第二章 第三节
1. 根据欧姆定律,下列判断正确的是( )
A.导体两端的电压越大,电阻就越大
B.导体中的电流越大,电阻就越小
C.比较几只电阻I-U图象可知,电流变化相同时,电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的
D.由I=可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
【答案】D
【解析】导体的电阻由导体本身的性质决定,公式R=只提供了测定电阻的方法,R与只是在数值上相等,当我们不给导体两端加电压时,导体的电阻仍存在,因此不能说导体的电阻与加在它两端的电压成正比,与导体中的电流成反比,A、B错误.由R=知C错误.
2. (2017·峨山校级期末)有a、b、c、d四个电阻,它们的U-I关系图象如图所示,则电阻最大的是( )
A.a B.b
C.c D.d
【答案】A
【解析】图象的斜率=R表示电阻,斜率最大的是a.
3. 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荷量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】图象的斜率k==I,根据欧姆定律,I=,所以k==I=,C正确.
4.某电阻两端电压为8 V,20 s通过的电荷为40 C,则此电阻为多大? 20 s内有多少电子通过它的横截面?
【解析】通过此电阻的电流I===2 A,电阻R===4 Ω,通过的电子数N===2.5×1020个.
答案: 4 Ω 2.5×1020个
第二章 第三节
基础达标
一、选择题(在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求;第5~6题有多项符合题目要求)
1.(2019·芙蓉校级模拟)根据欧姆定律,下列说法不正确的是( )
A.从R=可知,导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
B.从R=可知,对于某一确定的导体,通过的电流越大,说明导体两端的电压越大
C.从I=可知,导体中的电流跟两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
D.从R=可知,对于某一确定的导体,所加电压跟通过导体的电流之比是个恒量
【答案】A
【解析】导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,故A错误;由R=可知,U=IR,对于一个确定的导体来说,如果通过的电流越大,则导体两端的电压也越大,故B正确;由I=可知,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,故C正确;导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,导体电阻在数值上等于它两端的电压与通过它的电流之比,由R=可知,对于一个确定的导体来说,所加的电压跟通过的电流的比值是一确定值,故D正确;故选A.
2.某同学做三种导电元件的导电性实验,他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的IU图象,如图所示,则下述判断正确的是( )
A.只有乙图正确
B.甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大
C.甲、丙不遵从欧姆定律,肯定不可能
D.甲、乙、丙三个图象都可能正确,并不一定有较大误差
【答案】D
【解析】不同的导体,导电的特点不同,所以伏安特性曲线不同,三个都可能正确,误差不一定大,D正确.
3.(2019·鹿城校级模拟)两电阻R1和R2的电流I与电压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.1∶
D.1∶4
【答案】B
【解析】由图可知,R1=tan 60°,R2=tan 30°,故R1∶R2=tan 60°∶tan 30°=3∶1,故选B.
4.(2018·黄山一模)如图所示是电阻R的IU图象,图中α=45°,由此得出( )
A.欧姆定律适用于该元件
B.电阻R=0.5 Ω
C.因IU图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0 Ω
D.在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C
【答案】A
【解析】根据数学知识可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,欧姆定律适用,故A正确;根据电阻的定义式R=可知,IU图象斜率的倒数等于电阻R,则得R= Ω=2 Ω,故B错误;由于IU图象中横纵坐标的标度不同,故不能直接根据图象的α角求斜率,故C错误;由图知,当U=6 V时,I=3 A,则每秒通过电阻横截面的电荷量是q=It=3×1 C=3.0 C,故D错误.
5.(2019·新疆名校期中)如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1∶R2=1∶3
B.R1∶R2=3∶1
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=3∶1
【答案】AD
【解析】根据IU图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1∶R2=1∶3.故A正确,B错误;串联电路电流处处相等,所以将R1与R2串联后接于电源上,电流比I1∶I2=1∶1,故C错误;并联电路,电压相等,电流比等于电阻之反比,所以将R1与R2并联后接于电源上,电流比I1∶I2=3∶1,故D正确.故选AD.
6.(2018·兰州名校期末)某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象分析,下列说法正确的是( )
A.导体a的电阻大于b的电阻
B.当导体b两端电压是1 V时,通过b导体中的电流为0.1 A
C.当通过导体a的电流为0.9 A时,导体a两端的电压为4 V
D.将导体b连接到电压为5 V的电源上时通过导体b的电流为0.5 A
【答案】BD
【解析】IU图象中图象的斜率表示电阻的倒数,故a的电阻小于b的电阻,故A错误;由图可知b的电阻Rb= Ω=10 Ω,当导体b两端电压是1 V时,通过b导体中的电流为I= Ω=0.1 A,故B正确;a的电阻Ra= Ω=5 Ω,则当电流为0.9 A时,电压U=IRa=0.9×5 V=4.5 V,故C错误;将导体b连接到电压为5 V的电源上时通过导体b的电流为I′= A=0.5 A,故D正确.故选BD.
