2.3 欧姆定律—2020-2021学年高中物理选修3-1练习册

3　欧姆定律
知识点一　欧姆定律的理解与应用
1.一个阻值为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变化的图像如图L2-3-1所示,此图像的斜率可表示为
(　　)
图L2-3-1
A.U
B.R
C.
D.
2.由欧姆定律I=导出U=IR和R=,下列叙述中不正确的是
(　　)
A.由R=知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定
B.导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流大小无关
C.对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值
D.一定的电流流过导体,电阻越大,其两端电压越大
3.小灯泡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,灯丝温度较高.已知一灯泡两端的电压为1
V时,通过灯泡的电流是0.5
A;灯泡两端的电压为3
V时,通过灯泡的电流是1
A;则当灯泡两端电压为2
V时,通过灯泡的电流可能是
(　　)
A.0.5
A
B.0.6
A
C.0.8
A
D.1.2
A
知识点二　伏安特性曲线及其应用
4.两只电阻的伏安特性曲线如图L2-3-2所示,则下列说法中正确的是
(　　)
图L2-3-2
A.两电阻的阻值关系为R1大于R2
B.两电阻并联在电路中时,流过R1的电流小于流过R2的电流
C.两电阻串联在电路中时,R1消耗的功率小于R2消耗的功率
D.两电阻串联在电路中时,R1两端电压大于R2两端电压
5.一个标有“220
V　60
W”的白炽灯泡两端的电压由0逐渐增大到220
V过程中,电流I和电压U的关系可用I-U图像表示,图L2-3-3中符合实际的是
(　　)
图L2-3-3
6.(多选)如图L2-3-4所示是电阻R的I-U
图像,图中α=45°,由此得出
(　　)
图L2-3-4
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5
Ω
C.因I-U图像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3.0
C
7.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图L2-3-5所示,则下列说法中正确的是
(　　)
图L2-3-5
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下的电阻
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
8.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L2-3-6甲、乙、丙所示.下列说法正确的是
(　　)
图L2-3-6
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
9.两电阻的U-I图线如图L2-3-7所示,则关于两电阻的描述正确的是
(　　)
图L2-3-7
A.电阻A的阻值随电流的增大而减小,电阻B的阻值不变
B.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值
C.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B的阻值
D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B的阻值
10.如图L2-3-8所示的电路中,R1=10
Ω,R2=30
Ω,电源的电压恒定不变,保持开关S1闭合,当开关S2断开时,电流表的示数为0.6
A.若将开关S2闭合,求电路中的总电阻和电流表的示数.
图L2-3-8
11.有两段导体,其电阻分别为R1和R2,当R1两端的电压是R2两端电压的时,通过R1的电流是通过R2电流的3倍,求两段导体的电阻之比.
12.如图L2-3-9所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻为R,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,求此时金属棒内的电场强度大小.
图L2-3-9
3　欧姆定律
1.C　[解析]
I=,所以在q-t图像中,图像的斜率表示电流I.由欧姆定律I=可知,此图像的斜率也可表示为,选项C正确.
2.A　[解析]
导体的电阻是由导体自身的性质决定的,与所加的电压和通过的电流无关.当R一定时,才有I∝U,故A错误,B、C、D正确.
3.C　[解析]
根据欧姆定律可知,灯泡两端的电压为1
V时,灯泡的电阻为R1==
Ω=2
Ω,灯泡两端的电压为3
V时,灯泡的电阻为R2==
Ω=3
Ω,根据题意知,当灯泡两端的电压为2
V时,灯泡的电阻R应满足2
ΩΩ,所以电流I满足0.67
AA,C正确.
4.C　[解析]
在I-U图像中,图线斜率的倒数反映导体的电阻,则R15.C　[解析]
白炽灯的灯丝是金属导体,其电阻随着电压的增大而增大,I-U图线上的某一点与坐标原点连线的斜率的倒数反映了电阻的大小,C正确.
6.AD　[解析]
由I-U图像可知,图线是一条过原点的倾斜直线,即I和U成正比,A正确;电阻R==
Ω=2
Ω,B错误;由于纵、横坐标的标度不一样,故不能用tan
α表示斜率,C错误;在R两端加上6.0
V电压时,I==
A=3.0
A,每秒通过电阻横截面的电荷量q=It=3.0×1
C=3.0
C,D正确.
7.BD　[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,A错误;当U=5
V时,I=1.0
A,R==5
Ω,B正确;由图可知,随电压的增大,各点与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.
8.A　[解析]
由图像可知,图甲的元件的电阻不变,图乙的元件的电阻随电压U的增大而增大,图丙的元件的电阻随电压U的增大而减小,A正确,B、C、D错误.
9.B　[解析]
U-I图像上某点与原点连线的斜率等于导体的电阻,故电阻A的阻值随电流的增大而增大,同理,电阻B的阻值不变,故A错误;两图线的交点处,电流和电压均相同,由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,故B正确,C、D错误.
10.7.5
Ω　0.8
A
[解析]
开关S2断开时,电源电压U=IR1=0.6×10
V=6
V
开关S2闭合后,R总==7.5
Ω,I'==
A=0.8
A.
11.1∶2
[解析]
设R2两端的电压为U,通过R2的电流为I,则R1两端的电压为U,通过R1的电流为3I,由欧姆定律知R=,所以==.
12.
[解析]
根据欧姆定律I=,电流的微观表达式I=neSv,匀强电场场强表达式E=,联立得E=.