三个单位之间的关系是( )
A.1C=1A s B.1C=lA s﹣1 C.1C=1A﹣1 s D.1C=1A﹣1 s﹣1
9.下列说法中正确的是( )
A.导体中的电流是正电荷定向移动形成的
B.电荷定向移动的速率等于电流的传递速率
C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
D.在导体中,只要自由电子在运动,就一定会形成电流
10.关于电流,下列说法中正确的是( )
A.电流跟通过截面的电荷量成正比,跟所用时间成反比
B.单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大
C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向
D.国际单位制中,其单位“安培”是导出单位
11.关于电流,下列各种说法中正确的是( )
A.电流的定义式I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流
B.由I=nqsv可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大
C.电荷定向移动的方向就是电流的方向
D.因为电流有方向,所以电流是矢量
12.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的两倍,以下说法中正确的是( )
A.甲、乙两导体的电流相同
B.乙导体的电流是甲导体的两倍
C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍
D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
13.非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流50 A,每秒钟放电150次,其放电情况可近似看做如图规律放电.则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为( )
A.25 C B.50 C
C.150 C D.250 C
14.如图所示,将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来,已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍,在铜导线上取一个截面A,在铝导线上取一个截面B,若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两个截面的( )
A.电流相等
B.电流不相等
C.自由电子定向移动的速率相等
D.自由电子定向移动的速率不相等
15.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A. B. C. D.
16.如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速形成细柱形的质子流且电流恒定,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束与质子源相距和的两处各取一横截面,和,在、,两处各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为、,则( )
A. B. C. D.
17.两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示,可知( )
A.两电阻的大小之比为R1∶R2=1∶3
B.两电阻的大小之比为R1∶R2=3∶1
C.两电阻丝长度之比为L1∶L2=
D.两电阻丝长度之比为L1∶L2=
18.两电阻R1和R2的电流I电压U的关系图线如图所示,可知两电阻的大小之比R1:R2等于( )
A.1:3
B.3:1
C.
D.1:4
19.将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示.其中阻值最接近的两个电阻是 ( )
A.a和b B.b和d C.a和c D.c和d
20.图示为两个均匀金属导体的图象,把均匀拉长到原来的2倍长后的电阻与的电阻的比值为
A.12 B.8 C.6 D.2
21.一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为40cm时测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同.则将管中盐水柱均匀拉长到50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管),盐水柱电阻变为( )
A. B. C. D.
22.随着集成电路的广泛应用,对集成度的要求越来越高,集成度越高,各种电子元件越微型化,图中R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的边长是R2的100倍,通过两导体电流方向如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.R1=100R2
B.R1=10000R2
C.在同一坐标系画出的I--U图像中,R1电阻对应的图像斜率大
D.将它们并联在电路中流过R1和R2的电流大小相同
23.关于材料的电阻率,下列说法正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的
B.材料的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
24.灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,加在灯泡两端的电压较小时,通过灯泡的电流也较小,灯丝的温度较低。加在灯泡两端的电压较大时,通过灯泡的电流也较大,灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为1V时,通过灯泡的电流为0.5A,灯泡两端的电压为3V时,通过灯泡的电流为1A,则灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流可能是( )
A.0.5A B.0.6A C.0.8A D.1A
25.两根完全相同的金属导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后纹合起来,然后给它们分别加相同电压后,则在同一时间内通过它们的电荷量之比为( )
A. B. C. D.
26.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm,bc=5cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1A;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A.6A B.2A C.4A D.A
27.两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为和,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为( )
A. B. C. D.
28.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相等、粗细均匀电阻丝的伏安特征曲线,下列判断正确的是 ( )
A.a代表的电阻丝较细
B.b代表的电阻丝较细
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
29.关于欧姆定律的导出公式,下列说法正确的是( )
A.当电压增大2倍时,电阻增大2倍
B.当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C.电阻是导体本身的性质,电阻阻值与电压无关
D.当电压为零时,电阻也为零
30.一只“220 V、100 W”的灯泡工作时电阻为484 Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列说法中正确的是( )
A.小于484 Ω B.大于484 Ω C.等于484 Ω D.无法确定
31.有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c。电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是( )
A. B.
C. D.
32.如图所示是A、B两电阻的U-I图象,则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是( )
A.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=2∶1 B.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=1∶2
C.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=2∶1 D.RA∶RB=1∶2, IA∶IB=1∶2
33.一个小灯泡,当它两端的电压在3V以下时,电阻等于15Ω不变;当它两端的电压增大到4V时,钨丝温度明显升高,它的电阻为16Ω;当电压增大到5V时,它的电阻为18Ω,它在0~5V电压范围内的伏安特性曲线与下列哪个图象相符()
