2017-2018學(xué)年高中物理 第2章 直流電路 第1節(jié) 歐姆定律練習(xí) 教科版選修3-1.doc
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第1節(jié) 歐姆定律 1.要在導(dǎo)體中形成電流必須具有以下兩個條件:①有____________.其中金屬中的自由電荷是________,電解質(zhì)溶液中的自由電荷是可自由運動的____________.②導(dǎo)體內(nèi)存在________.自由電荷受電場力作用形成定向運動. 2.電流的方向:規(guī)定________定向運動的方向為電流方向. (1)在金屬導(dǎo)體中,電流方向與自由電荷(電子)的定向運動方向________;在電解液中,電流方向與正離子定向運動方向________,與負(fù)離子定向運動方向________. (2)恒定電流:________和________都不隨時間改變的電流. 3.設(shè)金屬導(dǎo)體的橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,自由電子定向運動速度為v,那么在時間t內(nèi)通過某一橫截面積的自由電子數(shù)為________;若電子的電荷量為e,那么在時間t內(nèi),通過某一橫截面積的電荷量為________;若導(dǎo)體中的電流為I,則電子定向運動的速率為________. 4.對給定的導(dǎo)體,保持不變,對不同的導(dǎo)體,一般不同,比值反映了導(dǎo)體對電流的________作用,叫做________,用____表示. 導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體本身的性質(zhì),與導(dǎo)體兩端的________和通過導(dǎo)體的________無關(guān). 5.導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成________,跟導(dǎo)體的電阻成________,用公式表示為____________,這個規(guī)律叫歐姆定律,其適用于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電和__________導(dǎo)電. 6.在直角坐標(biāo)系中,縱坐標(biāo)表示________,橫坐標(biāo)表示________,這樣畫出的I—U圖象叫導(dǎo)體的伏安特性曲線. 在溫度沒有顯著變化時,金屬導(dǎo)體的電阻幾乎是________的,它的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點的____________,具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做________元件. 歐姆定律對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并不適用,在這種情況下電流與電壓不成________,這類電學(xué)元件叫________元件,它們的伏安特性曲線不是________. 對電阻一定的導(dǎo)體,U—I圖和I—U圖兩種圖線都是過原點的________直線,但U—I圖象的斜率表示________. 對于電阻隨溫度變化的導(dǎo)體(半導(dǎo)體),是過原點的曲線. 7.下列說法中正確的是( ) A.導(dǎo)體中只要電荷運動就形成電流 B.在國際單位制中,電流的單位是A C.電流有方向,它是一個矢量 D.任何物體,只要其兩端電勢差不為零,就有電流存在 8.以下說法中正確的是( ) A.只要有可以自由運動的電荷,就存在持續(xù)電流 B.金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場力作用下形成的 C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流越大 D.在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向運動時,它們的熱運動就消失了 9.根據(jù)歐姆定律,下列說法中正確的是( ) A.從關(guān)系式U=IR可知,導(dǎo)體兩端的電壓U由通過它的電流I和它的電阻R共同決定 B.從關(guān)系式R=U/I可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比 C.從關(guān)系式I=U/R可知,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比 D.從關(guān)系式R=U/I可知,對一個確定的導(dǎo)體來說,所加的電壓跟通過導(dǎo)體的電流的比值是一定值 10.下面關(guān)于歐姆定律的說法中,正確的是( ) A.歐姆定律普遍適用于各種導(dǎo)體的導(dǎo)電情況 B.導(dǎo)體中的電流強度與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也與導(dǎo)體的電阻有關(guān) C.對某一導(dǎo)體來說,導(dǎo)體中的電流強度與其兩端的電壓成正比 D.在相同電壓的條件下,不同導(dǎo)體中的電流強度跟導(dǎo)體的電阻成反比 【概念規(guī)律練】 知識點一 電流 1.關(guān)于電流的方向,下列描述正確的是( ) A.規(guī)定正電荷定向運動的方向為電流的方向 B.規(guī)定自由電荷定向運動的方向為電流的方向 C.在金屬導(dǎo)體中,自由電子定向運動的方向為電流的反方向 D.在電解液中,由于正、負(fù)離子的電荷量相等,定向運動的方向相反,故無電流 2.某電解池中,若在2 s內(nèi)各有1.01019個二價正離子和2.01019個一價負(fù)離子通過某橫截面,那么通過這個截面的電流是( ) A.0 B.0.8 A C.1.6 AD.3.2 A 知識點二 歐姆定律 3.由歐姆定律I=導(dǎo)出U=IR和R=,下列敘述中正確的是( ) A.導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比 B.導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定,跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流的大小無關(guān) C.對確定的導(dǎo)體,其兩端電壓和流過它的電流的比值就是它的電阻值 D.一定的電流流過導(dǎo)體,電阻越大,其電壓降越大 4.