2021-2022版高中物理-第二章-恒定电流-3-欧姆定律课时作业新人教版选修3-1.doc

2021-2022版高中物理 第二章 恒定电流 3 欧姆定律课时作业新人教版选修3-1

2021-2022版高中物理 第二章 恒定电流 3 欧姆定律课时作业新人教版选修3-1

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- 9 -

欧姆定律

(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.R=的物理意义是 (　　)
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体的电阻越大,则电流越大
C.加在某导体两端的电压越大,其电流不一定越大
D.导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值
【解析】选D。一定的导体,电阻不随电压、电流改变而改变,A错;由I=可知,电压U不变时,R越大,电流越小,B错;U越大,电阻不变时电流I越大,C错;由电阻定义式R=知D项正确。
2.加在某段导体两端的电压变为原来的2倍时,导体总的电流就增加0.6 A,如果所加电压变为原来的3倍,则导体中的电流将变为 (　　)
A.0.6 A　　B.0.9 A　　C.1.2 A　　D.1.8 A
【解析】选D。设导体两端原来的电压为U,电流为I,由欧姆定律得I=,I′=,I′-I=0.6 A,解得=0.6 A,当电压变为3U时,有I″==3×0.6 A=1.8 A,选项D正确。
3.如图是某导体的伏安特性曲线,当U=10 V时,下列说法正确的是 (　　)

A.导体的电阻是1 000 Ω
B.导体的电阻是2 000 Ω
C.导体的电阻是0.5 Ω
D.当通过导体的电流是0.001 A时,导体两端的电压是1 V
【解析】选B。电流为5×10-3 A时,导体的电阻为:R== Ω=2 000 Ω,故A、C错误,B正确;随着电压的增大,图象上的点与原点连线的斜率减小,此割线斜率等于电阻,则知随着电压的增大导体的电阻不断减小,当通过导体的电流是0.001 A时,导体的电阻值大于2 000 Ω,所以导体两端的电压大于2 V,故D错误。
【加固训练】
　　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
【解析】选B。U􀆼I图象中图象的斜率表示电阻的阻值,则由图可知,A的电阻RA= Ω=10 Ω,B的电阻RB= Ω=5 Ω,则RA∶RB=10∶5=2∶1。两电压相同时,电流与电阻成反比,故电流之比为1∶2。
4.(多选)关于电流下列说法正确的是 (　　)
A.由I=可知电流与通过导体某一横截面的电荷量成正比,与所用时间成反比
B.由I=可知在任何电路中电流皆与电压成正比,与电阻成反比
C.由I=neSv可知对于某一确定的金属导体,其电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
D.由I=可得q=It,可知当t一定时通过导体横截面的电荷量与电流I成正比
【解析】选C、D。I=是电流的定义式,I与q和t无关,故A错;欧姆定律I=只适用于纯电阻电路,故B错。
5.在研究电流跟电压、电阻的关系的实验中,得出表格中的数据。根据数据,可以得到的结论是 (　　)
导体两端电压/V
导体电阻/Ω
通过导体的电流/A
4
2
2
4
4
1
4
8
0.5
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
D.导体两端电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
【解析】选D。分析表格中数据可知,在导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比,故选项D正确。
6.一只标有“220 V　60 W”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220 V。在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示。在如图所示的四个图线中,肯定符合实际的是 (　　)

【解析】选B。由电阻的定义式R=知:在U-I图象上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值就对应着电阻值R。由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220 V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大。A图线表示为一定值,说明电阻不变,不符合要求;C图线上各点的值随U的增大而减小,也不符合实际;D图线中的值开始随U的增大而增大,后来随U的增大而减小,也不符合实际;只有B图线中的值随U的增大而变大,符合实际。
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.(12分)某电压表的量程为0～15 V,一导体两端电压为1.6 V时,通过的电流为2 mA。现在若给此导体通以20 mA的电流,能否用这个电压表测量导体两端的电压?
【解析】已知:U1=1.6 V,I1=2 mA,所以R== Ω=800 Ω。当导体通以电流I2=20 mA时,加在导体两端的电压U2=I2R=20×10-3×800 V=16 V。由计算可知,此时导体两端的电压超出电压表量程,所以不能用这个电压表测量导体两端的电压。
答案:不能
8.(12分)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。
【解析】(1)10 s内通过某一横截面的电荷量为0.16 C,则电流为:I1== A=0.016 A
由欧姆定律:I=得:R== Ω=500 Ω
(2)若导体两端电压为10 V,通过导体的电流为:I2== A=0.02 A
答案:(1)500 Ω　(2)0.02 A

　(15分钟·40分)
9.(6分)某导体的伏安特性曲线如图所示,直线a是伏安特性曲线上b点的切线,关于导体的电阻,下列说法中正确的是 (　　)

A.当电压是4 V时,导体的电阻为0.8 Ω
B.当电压是4 V时,导体的电阻为0.1 Ω
C.导体的电阻随着电压的增大而减小
D.导体的电阻随着电压的增大而增大
【解析】选D。由图可知,当电压为4 V时,电流为0.4 A,故其电阻R== Ω=10 Ω,故A、B错误;I-U图象中直线的斜率表示电阻的倒数,则由图可知,导体的电阻随着电压的增大而增大,故C错误,D正确。
10.(6分)(多选)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,电导率越大,物质导电本领越强。如图是硫酸浓度与电导率的关系图,下列判断正确的是 (　　)