A. B.
C. D.
34.某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )
A.B点的电阻为12Ω
B.B点的电阻为40Ω
C.导体的电阻因温度的影响改变了1Ω
D.导体的电阻因温度的影响改变了9Ω
35.在如图所示的电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为图中的( )
A. B. C. D.
二、多选题
36.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ω匀速转动,则由环产生的等效电流判断正确的是( )
A.若ω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ω变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、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ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变小
37.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.该元件是非线性元件,所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻
B.加5V电压时,导体的电阻约为
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
38.如图所示是电阻R的I-U图像,图中α=45°,由此得出( )
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5Ω
C.因I-U图像的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0Ω
D.在R两端加上6.0V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C
39.对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝,下列说法中正确的是( )
A.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10R
B.常温下,若将金属丝从中点对折起来,电阻变为R
C.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0,则任一状态下的比值不变
D.把金属丝温度降低到绝对零度附近,电阻率会突然变为零
40.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U0时,通过导线的电流为I0,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U0,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
三、解答题
41.某品牌手机在待机工作状态时,通过的电流是4微安,则该手机待机一天时间内通过的电荷量是多少?通过的自由电子个数是多少?
42.如图所示的电解槽中,如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB,那么:
(1)指出正、负离子定向移动的方向;
(2)电解槽中的电流方向如何?
(3)4 s内通过横截面AB的电荷量为多少?
(4)电解槽中的电流为多大?
43.某电阻两端电压为8V,20s通过的电荷为40C,则此电阻为多大? 20s内有多少电子通过它的横截面?
44.北京正、负电子对撞机的储存环为周长的圆形轨道,当环中电流为时,若电子的速度是光速的,求在整个环中运动的电子数。
45.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?
46.如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图线如图乙所示,当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少
47.如图所示为某金属导体的伏安特性曲线:
(1)试说明导体电阻随电压的变化规律;
(2)试算出电压为20 V时导体的电阻;
(3)欧姆定律适用于该导体吗?
四、填空题
48.某电解质溶液,如果在内共有个二价正离子和个一价负离子通过某截面,那么通过电解质溶液的电流是________。
49.一个半径为的绝缘圆盘,绕垂直圆盘的转动轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,圆盘边缘上均匀地分布着一圈电荷,电性均为负,单位圆弧上所带的电荷量为,当圆盘转动时,这些电荷所形成的电流大小________,电流的方向为_________。
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
解:由电流的定义可知:;故ACD错误,B正确.
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
AC.在公式中,的大小等于单位时间内定向通过导体截面的电荷量;通过导线截面的电荷量越多,电流不一定越大,选项A错误,C正确;
B.电流虽有方向,但是电流的合成不满足平行四边形定则,则电流是标量,选项B错误;
D.无电流时导体内的自由电子永不停息地做热运动,则导体中有电荷运动,不一定就有电流,选项D错误。
故选C。
3.D
【解析】
【详解】
电流的方向与正离子定向移动方向相同,则溶液内电流方向从A到B,t时间内通过通过溶液截面s的电荷量为,则根据电流的定义式,则D正确,ABC错误;故选D.
4.A
【解析】
【详解】
通过铜导线横截面的自由电子数目vt S n= nvSt;或者时间t内流过导体某截面的电量为It,则电子数为 。
故选A。
5.C
【解析】
【详解】
AD.电流是由自由电子定向移动形成的;与光速及自由电子定无规则运动的速率无关;故AD错误;
BC.由电流的微观表达式可知:时间t内通过的电量
q=nvte
由电流的定义可知电流的微观表达式为
I==nev
则
v=
故C正确,B错误。
故选C。
点睛:本题要求能掌握电流的微观表达式,同时注意区分电子的定向移动速率、无规则热运动的速率以及电能的传导速率.
6.C
【解析】
【分析】
考查电路和电场知识
【详解】
,I=neSv,,,联立得E=ρnev,故选C。
7.D
【解析】
【详解】
电子绕核运动可等效为一环形电流,电子运动周期为,根据电流的定义式可得电流强度为:,因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向,故D正确,ABC错误.
8.A
【解析】
【详解】
根据电流的定义式,Q=It,则1C=1A s,故A正确,BCD错误.
故选:A
9.C
【解析】
【详解】
A、电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向;在金属导体中形成电流时,定向移动的是电子.在电解液中形成电流时,正离子和负离子都在定向移动,故A错误.
B、电流的传递速率等于光速,电荷定向移动的速度很小,远远小于电流传递的速度,故B错误.