某電壓表的量程是0~15 V,一導(dǎo)體兩端電壓為1.6 V時,通過的電流為2 mA.現(xiàn)在若給此導(dǎo)體通以20 mA電流,能否用這個電壓表去測量導(dǎo)體兩端的電壓? 知識點三 導(dǎo)體的伏安特性曲線 5.如圖1所示的圖象所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體: 圖1 (1)電阻關(guān)系R1∶R2為____________; (2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時,電壓之比U1∶U2為______; (3)若兩個導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時,電流之比I1∶I2為________. 6.某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化,如圖2所示,則下列說法中正確的是( ) 圖2 A.加5 V電壓時,導(dǎo)體的電阻約是5 Ω B.加11 V電壓時,導(dǎo)體的電阻約是1.4 Ω C.由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小 D.由圖可知,隨著電壓的減小,導(dǎo)體的電阻不斷減小 【方法技巧練】 一、用等效法求解電流 7.半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流判斷正確的是( ) A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍,則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍 B.若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍,則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍 C.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,等效電流將變大 D.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,等效電流將變小 8.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流,設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動,用e表示電子的電荷量,則其等效電流為多大? 二、歐姆定律的應(yīng)用技巧 9.若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時,導(dǎo)體中的電流減小了0.4 A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則導(dǎo)體中的電流多大? 三、小燈泡的伏安特性曲線的描繪方法 10.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,使用的小燈泡的規(guī)格為“6 V 3 W”,其他供選擇的器材有: A.電壓表(量程6V,內(nèi)阻20kΩ) B.電壓表(量程20V,內(nèi)阻60kΩ) C.電流表(量程3A,內(nèi)阻0.2Ω) D.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻1Ω) E.滑動變阻器R1(0~1 000 Ω,0.5 A) F.滑動變阻器R2(0~20 Ω,2 A) G.學(xué)生電源E(6~8 V) H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干 實驗中要求電壓表示數(shù)在0~6 V范圍內(nèi)變化,讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I,以便繪出伏安特性曲線.在上述器材中,電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用__________,變阻器應(yīng)選用__________,并畫出實驗原理圖. 1.關(guān)于電流的說法中正確的是( ) A.根據(jù)I=q/t,可知I與q成正比 B.如果在任何相等的時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量相等,則導(dǎo)體中的電流是恒定電流 C.電流有方向,電流是矢量 D.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位 2.關(guān)于電流的方向,下列說法中正確的是( ) A.電源供電的外部電路中,電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端 B.電源內(nèi)部,電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端 C.電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同 D.電容器充電時,電流從負(fù)極板流出,流入正極板 3.關(guān)于電流,下列說法中正確的是( ) A.通過導(dǎo)體截面的電荷量越多,電流越大 B.電子運動速率越大,電流越大 C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流就越大 D.因為電流有方向,所以電流是矢量 4.示波管中,2 s內(nèi)有61013個電子通過截面大小不知的電子槍,則示波管中電流大小為( ) A.4.810-6 AB.310-13 A C.9.610-16 AD.無法確定 5.有甲、乙兩導(dǎo)體,甲的電阻是乙的一半,而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體乙橫截面的電荷量是甲的兩倍,則以下說法中正確的是( ) A.甲、乙兩導(dǎo)體中的電流相同 B.乙導(dǎo)體中的電流是甲導(dǎo)體的2倍 C.甲、乙兩導(dǎo)體兩端的電壓相同 D.乙導(dǎo)體兩端的電壓是甲的2倍 6.一個阻值為R的電阻兩端加上電壓U后,通過導(dǎo)體截面的電荷量q與通電時間t的圖象如圖3所示.此圖線的斜率(即tan θ)等于( ) 圖3 A.U B.RC.D. 7.如圖4所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線,由圖可知,下列說法正確的是( ) 圖4 A.導(dǎo)體的電阻是25 Ω B.