高中物理人教版选修3-1能力提升训练 欧姆定律 Word版含解析

欧姆定律
1.(2019·北京房山模拟)在科学研究中，经常用“电导率”这一概念来表示物质导电本领的强弱，电导率是电阻率的倒数，如图是硫酸浓度与电导率的关系图，下列判断正确的是(　　)
A．电导率的单位可以用Ω/m表示 B．对于硫酸，浓度越高导电本领越强
C．可以根据电导率来确定硫酸浓度 D．某一浓度的硫酸导电时，遵守欧姆定律
【答案】D
【解析】根据单位换算关系可知，电导率的单位可以用Ω·m表示，A选项错误；由图可知，电导率并不是随浓度的增大而增大的，浓度越高导电性能不一定好，电导率与浓度没有确定关系，因此不能用电导率来确定浓度，B、C选项错误；硫酸的导电性能与其浓度有关，但是对确定浓度的导体来说它仍遵守欧姆定律，D选项正确．
2．(2019·葫芦岛期末)一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为(　　)
A．U　　　 B．R C. D.
【答案】C
【解析】分析图象，根据电流强度的定义公式可知，q-t图象斜率代表电流，根据欧姆定律可知，I＝，C选项正确．
3．(多选)某同学在实验中测出A、B、C三种元件的伏安特性曲线分别如图中的a、b、c，下列说法正确的是(　　)
A．A可以作为标准电阻使用 B．B能作为标准电阻使用
C．B的阻值随电压升高而增大 D．C的阻值随电压升高而增大
【答案】AC
【解析】分析图象可知，a图表示的电阻阻值恒定不变，可以作为标准电阻使用，A选项正确；b图所示的电阻阻值随电压的升高而增大，不能用作标准电阻，B选项错误，C选项正确；c图所示的电阻阻值随电压的升高而减小，D选项错误．
4.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
【答案】　B
【解析】　U-I图象中图象的斜率表示电阻的阻值，分析图象可知，A的电阻RA＝10 Ω；B的电阻RB＝5 Ω，则RA∶RB＝2∶1；两电压相同时，电流与电阻成反比，电流之比IA∶IB＝1∶2，B选项正确．
5.下列说法正确的是(　　)
A．由R＝知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
B．比值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R＝
C．导体中电流越大，导体电阻越小
D．由U＝IR知，加在一段导体两端的电压与通过它的电流成正比
【答案】B
【解析】导体的电阻与两端电压和电流无关，由材料本身的性质决定，A、C选项错误；比值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻的定义式为R＝，B选项正确；电压是产生电流的原因，通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，D选项错误．
6．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∶3，则甲、乙两个电阻阻值的比值为(　　)
A．1∶6 　　　　　　　　 B．1∶3
C．1∶4 D．1∶8
【答案】A
【解析】根据电流的定义式I＝可知，甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，则甲、乙两个电阻的电流之比为2?1，根据欧姆定律可知，甲、乙两端的电压之比为1?3，则两个电阻之比＝×＝，A选项正确．
7.某同学在研究三种导电元件的伏安特性曲线时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I－U图线如图6甲、乙、丙所示．下列说法正确的是(　　)
A．图甲的元件可以作为标准电阻使用 B．图乙的元件的电阻随电压升高而减小
C．图丙的元件的电阻随电压升高而增大 D．以上说法均不正确
【答案】　A
【解析】　图甲元件的电阻不变，可作标准电阻，图乙元件的电阻随电压升高而增大，图丙元件的电阻随电压升高而减小．
8.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？
【答案】　见解析
【解析】　(1)由电阻定义式R＝结合曲线，可看出随电压的增大，该导体电阻变大．
(2)由题图可知U＝20 V时，I＝1.5 A，
所以R＝＝ Ω≈13.3 Ω.
(3)该导体的电流与电压不成正比，欧姆定律不适用，I－U图线不是过坐标原点的直线，这是因为导体的电阻发生了变化，但对于曲线上的每一点，电阻定义式R＝仍成立．
9.某金属导体两端所加电压为8 V时，10 s内通过某一横截面的电荷量为0.16 C，求：
(1)导体的电阻；
(2)若导体两端电压为10 V，求通过导体的电流．
【答案】　(1)500 Ω　(2)0.02 A
【解析】　(1)电压U1＝8 V,10 s内通过的电荷量Q＝0.16 C，
则电流I1＝＝ A＝0.016 A，
电阻R＝＝ Ω＝500 Ω.
(2)若导体两端电压为U2＝10 V，
则电流I2＝＝ A＝0.02 A.
10.(2019·吉林省实验中学高三四模)某一小型电风扇额定电压为4.0 V，额定功率为2.4 W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E(电动势为4.5 V)
B．电压表V(量程为0～5 V，内阻约为4 kΩ)
C．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程为3 A，内阻约为0.05 Ω)
E．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)
F．滑动变阻器R2(最大阻值2 kΩ，额定电流100 mA)
(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(填所选仪器前的字母序号)．
(2)请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在虚线框内(小电风扇的电路符号如图1所示)．
(3)操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5 V时电风扇没启动．该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图2所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为________，正常工作时的发热功率为________，电风扇的机械效率为________．
【答案】(1)C　E　(2)见解析图　(3)2.5 Ω　0.9 W　62.5%
【解析】(1)根据电功率公式可知，电风扇的额定电流I＝＝0.6 A，故电流表选择C；电风扇的电阻比较小，为了便于调节，选择总电阻为10 Ω的滑动变阻器E.
(2)电压需要从零开始，滑动变阻器采用分压接法，电风扇电阻较小，电流表采用外接法，电路图如图所示：
(3)分析图2可知，电压为0.5 V时，电流为0.2 A，根据欧姆定律得，R＝＝2.5 Ω.
正常工作时电压为4 V，电流为0.6 A，电风扇发热功率
P＝I2R＝0.9 W.
机械功率P′＝UI－I2R＝1.5 W，电风扇的机械效率η＝×100%＝62.5%.