高中物理教科版选修3-1检测：第二章　1.欧姆定律 Word版含解析

02第二章直流电路
1.欧姆定律
基础巩固
1.(多选)下列关于电流的说法正确的是(　　)
A.电路中的电流越大,表示通过导体横截面的电荷量越多
B.在相同时间内,通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大
C.通电时间越长,电流越大
D.导体中通过一定的电荷量所用时间越短,电流越大
解析:由电流定义式I=qt可知,当t一定时,通过导体横截面的电荷量q越多,电流I越大;当q一定时,通电时间越短,电流越大.
答案:BD
2.(多选)根据欧姆定律,下列判断正确的是(　　)
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B.加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数
C.电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低
D.电解液短时间内导电的U-I图线是一条直线
解析:导体的电阻与电压无关,选项A错误;对气体,欧姆定律不成立,即UI不等于常数,选项B错误;由U=IR知电流每经过一个电阻要有一定的电势降落,欧姆定律适用于电解液导体,故选项C、D正确.
答案:CD
3.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
解析:定值电阻的U-I图线是过坐标原点的直线,R=UI=ΔUΔI,如图所示.a、b两电阻的U-I图线接近重合,因此a、b两电阻的电阻值最接近,选项A正确.
答案:A
4.一台半导体收音机,电池供电的电流是8 mA,也就是说 (　　)
A.1 h内电池供给8 C的电荷量
B.1 000 s内电池供给8 C的电荷量
C.1 s内电池供给8 C的电荷量
D.1 min内电池供给8 C的电荷量
解析:根据q=It知,选项B正确.
答案:B
5.为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图像应是(　　)
解析:灯丝电阻随电压的增大而增大,由U=R·I关系式可知U-I图线的斜率应越来越大.选项B正确.
答案:B
6.(多选)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有n个自由电子,电子电荷量为e,此时电子的定向移动速度为v,在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为(　　)
A.nvSΔt
B.nvΔt
C.IΔte
D.IΔtSe
解析:Δt时间内,通过横截面的电荷量q=I·Δt或q=nevS·Δt,
所以含有的自由电子数N=I·Δte,N=nvS·Δt,选项A、C正确.
答案:AC
7.某同学在做测绘小灯泡的U-I图线的实验中,得到如下表所示的一组数据:
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发
光情况
不亮
微亮
较亮
正常
发光
(1)在右图的坐标中画出U-I图线.当U<1.40 V时,灯丝电压与电流成　　　　比,灯丝的电阻　　　　;当U>1.40 V时,灯丝的温度逐渐升高,其电阻随温度的升高而　　　　.?
(2)从图线上可以看出,当小灯泡两端的电压逐渐增大时灯丝电阻的变化是　 .?
(3)实验结果表明,导体的电阻随温度的升高而　　　　.?
解析:(1)根据给出的数据在坐标纸上描点,然后用平滑的曲线连接各点,如答案图所示.由U-I图线可知,当U<1.40 V时,小灯泡的电压与电流成正比,灯丝电阻不变;当U>1.40 V时,图线的斜率逐渐增大,故其电阻随温度的升高而增大.(2)从图像得知,当U<1.40 V时,图线的斜率基本不变;当U>1.40 V时,图线的斜率逐渐增大,所以灯丝电阻的变化是开始不变,后来逐渐增大.(3)从图线的斜率可知,导体的电阻随温度的升高而增大.
答案:(1)如图所示　正　不变　增大
(2)开始不变,后来逐渐增大　(3)增大
能力提升
1.关于电流,以下说法正确的是(　　)
A.通过截面的电荷量的多少就是电流的大小
B.电流的方向就是电荷定向移动的方向
C.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流
D.导体两端没有电压就不能形成电流
解析:根据电流的概念:电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量,选项A错误.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,选项B错误.自由电荷定向移动才会形成电流,选项C错误.形成电流的条件是导体两端有电压,选项D正确.
答案:D
2.实验得到R1、R2两个电阻的伏安特性曲线如图所示,由图可知两个电阻大小之比R1∶R2为(　　)
A.3:1
B.1∶3
C.1∶3
D.3∶1
解析:由电阻的伏安特性曲线知R1∶R2=tan 30°∶tan 60°=1∶3.
答案:C
3.(多选)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5 V电压时,导体的电阻约是5 Ω
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
解析:虽然该元件是非线性元件,但可以用欧姆定律计算各状态的电阻值,选项A错误;当U=5 V时,I=1.0 A,R=UI=5 Ω,选项B正确;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,选项C错误,选项D正确.
答案:BD
4.某电解池中,若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是(　　)
A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
解析:电荷的定向移动形成电流,但正、负电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和.故由题意可知电流由正、负离子定向运动形成,则在2 s内通过截面的总电荷量应为q=1.6×10-19×2×1.0×1019 C+1.6×10-19×1×2.0×1019 C=6.4 C.根据电流的定义式得I=qt=6.42 A=3.2 A.
答案:D
5.电路中有一段导体,给它两端加上4 V的电压时,通过它的电流为10 mA,可知这段导体的电阻为　　　　 Ω;如果给它两端加上10 V的电压,在单位时间内通过某一横截面的电荷量为　　　　 C;如果要让导体的电流为15 mA,则需要在其两端加上　　　　 V的电压.?
解析:由R=UI可得R=40.01 Ω=400 Ω;由I=UR可得I=10400 A=0.025 A,
由q=It可得q=0.025×1 C=2.5×10-2 C;
由U=IR可得U=1.5×10-2×400 V=6 V.
答案:400　2.5×10-2　6
6.某同学做测绘“2.5 V　0.5 A”小灯泡的伏安特性曲线的实验,实验电路图如图甲所示,图乙为实物连线图.
(1)对照甲、乙两图,导线①应连接　　　　(选填“a”或“b”),导线②应连接　　　　(选填“c”或“d”).?
(2)某次测量时,电压表、电流表读数如图丙所示,则U=　　　　V,I=　　　　A.?
(3)根据多组U、I值,画出伏安特性曲线如图丁所示,则小灯泡的电阻随电压升高而　　　　(选填“增大”或“减小”).?
答案:(1)a　d　(2)1.60(1.58~1.62)　0.50(0.49~0.51)　(3)增大
7.某实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图甲所示的电路图.请回答下列问题:
(1)图乙中的实物连线按图甲的电路图补充完整.
(2)据实验测得的数据,作出该元件的I-U图线如图丙所示,则元件Q在U=0.8 V时的电阻值是　　　,I-U图线在该点的切线的斜率的倒数1k_______________(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻值.?
解析:(1)由原理图可知滑动变阻器采用了分压接法,即先将下面两个固定的接线柱接在电源两端;再将用电器的一端接在上面任意一个接线柱上,另一端接到下面任意一个接线柱上;同时电流表采用外接法,注意电流从电表的正极流入;实物图如图.
(2)由题图丙可知U=0.8 V时,I=0.05 A,故电阻R=UI=0.8V0.05A=16 Ω;该点的切线与U轴的交点一定大于0,故切线的斜率k=IΔU>IU,1k<UI=R.
答案:(1)见解析图　(2)16 Ω　小于