二、非选择题
7.在探究小灯泡的伏安特性实验中,所用器材有:灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、开关S等,要求灯泡两端电压从零开始变化.
(1)实验中滑动变阻器应采用________(填“分压”或“限流”)接法;
(2)某同学已连接如图所示的电路,在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前,请指出其中仅有的两个不当之处,并说明如何改正.
A.________________________________________________________________________
B.________________________________________________________________________
【答案】(1)分压
(2)A.开关S不应闭合,应处于断开状态.
B.滑动变阻器滑动触头P位置不当,应将其置于b端.
【解析】(1)电压要求从零开始变化,所以滑动变阻器要采用分压式连接.
(2)为了保证电路接通电表和灯泡的安全,A.开关S不应闭合,应处于断开状态;B.滑动变阻器滑动触头P位置不当,应将其置于b端.
8.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题,实验室备有的器材是:电压表(0~3 V,3 kΩ)、电流表(0~0.6 A,0.1 Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干.实验时,要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上.
(1)他们应选用下图中____________图所示的电路进行实验;
A B C D
(2)根据实验测得数据描绘出如图所示UI图象,由图分析可知,小灯泡电阻R随温度T的升高而____________;(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)已知实验中使用的小灯泡标有1.5 V字样,请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5 V时电阻是________Ω.
【答案】(1)A (2)增大 (3)3.26
【解析】(1)电路应该采用电流表外接,滑动变阻器用分压式连接.
(2)从UI图象可以看出图象的斜率在增大,所以电阻增大.
(3)由图象可知,小灯泡的电压为1.5 V时,电流为0.46 A,根据欧姆定律得电阻为3.26 Ω.
能力提升
9.如图,导体A、B的伏安特性曲线为直线,导体C的为曲线,下列说法正确的是( )
A.若将这三个导体串联起来接在电压恒为6 V的直流电源两端,稳定时通过导体的电流均为2 A
B.若将这三个导体串联起来接在电压恒为6 V的直流电源两端,稳定时三个导体电阻RA∶RB∶RC=1∶3∶2
C.若将这三个导体串联后先后两次分别接在电压恒为3 V和6 V的直流电源上,三个导体的阻值之比不变
D.若将这三个导体并联后接在电压恒为3 V的直流电源上,则通过它们的电流比IA∶IB∶IC=3∶2∶1
【答案】B
【解析】三个导体串联在6 V的电源两端时,电流相等,电压和为6 V,从图上可知,当I=1 A时,UA=1 V,UB=3 V,UC=2 V,所以RA∶RB∶RC=1∶3∶2,A错误,B正确;串联在3 V电源时,A、B电阻不变,C的电阻增大,C错误;由图可知,三个导体并联在3 V电源上时,IA∶IB∶IC=3∶1∶2,D错误.
10.(多选)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1 V时,通过灯泡的电流为0.5 A;灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为1 A.则灯泡两端电压为2 V时,通过灯泡的电流可能是( )
A.0.5 A B.0.7 A
C.0.8 A D.1 A
【答案】BC
【解析】灯泡两端的电压为1 V及3 V时的电阻分别是R1== Ω=2 Ω,R2== Ω=3 Ω.由题意知,灯泡两端电压为2 V时,2 Ω11.(2019·绍兴一中期中) 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I/A
0
0.10
0.20
0.26
0.34
U/V
0
0.20
0.40
0.60
0.80
I/A
0.38
0.42
0.45
0.47
0.50
U/V
1.00
1.20
1.40
1.60
2.00
(1)在虚线框中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0~10 Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干.
(2)在上图中画出小灯泡的UI曲线.
【答案】(1)
(2)
12.某研究性学习小组为了探究灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关实验.以下是实验中可供选择的器材:
A.待测小灯泡(额定功率6 W,额定电流0.5 A);
B.电流表(0~0.6 A,内阻0.1 Ω);
C.电压表(0~5 V,内阻5 kΩ);
D.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ);
E.滑动变阻器(0~50 Ω);
F.滑动变阻器(0~1 000 Ω);
G.直流电源(电压15 V,内阻可忽略);
H.开关一个、导线若干.
实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端电压可以在零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流.
(1)请在实线方框中画出为完成上述实验而设计的电路图,并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号.
(2)如图所示是该小组测得小灯泡的IU图线,由图线可知,小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而________(填“增大”“减小”或“不变”);当小灯泡两端所加电压为6 V时,其灯丝电阻值约为______Ω.
【答案】(1)见解析 (2)增大 15
【解析】(1)实验要求小灯泡两端电压从零开始,滑动变阻器用分压接法,滑动变阻器应选E.小灯泡的电阻为R=== Ω=24 Ω.额定电压为U=IR=12 V,电压表应选D.
又有==625,==240.显然有RV?R,采用电流表外接法.电路图如图.
(2)从图线可以看出,线上的点与原点的连线的斜率逐渐变小,而k==,所以电阻在增大.当电压为6 V时,由图线知I=0.40 A,所以R==15 Ω.