A.浓度越高导电性能不一定越好
B.可以根据电导率来确定硫酸浓度
C.硫酸的导电性能与其浓度有关,所以对于某一浓度的硫酸导电时,不再遵守欧姆定律
D.浓度确定的硫酸导电时,仍然遵守欧姆定律
【解析】选A、D。由图可知,电导率并不是随浓度的增大而增大的,浓度越高但导电性能不一定越好,故A正确;因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,故B错误;硫酸的导电性能与其浓度有关,但是对确定浓度的硫酸来说它仍遵守欧姆定律,故C错误,D正确。故选A、D。
11.(6分)(多选)如图所示是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路图,关于该实验的操作和实验现象,下列说法正确的是 (　　)

A.在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑动触头应滑到最左端
B.本实验要求电流、电压均从零开始到额定电流、额定电压之间测量多组数据
C.当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,电压表示数逐渐变大,电流表示数逐渐减小
D.当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,电压表示数逐渐变大,电流表示数逐渐变大
【解析】选A、B、D。在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑动触头应滑到最左端,这样小灯泡上得到的电压才能从零开始调节,故A正确;本实验要求电流、电压均从零开始到额定电流、额定电压之间测量多组数据,这样才能画出小灯泡的U-I图线,故B正确;当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,小灯泡两端的电压变大,则电压表示数和电流表的示数都是逐渐变大,故C错误,D正确。
【加固训练】
(多选)某一热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,如图所示是该热敏电阻和一小灯泡各自通电后所加电压U随电流I变化的图线,P为图线a、b的交点。则下列说法正确的是(　　)

A.图线a是小灯泡的U􀆼I曲线,图线b是热敏电阻的U􀆼I曲线
B.图线b是小灯泡的U􀆼I曲线,图线a是热敏电阻的U􀆼I曲线
C.图线中的P点表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值
D.将该热敏电阻与该小灯泡串联,当I<I1时,热敏电阻的阻值大于小灯泡的阻值
【解析】选A、D。随着电压的增加,元件的热功率增加,温度升高;从图象可以看出,a图线对应电阻增大,b图线对应电阻减小;热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,而小灯泡的电阻随温度的升高而增加;故b是热敏电阻,a是小灯泡的伏安特性曲线,故A项正确,B项错误;P点时由于电流和电压均相同,故此时两元件的阻值相等,故C项错误;若将两元件串联,则两元件中的电流相等,且I<I1时,b对应的电压均大于a的电压,故热敏电阻的阻值大于小灯泡的阻值,故D项正确。
12.(22分)一个小灯泡的额定电压为2.0 V,额定电流约为0.5 A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线:
A.电源E:电动势为3.0 V,内阻不计
B.电压表V1:量程为0～3 V,内阻约为1 kΩ
C.电压表V2:量程为0～15 V,内阻约为4 kΩ
D.电流表A1:量程为0～3 A,内阻约为0.1 Ω
E.电流表A2:量程为0～0.6 A,内阻约为0.6 Ω
F.滑动变阻器R1:最大阻值为10 Ω,额定电流为1.0 A
G.滑动变阻器R2:最大阻值为150 Ω,额定电流为1.0 A
H.开关S,导线若干
(1)实验中使用的电压表应选用　　　　;电流表应选用　　　　;滑动变阻器应选用　　　　。(请填写选项前对应的字母) 
(2)实验中某同学连接实验电路如图1所示,请你不要改动已连接的导线,在图中把还需要连接的导线补上。闭合开关前,应使变阻器滑片放在最　　　　(选填“左”或“右”)端。 

(3)实验中得到的某一组电压表与电流表示数如图2所示,则电压表的读数为　　　　V,电流表的读数为　　　　A,请将该组数据标记在U􀆼I坐标中,其余实验数据已标记在图3的坐标图中,请你画出小灯泡的U􀆼I图线。并简述该图线不是直线的主要原因　。 
【解析】(1)灯泡额定电压为2 V,电压表应选B,灯泡额定电流为0.5 A,电流表应选E,为方便实验操作,滑动变阻器应选总阻值较小的F。
(2)描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时电阻为R== Ω=4 Ω,电压表内阻约为1 kΩ,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图1所示;为保护电路,闭合开关前,滑片应置于左端。
(3)由图示电压表可知,其量程为3 V,分度值为0.1 V,示数为1.20 V,由图示电流表可知,其量程为0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.42 A,在坐标系中描出对应点,然后根据坐标系内描出的点用平滑的曲线把各点连接起来,作出灯泡的U􀆼I图象,如图2所示。

由于灯泡电阻受温度影响,灯泡电阻随温度升高而增大,所以灯泡的U-I图线不是直线。
答案:(1)B　E　F　(2)图见解析　左　(3)1.20　 0.42　图象见解析　灯丝电阻随温度升高而增大