2020-2021学年高中物理教科版选修3-1自主学习检测题 2.1.1 欧姆定律 Word版含解析

课时素养评价
八　欧 姆 定 律
　　　　　　　　　
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.新型的导电材料一直是我国建设节约型社会所主攻的方向。某一根导线,分别通以不同电流,并保持温度不变,当电流较大时,以下说法正确的是(　　)
A.单位体积内自由电子数较多
B.自由电子定向移动的速率较大
C.自由电子的热运动速率较大
D.电流的传导速率较大
【解析】选B。对同一根导线,单位体积内的自由电子数是一定的,A错误;电流和自由电子的定向移动的速率有关,与自由电子的热运动速率无关,故B正确,C错误;电流的传导速率是电场的形成速度,等于光速c,和电流的大小无关,选项D错误。
2.北京正、负电子对撞机的储存环是长240 m的近似圆形轨道,若电子的速率为光速大小的十分之一,当环中的电流为10 mA时,在整个环中运行的电子数目为(　　)
A.5×1011个　　　　　　　 B.5×1019个
C.1×103个 D.1×102个
【解析】选A。北京正、负电子对撞机的储存环长l为240 m,环中的电流I为10 mA,电子的速率v=c,则由:I==,t==,代入数据联立可得:n==5×1011个,A正确,B、C、D错误,故选A。
3.关于欧姆定律的适用条件,下列说法正确的是(　　)
A.欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的,对于其他导体不适用
B.欧姆定律也适用于电解液导电
C.欧姆定律对于气体导电也适用
D.欧姆定律适用于一切导体
【解析】选B。欧姆定律适用于金属导电和电解液导电,B正确。
4.如图所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积S铝=2S铜。在铜导线上取一截面A,在铝导线上取一截面B,若在1 s内垂直通过它们的电子数相等,那么通过这两个截面的电流的大小关系是(　　)
A.IA=IB　　　　　 B.IA=2IB
C.IB=2IA D.不能确定
【解析】选A。根据公式I=可得,电流I的大小与横截面积的大小无关,主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少。故A正确。
5.白炽灯泡灯丝的I-U特性曲线可以用选项中哪个图像来表示(　　)
【解析】选A。根据欧姆定律I=,得到I=U,由数学知识得知,I-U图像上的点与原点连线的斜率大小表示电阻的倒数,而白炽灯的电阻随电压增加而增大,因此I-U特性曲线是过原点的、向电压U轴倾斜的曲线。故选A。
6.两个金属导体的伏安特性曲线如图所示,则(　　)
A.RⅠ>RⅡ　　　　　　　 B.RⅠ=RⅡ
C.电压相同时IⅠ>IⅡ D.电压相同时IⅠ【解析】选C。由伏安特性曲线斜率k=且kⅠ>kⅡ,可知A、B错误。又由k==,电压相同时,kⅠ>kⅡ,所以IⅠ>IⅡ。C正确,D错误。
二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.(10分)电路中,每分钟有4.8×10-3 C的电荷流过导线的某一横截面,求:
(1)每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目;
(2)流过该导线的电流。
已知一个电子的带电量为e=1.6×10-19 C。
【解析】(1)一个电子的带电量为e=1.6×10-19 C,故每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目n==个=3.0×1016个。
(2)流过该导线的电流I== A=8.0×10-5 A。
答案:(1)3.0×1016个　(2)8.0×10-5 A
8.(14分)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?
【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,I-U曲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,欧姆定律仍然适用。
答案:见解析
　　　　　　　　　(15分钟·40分)
9.(7分)鸟儿落在110 kV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露导线,但鸟儿仍然安然无恙,这是因为(　　)
A.鸟有耐高压的本领
B.鸟脚是干燥的,所以鸟的身体不导电
C.鸟两脚间的电压几乎为零
D.鸟身体的电阻极大,所以无电流通过
【解析】选C。鸟两脚间导线的电阻非常小,故两脚间电压几乎为零。
10.(7分)某同学做三种导电元件的导电性实验,他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I-U图像,如图所示,则下述判断正确的是(　　)
A.图乙表示的电阻遵从欧姆定律
B.图甲、图丙的曲线一定是偶然误差太大
C.图甲的电阻阻值随电压升高而增大
D.图丙的电阻能作为标准电阻使用
【解析】选A。图乙是线性元件的I-U图像,遵从欧姆定律,故A正确;图甲和图丙是不同的非线性元件的I-U图像,不是偶然误差大,故B错误;I-U图像上某点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数,根据图像可知,图甲的电阻随电压升高越来越小,故C错误;图丙的电阻随电压的变化而变化,不能作为标准电阻,故D错误。
11.(7分)(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知(　　)
A.R1为线性元件,R2为非线性元件
B.R1的电阻R1=tan45° Ω=1 Ω
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U=1 V时,R2的电阻等于R1的电阻
【解析】选A、D。由题图可知,R1的I-U图像的斜率保持不变,故电阻值保持不变,为线性元件;R2的I-U图像的斜率不断变化,故电阻值变化,为非线性元件,故A正确;根据欧姆定律:R1== Ω=2 Ω,由于横、纵坐标轴的标度不一定相等,所以不能使用图线的正切值求电阻,故B错误; I-U图像的斜率表示电阻的倒数,可知R2的电阻随电压的增大而增大,故C错误;由题图可知当U=1 V时,R2的电阻等于R1的电阻,都等于2 Ω,故D正确。
12.(19分)(2020·广元高二检测)若加在某导体两端的电压变为原来的时,导体中的电流减小了0.4 A。如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流为多大?
【解析】设导体两端原来的电压为U,电流为I,则导体电阻R=,又由题知,导体两端的电压变为原来的时,导体中的电流减小了0.4 A,则有R=,联立得=,解得I=1.0 A,当电压变为2U时,I'=2I=2 A。
答案:2 A