C、根据电流的定义,单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大,故C正确.
D、在导体中,自由电子的定向移动才能形成电流,故D错误.
10.B
【解析】
【详解】
AB. 电流的定义为电量与时间的比值,即为单位时间内通过的电量,单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大.故A错误,B正确;
C. 一个量有方向并不能定义为矢量,矢量的运算必须遵循平行四边形定则,电流有方向但不符合矢量合成法则,不是矢量.故C错误;
D. 国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位,故D错误.
故选B
11.A
【解析】
【详解】
A、电流的定义式I=q/t采用的是比值定义法,具有比值定义法的共性是普遍适用,适用于任何电荷的定向移动形成的电流;故A正确.
B、由I=nqsv可知,电流的大小跟导体的材料(决定n),导体的横截面积(s)和电荷定向移动的速率(v)共同决定;故B错误.
C、物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的反方向是电流的方向;故C错误.
D、电流有大小和方向,但方向是指沿着电荷运动的直线上,不同于矢量的方向;故电流是标量;故D错误.
故选A.
12.B
【解析】
【详解】
AB. 由 ,单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的两倍,则 ,A错误,B正确;
CD. 由 得
CD错误。
故选B。
13.A
【解析】
【详解】
根据图象可知,非洲电鳐放电一次所需的时间为,放出的电量为,则1秒钟非洲电鳐放出的电量为:;故选A.
14.A
【解析】
【详解】
AB.由电流定义知,A正确,B错误;
CD.由电流的微观表达式I=nSqv知,由于铜和铝单位体积内的自由电子个数关系未知,无法判断自由电子定向移动的速率关系,故C错误,D错误。
故选A。
15.B
【解析】
【详解】
在加速电场中有
得
在刚射出加速电场时,一小段长为 的电子束内电量为
则电子个数
故选B。
16.C
【解析】
【分析】
【详解】
根据电流的微观定义式可知
在处与处的电流相等
故
得
据动能定理知在处有
解得
在处
解得
联立各式得
故选C。
17.A
【解析】
【详解】
AB.据图知,当两电阻两端电压为1V时,流过两电阻的电流分别是3A和1A,则、,所以两电阻大小之比.故A项正确,B项错误.
CD.两电阻大小之比,两电阻丝是粗细相同的同种金属构成,据可得,两电阻丝长度之比.故CD两项错误.
18.A
【解析】
【详解】
由图可知
R1=tan30°
R2=tan60°
故
R1:R2=tan30°:tan60°=1:3
故选A。
19.A
【解析】
【详解】
根据欧姆定律可得:,即该点与原点连线的斜率等于该电阻值,由图像可知,a和b阻值接近相等,故选A.
点睛:此题关键是知道U-I线的斜率等于电阻,根据该点与原点连线的斜率可判断阻值的关系.
20.A
【解析】
【分析】
根据“两个均匀金属导体的图象”可知,考查了欧姆定律以及电阻定律;根据欧姆定律,可以由I﹣U图象得出两电阻的关系,拉长后,根据电阻定律求出拉长后的电阻,之后与进行比较求解.
【详解】
据I﹣U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1:R2=3:1,把R1拉长到原来的2倍长后,横截面积减小为原来的,根据电阻定律公式R,电阻变为原来4倍,变为R2的12倍,故选A.
【点睛】
关键是明确I﹣U图象的斜率的倒数表示电阻,然后结合电阻定律、欧姆定律和电功率表达式分析.
21.D
【解析】
【详解】
由于总体积不变,设40cm长时的横截面积为S.所以长度变为50cm后,横截面积
根据电阻定律
可知
解得
故D正确
22.D
【解析】
【详解】
设导体的电阻率为ρ,厚度为d,边长为L,则由电阻定律,导体的电阻,可知电阻与边长L无关,所以R1=R2,故A B错误;在同一坐标系画出的I-U图象中,斜率的倒数表示电阻,故斜率相同,故C错误;由于R1=R2,将它们并联在电路中流过R1和R2的电流大小相同,故D正确.所以D正确,ABC错误.
