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2.1欧姆定律 每课一练(教科版选修3-1)


2.1 欧姆定律
2.关于电流的概念,下列说法中正确的是( A.导体中有电荷运动就形成电流 B.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向运动的方向 C.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位 D.对于导体,只要其两端电势差为零,电流也必为零. 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 随时间变化的 图像如图所示,此图像的斜率可表示为( U C. R ) 1 D. R )

A.U

B.R

4.某家用台灯可通过调节开关使它的亮度逐渐增大到最亮,若灯最亮时的电压为 220 V,工作电流为 0.18 A,则当电压为 110 V 时,灯丝的电阻( A.等于 1 222 Ω C.大于 1 222 Ω B.等于 611 Ω D.小于 1 222 Ω )

5.(2013· 无锡检测)某同学在研究三种导电元件的伏安特性时,他根据实验中所测得的 数据,分别绘制了 I-U 图线,如图 2-1 -11 甲、乙、丙所示,下列说法正确的 是( )

甲 乙

丙 A.图甲的元件可以作为标准电阻使用 C.图丙的电阻随电压升高而增大 B.图乙的电阻随电压升高而增大 D.只有图乙才是可能的

6.如图是某导体的伏安特性曲线,由图可 知正确的是( ) B.导体的电阻是 0.04 Ω

A.导体的电阻是 25 Ω

C.当导体两端的电压是 10 V 时,通过导体的电流是 0.4 A D.当通过导体的电流是 0.1 A 时,导体两端的电压是 2.5 V 7. 电解池内有一价的电解液, t s 内通过溶液内截面 S 的正离子数是 n1, 方向是从 A→B, 负离子数是 n2,方向是从 B→A,设基元电荷为 e,以下解释中正确的是( )

A. 正离子定向移动形成的电流方向是从 A→B, 负离子定向移动形成的电流方向是 B→A
1

B.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消 ?n1+n2?e C.溶液内电流方向从 A→B,电流 I= 2t ?n1+n2?e D.溶液内电流方向从 A→B,电流 I= t 8.小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 A

9.为探究小灯泡 L 的伏安特性,连好如图所示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的 滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到 的多组读数描绘出的 U-I 图像应是( )

10. 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是 S, 导体单位长度内的自 由电子数为 n,金属内的自由电子的电荷量为 e,自由电子做无规则热运动的速率为 v0,导 体中通过的电流为 I.则下列说法中正确的有( A.自由电子定向移动的速率为 v0 )

I B.自由电子定向移动的速率为 v= neS

C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速 c I D.自由电子定向移动的速率为 v= ne 11.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的器材有: A.小灯泡:规格为“3.8 V,0.3 A” B.电流表:量程 0~0.6 A,内阻约为 0.5 Ω C.电流表:量程 0~3 A,内阻约为 0.1 Ω D.电压表:量程 0~5 V,内阻约为 5 kΩ E.滑动变阻器:阻值范围 0~10 Ω,额定电流 2 A F.电池组:电动势 6 V,内阻约为 1 Ω G.开关一只,导线若干

2

图 2-1-14 (1)为了使测量尽可能地准确, 需要使小灯泡两端电压从 0 逐渐增大到 3.8 V 且能方便地 进行调节,因此电流表应选________.(填器材代号) (2)根据你选用的实验电路,将图 2-1-14 中所示的器材连成实验电路.

12.某同学利用如图所示的电路,研究加在标有“3.8 V 0.3 A”的小灯泡 两端的电压和通过它的电流的关系,得到如下表所示的数据.

序号 U/V I/A 序号 U/V I/A

1 0 0 7 1.60 0.200

2 0.100 0.050 8 2.20 0.230

3 0.200 0.100 9 2.60 0.258

4 0.40 0.124 10 3.00 0.274

5 0.60 0.140 11 3.40 0.290

6 1.00 0.160 12 3.80 0.310

(1)描绘出小灯泡的 U-I 图线. (2)比较 U1=1.0 V 和 U2=3.0 V 时小灯泡的电阻大小,并说明其原因. (3)小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时,小灯泡的最大电阻是多少? (4)通过小灯泡的电流等于零时,这个小灯泡的电阻是多少?

3

1、如图 5,R1=4 ? ,R3=20 ? ,开关 S 闭合时,电压表 V1 示数为 5V,V2 示数为 9V,则 R2 的阻值为( A、4 ? ) B、16 ? C、18 ? D、20 ?