導(dǎo)體的電阻是0.04 Ω C.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10 V時,通過導(dǎo)體的電流是0.4 A D.當(dāng)通過導(dǎo)體的電流是0.1 A時,導(dǎo)體兩端的電壓是2.5 V 8.如圖5是電阻R的I—U圖線,圖中α=45,由此得出( ) 圖5 A.通過電阻的電流與兩端電壓成正比 B.電阻R=0.5 Ω C.因I—U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),故R=cot α=1.0 Ω D.在R兩端加6.0 V電壓時,每秒通過電阻橫截面的電荷量是3.0 C 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 答 案 9.電路中有一段導(dǎo)體,給它加上3 V的電壓時,通過它的電流為2 mA,可知這段導(dǎo)體的電阻為________ Ω;如果給它兩端加2 V的電壓,則通過它的電流為________ mA;如果在它兩端不加電壓,它的電阻為________ Ω. 10.在某次閃電中,持續(xù)時間為0.5 s,所形成的平均電流為6.0104 A,若閃電過程中電荷以0.5 A的電流通過電燈,試求該次閃電產(chǎn)生的電流可供電燈照明時間為多少? 11.某同學(xué)在做測定小燈泡功率的實驗中得到如下表所示的幾組U和I的數(shù)據(jù): 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 (1)在圖6中畫出I—U圖象. (2)從圖象上可以看出,當(dāng)功率逐漸增大時,燈絲電阻的變化情況是________________. (3)這表明小燈泡的電阻隨溫度的升高而________. 圖6 12.用圖7中所給的實驗器材測量一個“12 V 5 W”的小燈泡在不同電壓下的功率,其中電流表有3 A、0.6 A兩擋,內(nèi)阻可忽略,電壓表有15 V、3 V兩擋,內(nèi)阻很大,對電路無影響.測量時要求加在燈泡兩端的電壓可持續(xù)地從0 V調(diào)到12 V. 圖7 圖8 (1)按要求在實物圖上連線(其中部分線路已經(jīng)連好). (2)某次測量時電流表的指針位置如圖8所示,其讀數(shù)為________ A. 答案部分 第二章 直流電路 第1節(jié) 歐姆定律 課前預(yù)習(xí)練 1.①自由電荷 自由電子 正負(fù)離子?、陔妶? 2.正電荷 (1)相反 相同 相反 (2)方向 強弱 3.nSvt enSvt 4.阻礙 電阻 R 電壓 電流 5.正比 反比 I= 電解液 6.電流 電壓 恒定 傾斜直線 線性 正比 非線性 直線 傾斜 電阻 7.B [自由電荷定向運動才形成電流,故選項A錯誤.形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有一定的電勢差,且必須是導(dǎo)體,故選項D錯誤.電流有方向,但它是標(biāo)量,故選項C錯誤.正確選項為B.] 8.BC [自由電子在電場力作用下才定向運動,定向運動時熱運動也同時進行.] 9.CD [U=IR和I=的意義不同,可以說I由U和R共同決定,但不能說U由I和R共同決定,因為電流產(chǎn)生的條件是導(dǎo)體兩端存在電勢差,故A錯,C對;可以利用R=計算導(dǎo)體的電阻,但R與U和I無關(guān).故B錯,D對.正確選項為C、D.] 10.BCD 課堂探究練 1.AC [規(guī)定正電荷定向運動的方向為電流的方向,故A對,B錯;金屬導(dǎo)體中定向運動的是自由電子,電子帶負(fù)電,故電子運動的方向與電流的方向相反,C對;在電解液中,正、負(fù)離子的電荷量相等,定向運動的方向相反,但有電流,電流的大小等于正、負(fù)離子電荷量的絕對值之和與時間的比值,D錯.] 點評 (1) 導(dǎo)體內(nèi)電荷的無規(guī)則運動與電荷的定向運動不是一回事,導(dǎo)體兩端存在電勢差時,導(dǎo)體內(nèi)的電荷才會定向運動,但電荷的無規(guī)則運動是不需要條件的. (2)電流是描述電流強弱的物理量,它有方向,但是個標(biāo)量. 2.D [電荷的定向運動形成電流,但正、負(fù)電荷同時向相反方向定向運動時,通過某截面的電荷量應(yīng)是兩者絕對值的和.故由題意可知,電流由正、負(fù)離子定向運動形成,則在2s內(nèi)通過某橫截面的總電荷量應(yīng)為 q=1.610-1921.01019C+1.610-1912.01019C=6.4C 由電流的定義式知:I==A=3.2A] 點評 電流的大小等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量,正電荷定向運動形成的電流與負(fù)電荷定向運動形成的電流是等效的,只不過負(fù)電荷定向運動形成的電流的方向與負(fù)電荷定向運動的方向相反而已. 3.BCD [導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體自身的性質(zhì)決定的,與所加的電壓和通過的電流無關(guān).當(dāng)R一定時,才有I∝U,故A錯,B、C、D正確.] 4.不能 解析 已知:U1=1.6V,I1=2mA, 所以R==Ω=800Ω. 當(dāng)導(dǎo)體通以電流I2=20mA時,加在導(dǎo)體兩端的電壓U2=I2R=2010-3800V=16V. 由計算可知,此時導(dǎo)體兩端的電壓超出電壓表量程,所以不能用這個電壓表測量導(dǎo)體兩端的電壓. 點評 在應(yīng)用歐姆定律解答實際的問題時,要特別注意公式中三個量I、U、R,這三個量具有“同一性”和“同時性”的特性. 5.(1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3 解析 (1)因為在I—U圖象中,電阻等于斜率的倒數(shù),即R=,所以 R1=Ω=2 Ω R2=Ω=Ω, 故R1∶R2=2∶()=3∶1. (2)由歐姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2,由于I1=I2,則 U1∶U2=R1∶R2=3∶1. (3)由歐姆定律得I1=,I2=, 由于U1=U2,則I1∶I2=R2∶R1=1∶3. 點評 對I—U圖象或U—I圖象進行分析比較時,要先仔細(xì)辨認(rèn)縱軸與橫軸各代表什么,以及由此對應(yīng)的圖象上任意一點與坐標(biāo)原點連線的斜率的具體意義.如下圖甲中,R2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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