23.C
【解析】
【详解】
A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻都是原来的1/3,但是电阻率是不变的,选项A错误;
B.只有金属材料的电阻率随温度的升高而增大,有的材料的电阻率随温度升高而减小,选项B错误;
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小,选项C正确;
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,同等长度和截面积的导体,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大,选项D错误;
故选C。
24.C
【解析】
【详解】
灯泡两端的电压为1V时,通过灯泡的电流为0.5A,由欧姆定律得灯泡的电阻为
灯泡两端的电压为3V时,通过灯泡的电流为1A,由欧姆定律得灯泡的电阻为
灯泡两端电压为2V时,由欧姆定律得通过灯泡的最大电流为
灯泡两端电压为2V时,由欧姆定律得通过灯泡的最小电流为
灯泡两端电压为2V时,通过灯泡电流的范围是
故选C。
25.C
【解析】
【详解】
设原来的电阻为,其中的一根均匀拉长到原来的2倍,横截面积变为原来的,根据
知电阻
另一根对折后绞合起来,长度减小为原来的一半,横截面积变为原来的2倍,根据
知电阻
则两电阻之比为。根据欧姆定律知,电压相等时电流之比为,根据
知相同时间内通过的电荷量之比为。
故选C。
26.C
【解析】
【详解】
根据电阻定律公式
有
故
根据欧姆定律,电压相同时,电流与电阻成反比。故两次电流之比为1:4,故第二次电流为4A;
故选C。
27.B
【解析】
【分析】
【详解】
A、B两端的电势差分别为、,电流相等,根据欧姆定律
得
根据电阻定律
则横截面积之比
故选B。
28.A
【解析】
【分析】
I-U图线的斜率表示电阻的倒数,根据斜率比较电阻的大小.根据电阻定律比较电阻丝的粗细.
【详解】
图线的斜率表示电阻的倒数,图线a的斜率小于b的斜率,所以a的电阻大于b的电阻,根据电阻定律知,长度相同,材料相同,知a的横截面积小,b的横截面积大,A正确,BC错误;电阻的大小与电压、电流无关,故D错误;故选A.
29.C
【解析】
【分析】
【详解】
导体电阻由导体自身因素决定,与加在导体两端的电压或通过导体中的电流大小无关。
故选C。
30.A
【解析】
【分析】
灯泡工作时温度很高,电阻较大,当它不工作时,温度较低,电阻较小.
【详解】
当220V,100W“的灯泡工作时,电压为U=220V,功率为P=100W,电阻为,当灯泡不工作时,温度降低,电阻减小,电阻将小于484Ω且变化较为明显,不是略小于484Ω.故选A.
【点睛】
灯泡的灯丝是由金属材料制成的,金属的电阻率随温度升高而增大,随温度降低而减小.
31.A
【解析】
【详解】
由电阻的决定式可知
A中电阻为
B中电阻为
C中电阻为
D中电阻为
因为
最小的电阻为。
故选A。
32.B
【解析】
【详解】
由图可知,A的电阻为:
B的电阻为:
则
RA:RB=10:5=2:1
当两电压相同时,电流与电阻成反比,所以电流之比为:1:2,故B正确,ACD错误.
故选:B。
33.B
【解析】
【详解】
据题电压在0-3V内,小灯泡的电阻大致不变,则I-U图象是过原点的直线,当电压为3V时,电流为
当它两端的电压增大到4V时,钨丝温度明显升高,电阻增大,I-U图象是曲线,电压为4V时,电流为
电压为5V时,电流为
画出0-5V范围内的伏安特性曲线如B图。
故选B。
34.B
【解析】
【详解】
AB.B点的电阻为
故A错误,B正确;
CD.A点的电阻为
故两点间的电阻改变了10Ω,故CD错误。
故选B。
35.A
【解析】
【分析】
【详解】
根据电阻定律,横坐标为x的点与A点之间的电阻
这两点间的电压
I为电路中的电流,它是一个定值,故U跟x成正比例关系,故A正确,BCD错误。
故选A。
36.AB
【解析】
【详解】
截取圆环的任一截面S,如题图所示,在橡胶圆环运动一周的时间T内,通过这个截面的电荷量为Q,则有
I=
又,所以
I=
A.由I=可知,若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍,故A正确;
B.由I=可知,电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍,故B正确;
CD.由I=可知,若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环的半径增大,对电流没有影响,故CD错误。
故选AB。
37.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.虽然该元件是非线性元件,但仍可以用欧姆定律计算各状态的电阻值,A错误;
B.当时,,导体的电阻
B正确;
CD.由题图可知,随电压的增大,各点到坐标原点连线的斜率越来越小,电阻越来越大,反之,随电压的减小,电阻减小,C错误D正确。
故选BD。
38.AD
【解析】
【详解】
A.由图像可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,选项A正确;
BC.由图像可知电阻
选项BC错误;
D.在R两端加上6.0V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是
选项D正确。
故选AD。
39.BD
【解析】
【详解】
试题分析:导体的电阻 R 与它的长度 L 成正比,与它的横截面积 S 成反比,还与导体的材料有关系,这个规律叫电阻定律.公式:R=
ρ﹣﹣制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆 米 (Ω m);
L﹣﹣绕制成电阻的导线长度,国际单位制为米 (m);
S﹣﹣绕制成电阻的导线横截面积,国际单位制为平方米(m2);
R﹣﹣电阻值,国际单位制为欧姆 (Ω).