课件27张PPT。3 欧姆定律同学们,前几节我们学习了电动势的概念,首先请大家回顾一下有关知识,然后回答下面的几个问题:
1.(2017·滨海期末)电源电动势反映了电源把其他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.电动势就是闭合电路中电源两端的电压
D.电动势的大小是非静电力做功能力的反映【答案】D
【解析】电动势是描述电源做功本领的物理量,不是非静电力,故A错误;电动势的大小与所储存的电能是无关的,故B错误;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C错误;电动势是描述电源把其他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,表明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大,故D正确.故选D.2. (多选)关于电源的电动势,下面说法正确的是( )
A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量
B.电动势在数值上等于电路中通过1 C电荷量时电源提供的能量
C.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关
D.电动势有方向,因此电动势是矢量
【答案】AB【解析】由电动势的物理意义可知,电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压,也等于电路中通过1 C电荷量时电源所提供的能量;电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的大小无关,跟外电路也无关;电动势虽然有方向,但电动势是标量.综上所述,正确选项是A、B.一、电阻
1.定义:导体两端的_________与_______________的比值叫作电阻,即R=____________.
2.意义:反映导体对电流的____________作用.
3.单位:欧姆(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ);1 kΩ=103Ω,
1 MΩ=____________Ω.
4.决定因素:取决于________________,与电流和电压__________.电压 通过导体电流 阻碍106导体本身无关二、欧姆定律
1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压U成____________,跟导体的电阻R成____________.
2.公式:____________.
3.适用条件:适用于____________导电和____________导电.对气态导体和半导体元件不适用.正比反比金属电解质溶液三、导体的伏安特性曲线
1.概念:用纵坐标表示______________,横坐标表示____________的I-U图象.
2.形状
过原点的直线,对应元件叫____________;
过原点的曲线,对应元件叫____________.
3.意义:能形象直观地反映出____________的变化规律.电流I电压U线性元件非线性元件导体电阻电路中只要接入电源,闭合电路就会有持续的电流,那么电流的强弱跟哪些因素有关呢?
【答案】电流的强弱与电压和电阻有关,电压越高,电流越大;电阻越大,电流越小. 1. 欧姆定律的适用情况
(1)仅适用于金属导体或电解液导电,对气体或半导体不适用.
(2)仅用于纯电阻(将电能全部转化为内能)电路.非纯电阻(电能部分转为内能)电路不适用.欧姆定律答案:2.0 A 【答案】C
【解析】根据欧姆定律可知,通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,所以A正确;由U=IR,对确定的导体,电流与电压成正比,所以通过它的电流强度越大,它两端的电压也越大,所以B正确;导体的电阻与电压的大小无关,是由导体本身决定的,所以C错误;对一定的导体,它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变,即为电阻的大小,所以D正确.本题选错误的,故选C.1.UI图象与IU图象
(1)坐标轴意义不同:IU图线为导体的伏安特性曲线,表示电流I随电压U的变化规律,横轴表示U为自变量,纵轴表示I为因变量:UI图线的横轴表示电流I,纵轴表示电压U.
(2)图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的意义不同:若IU图线是一条过原点的直线,直线的斜率表示电阻的倒数,若UI图线是一条过原点的直线,直线的斜率表示电阻,如图甲中,R2R1.导体的伏安特性曲线2.线性元件与非线性元件
(1)线性元件:欧姆定律适用的元件,例如,金属、电解质溶液,其伏安特性曲线是直线.
(2)非线性元件:欧姆定律不适用的元件,例如,日光灯、霓虹灯,其伏安特性曲线是曲线.1.实验原理:根据欧姆定律,在纯电阻电路中,导体两端的电压和通过导体的电流呈线性关系,即IU图线是一条过原点的直线.但是实际电路中由于某些因素的影响,IU图线可能不是直线.用伏安法分别测出灯泡两端的电压及通过的电流,便可描绘出IU图线.
2.实验器材:小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等.测绘小灯泡的伏安特性曲线3.实验电路如图所示.
4.实验操作
(1)按如图所示连接好电路,开关闭合前,将变阻器滑片滑至R的左端.
(2)闭合开关,右移滑片到不同位置,并分别记下电流表、电压表的多组示数.
(3)依据实验数据作出小灯泡的IU图线. 如图所示的图象所对应的两个导体:
(1)电阻R1∶R2为多少?
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,两端的电压之比U1∶U2为多少?
(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时,电流之比I1∶I2为多少?答案:(1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶32.(2017·滨海期末)一个标有“4 V 0.7 A”的小灯泡,所加的电压U由零逐渐增大到4 V,在此过程中电压U和电流I的关系用图象表示,符合实际情况的是( )
【答案】B
【解析】由题,小灯泡上的电压U由零逐渐增大到4 V时,小灯泡的温度不断升高,电阻增大,而在I-U图象中斜率越小电阻越大,故只有B正确.