2、如图 6 灯 L1、L2 的电阻 R1、R2 之比为 3:2,当开关 S 闭合时,电流表 A1 与 A2 的示数 之比为( ) B、2:3 C、2:5 D、5:2

A、3:2

3、某同学在做测小灯泡发光时电阻的实验时,将实物连成如图 7 所示情况,开关 S 闭 合时会发生的情况是( A、电流表会烧坏 C、小灯泡被烧 ) B、电压表被烧坏 D、电流表,电压表不会烧坏但灯 L 不发光

4

2.1 欧姆定律 1.如图表示的是电流与时间的关系,其中属于恒定电流的是( )

【解析】 电流的大小、方向都不随时间而发生变化的才是恒定电流.故只 有 A 对,其余均错. 【答案】 A )

2.关于电流的概念,下列说法中正确的是( A.导体中有电荷运动就形成电流

B.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向运动的方向 C.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位 D.对于导体,只要其两端电势差为零,电流也必为零. 【解析】 导体中有大量的自由电子,总在不停地做无规则运动,没有定向 运动, 在一段时间 t 内, 通过导体某一截面的电荷是双向的, 其数值又是相等的, 电流为零,故 A 错误.电流是一个标量,因为其运算不符合矢量运算法则,为 了便于研究电流, 人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向,以区别于负 电荷的定向运动,故 B 错误.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,故 C 正确.对于导体,其两端电势差为零时,导体内无电场,电荷不能定向运动,故 电流为零,D 正确. 【答案】 CD

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 时间变化的图像如图 2-1-10 所示,此图像的斜率可表示为( )

图 2-1-10

A.U U C. R

B.R 1 D.R
5

【解析】 C 正确. 【答案】

q U 此图线的斜率表示电流,即 I= t ,又由欧姆定律 I= R 知,选项

C

4.某家用台灯可通过调节开关使它的亮度逐渐增大到最亮,若灯最亮时的 电压为 220 V,工作电流为 0.18 A,则当电压为 110 V 时,灯丝的电阻( A.等于 1 222 Ω C.大于 1 222 Ω 【解析】 B.等于 611 Ω D.小于 1 222 Ω )

U 220 灯泡正常工作时的电阻 R= = Ω=1 222 Ω,电压减小时, I 0.18

灯丝的电阻减小,则 D 选项正确. 【答案】 D

5.(2013· 无锡检测)某同学在研究三种导电元件的伏安特性时,他根据实验 中所测得的数据,分别绘制了 I-U 图线,如图 2-1-11 甲、乙、丙所示,下列 说法正确的是( )





丙 2-1-11

A.图甲的元件可以作为标准电阻使用 B.图乙的电阻随电压升高而增大 C.图丙的电阻随电压升高而增大 D.只有图乙才是可能的

6

【解析】

由图像可知甲元件的电阻不变,乙元件的电阻随电压 U 的增大

而增大,丙元件的电阻随电压 U 的增大而减小,故 A、B 正确. 【答案】 AB

6.如图 2-1-12 是某导体的伏安特性曲线,由图可

图 2-1-12 知正确的是( )

A.导体的电阻是 25 Ω B.导体的电阻是 0.04 Ω C.当导体两端的电压是 10 V 时,通过导体的电流是 0.4 A D.当通过导体的电流是 0.1 A 时,导体两端的电压是 2.5 V 【解析】 由图线知,当电压为 5 V 时,导体中的电流为 0.2 A,由欧姆定 律知,电阻 R=U/I=5/0.2 Ω=25 Ω,A 正确,B 错误;由图线知,电阻是不变 的,当导体两端的电压是 10 V 时,通过导体的电流 I=10/25 A=0.4 A,C 正确; 当通过导体的电流是 0.1 A 时,导体两端的电压 U=25×0.1 V=2.5 V,D 正确. 【答案】 ACD

7.电解池内有一价的电解液,t s 内通过溶液内截面 S 的正离子数是 n1,方 向是从 A→B,负离子数是 n2,方向是从 B→A,设基元电荷为 e,以下解释中正 确的是( )

A.正离子定向移动形成的电流方向是从 A→B,负离子定向移动形成的电 流方向是 B→A B.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消 C.溶液内电流方向从 A→B,电流 I= ?n1+n2?e 2t ?n1+n2?e t

D.溶液内电流方向从 A→B,电流 I=

【解析】 正离子定向移动方向为电流方向,负离子定向移动方向和电流方 向相反,正、负离子向相反方向移动,电流不能抵消,故 A、B 错误;由于溶液

7

内的电流是正、负离子共同形成的,故其大小为 I= 【答案】 D

?n1+n2?e ,C 错误,D 正确. t

8.小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 C.0.8 A B.0.6 A D.1 A )