其中 ρ 叫电阻率:某种材料制成的长 1 米、横截面积是 1 平方米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率.是描述材料性质的物理量.国际单位制中,电阻率的单位是欧姆 米,常用单位是欧姆 平方毫米/米.与导体长度 L,横截面积 S 无关,只与物体的材料和温度有关.有些材料的电阻率随着温度的升高而增大,有些恰好相反.
解:A、常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的10倍,横截面积减小为0.1倍,电阻率不变,根据电阻定律,电阻增大为100倍,故A错误;
B、常温下,若将金属丝从中点对折起来,长度变为一半,横截面积变为2倍,故电阻变为倍,故B正确;
C、给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0,由于功率增加,导致温度会略有升高,故金属丝的电阻率会变大,由于截面积和长度均不变,根据电阻定律可得电阻值变大;再根据欧姆定律可以得到比值变大,故C错误;
D、金属电阻率会随温度的降低而降低,当温度降低到绝对零度附近时,电阻率会突然降为零,发生超导现象,故D正确;
故选BD.
【点评】本题关键要能熟练运用电阻定律,同时要明确电阻率的物理意义和温度对其的影响.
40.AD
【解析】
【详解】
AB.将金属导线均匀拉长,因半径变为原来的一半,则横截面积变为原来的,其长度变为原来的4倍,根据电阻定律分析可知,电阻变为原来的16倍,又电压变为2U0,根据欧姆定律可知,电流变为,A项符合题意,B项不合题意;
CD.根据电流的微观表达式,其中n、e不变,电流变为原来的,横截面积变为原来的,则自由电子定向移动的平均速率变为,C项不合题意,D项符合题意.
41.0.35C,2.16×1018个
【解析】
【详解】
通过的电量为
q=It=4×10-6×24×3600C=0.35C
通过的电子数为
N=
代入数据解得
N=2.16×1018 个
42.(1)正离子向右运动,负离子向左运动;(2) 向右;(3)16 C;(4)4 A
【解析】
【详解】
(1)电源与电解槽中的两极相连后,左侧电极电势高于右侧电极,由于在电极之间建立电场,电场方向由左指向右,故正离子向右移动,负离子向左移动;
(2)正电荷定向移动的方向为电流方向,则电解槽中的电流方向向右;
(3)通过横截面AB的电荷量为通过横截面AB的正、负电荷电量的和,所以4s内通过横截面AB的电荷量是8C+8C=16C.
(4)由电流强度的定义
点睛:本题考查电流的定义,要注意明确在电解质导电时,流过截面的电量为正负电荷电量绝对值的和.
43.4Ω ;2.5×1020个
【解析】
【详解】
根据得通过导体的电流为
根据欧姆定律得
一个电子的电荷量为
得
个
44.5×1011
【解析】
【分析】
【详解】
电子运动一周所需要的时间
在圆形轨道上取一个横截面,则在时间内整个环中的电子刚好都通过该截面,故环中具有的电子的总电荷量为
环中具有电子数
(个)
45.
【解析】
【详解】
氢原子核外的电子与原子核之间的库仑力提供电子绕核做匀速圆周运动的向心力,得;根据电流的定义式有,由于在一个周期的时间内,电子刚好绕核一圈,得电流为;联立解得:I=.
【点睛】
本题根据电流的定义式求解等效电流.有时还与牛顿第二定律结合起来求出周期,再求解等效电流.
46.
【解析】
【详解】
电解液的电阻为
由电阻定律得
解得
47.(1)随电压的增大,该导体电阻变大.(2)13.3 Ω.(3)见解析;
【解析】
【详解】
(1)各点的电压与电流的比值为对应的电阻,由图可知电阻值随电压的增加而增加,
(2)由图可知,当电压为20V时,对应的电流为1.5A,由欧姆定律可知, ;
(3)欧姆定律适用于该导体
【点睛】
本题考查欧姆定律的应用及金属的伏安特性曲线,主要是能搞清图像的物理意义,要注意明确本题中不能用切线斜率求解电阻值.
48.5.12A
【解析】
【分析】
【详解】
内通过截面正离子的电荷量为
负离子的电荷量绝对值为
则电流为
将,,,代入解得
49. 顺时针方向
【解析】
【分析】
【详解】
[1]设周期为
[2]由于电荷电性为负,所以电流的方向为顺时针方向。
答案第1页,共2页
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