【解析】 从题意可知,电流应大于 0.5 A 而小于 1 A,具体再进一步确定, 灯泡两端的电压为 1 V 时,电流为 0.5 A,灯泡的电阻 R1=2 Ω;灯泡两端的电压 为 3 V 时,电流为 1 A,灯泡的电阻 R2=3 Ω;当灯泡两端的电压为 2 V 时,灯 2V 泡的电阻大于 2 Ω 而小于 3 Ω,所以这时通过灯泡的电流大于3 Ω≈0.67 A,而小 2V 于2 Ω=1 A,故选 C. 【答案】 C

9.为探究小灯泡 L 的伏安特性,连好如图 2-1-13 所示的电路后闭合开 关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡 正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的 U-I 图像应是( )

图 2-1-13

【解析】 由于灯丝的电阻随温度的升高而增大, 故电压升高时, 电阻变大, U-I 图像的斜率越来越大,故 C 正确. 【答案】 C
8

10.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是 S,导体单位长度内的自由电子 数为 n, 金属内的自由电子的电荷量为 e, 自由电子做无规则热运动的速率为 v0, 导体中通过的电流为 I.则下列说法中正确的有( A.自由电子定向移动的速率为 v0 I B.自由电子定向移动的速率为 v=neS C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速 c I D.自由电子定向移动的速率为 v=ne 【解析】 本题考查的是对电流微观表达式 I=nqSv 的理解,解题的关键是 理解 v 和 n 的物理意义, 式中 n 为单位体积内自由电子数,而本题中 n 为单位长 度内的自由电子数,t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是 vt 内的 q I 自由电子,其数量为 nvt,电荷量 q=nvte,所以电流 I= t =nev,则 v=ne,故 正确答案为 D. 【答案】 D )

11.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的器材有: A.小灯泡:规格为“3.8 V,0.3 A” B.电流表:量程 0~0.6 A,内阻约为 0.5 Ω C.电流表:量程 0~3 A,内阻约为 0.1 Ω D.电压表:量程 0~5 V,内阻约为 5 kΩ E.滑动变阻器:阻值范围 0~10 Ω,额定电流 2 A F.电池组:电动势 6 V,内阻约为 1 Ω G.开关一只,导线若干

图 2-1-14 (1)为了使测量尽可能地准确,需要使小灯泡两端电压从 0 逐渐增大到 3.8 V
9

且能方便地进行调节,因此电流表应选________.(填器材代号) (2)根据你选用的实验电路,将图 2-1-14 中所示的器材连成实验电路. 【解析】 (1)因小灯泡的额定电流为 0.3 A,为减小读数误差,让指针偏角

大一些,则电流表应选 B. (2)先画出电路图如图 2-1-15 所示, 然后根据电路图连接实物图如图所示:

【答案】

(1)B

(2)见解析

12.某同学利用如图 2-1-15 所示的电路,研究加在标有“3.8 V 0.3 A” 的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系,得到如下表所示的数据.

图 2-1-15 序号 U/V I/A 序号 U/V I/A 1 0 0 7 1.60 0.200 2 0.100 0.050 8 2.20 0.230 3 0.200 0.100 9 2.60 0.258 4 0.40 0.124 10 3.00 0.274 5 0.60 0.140 11 3.40 0.290 6 1.00 0.160 12 3.80 0.310

(1)描绘出小灯泡的 U-I 图线. (2)比较 U1=1.0 V 和 U2=3.0 V 时小灯泡的电阻大小,并说明其原因. (3)小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时,小灯泡的最大电阻是多少?

10

(4)通过小灯泡的电流等于零时,这个小灯泡的电阻是多少? 【解析】 (1)小灯泡的 U-I 图线如图所示.

1.0 3.0 (2)R1=0.160 Ω=6.25 Ω,R2=0.274 Ω=10.9 Ω,R1<R2,原因是随着电压 的增大,通过小灯泡的电流增大,同时小灯泡灯丝温度升高,灯泡灯丝的电阻增 大. (3)由图像可知,电流、电压达到最大时,小灯泡的电阻最大,因此,灯泡 U 3.80 的最大电阻为:Rmax= I =0.310 Ω=12.3 Ω. (4)由小灯泡的伏安特性曲线可知,当通过小灯泡的电流比较小时,可以看 做通过原点的一条直线, 随着温度的增加变成曲线,因此电流等于零时的电阻即 U1 0.100 为开始电流很小时的电阻 R= I =0.050 Ω=2 Ω.
1

【答案】

见解析

1、B

2、 C

3、D

11


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