2019-2020学年高中物理第二章恒定电流3欧姆定律课后检测含解析新人教版选修3-1

2019-2020学年高中物理第二章恒定电流3欧姆定律课后检测含解析新人教版选修3-1

‎3　欧姆定律 记一记 欧姆定律知识体系 ‎1个概念——电阻 ‎1个定律——欧姆定律 ‎1个图象——导体的伏安特性曲线 辨一辨 ‎1.任何情况下导体的电阻与两端的电压成正比，与通过的电流成反比．(×)‎ ‎2．对于某个电阻而言，它两端的电压越大，通过它的电流越大．(√)‎ ‎3．欧姆定律适用于金属导体，也适用于半导体元件．(×)‎ ‎4．线性元件的伏安特性曲线是一条直线，电流与电压成正比．(√)‎ ‎5．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的大小无关．(√)‎ ‎6．伏安特性曲线上某点的切线斜率等于电阻的倒数．(×)‎ 想一想 ‎1.R＝只能计算恒定电阻的阻值吗？‎ 提示：R＝是由阻的定义式，适用于任何电阻阻值的计算．‎ ‎2．I＝只适用于计算恒定电阻中电流大小吗？‎ 提示：通过导体的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比的规律是只适用于纯电阻的，但计算导体中的电流I＝，则对变化电阻同样适用，只不过计算某状态下导体中的电流，公式中R应取该状下导体的阻值．‎ ‎3．如何根据伏安曲线计算元件的电阻值？‎ 提示：若元件的伏安曲线为直线，则该元件的电阻值是恒定的，可以，根据其伏安曲线上任一点对尖的电压值Ui和电流值Ii计算：R＝；若元件的伏安曲线为曲线，则说明该元件的电阻不是恒定的，因而计算该元件某状态下的电阻值Ri，只能用该状态对应的电压Ui和电流Ii求之：Ri＝.‎ 思考感悟：　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　练一练 ‎1.[2019·北京市普通高中学业水平考试]下列物理量中，反映一段导体对电流阻碍作用的是(　　)‎ - 10 -‎ A．电场强度 B．电势 C．电荷量 D．电阻 答案：D ‎2．(多选)[2019·四川都江堰中学月考]已知两个导体电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么(　　)‎ A．若两个导体两端电压相等，则电流之比I1∶I2＝2∶1‎ B．若两个导体两端电压相等，则电流之比I1∶I2＝1∶2‎ C．若导体中电流相等，则两导体两端电压之比U1∶U2＝2∶1‎ D．若导体中电流相等，则两导体两端电压之比U1∶U2＝1∶2‎ 答案：BC ‎3.‎ ‎(多选)如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知(　　)‎ 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 答案：ACD ‎4．(多选)[2019·烟台高一检测]小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线过P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是(　　)‎ A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”‎ 答案：ABD 要点一 对欧姆定律的理解 ‎1.(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．由R＝可知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 B．比值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R＝ C．通过导体的电流越大，导体的电阻越小 D．由I＝可知，通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 - 10 -‎ 解析：对确定的导体，其电阻是恒定的，与加在其两端的电压和其中的电流场无关，所以A、C两项错误．由电阻的定义和欧姆定律的内部和B、D两项正确．‎ 答案：BD ‎2．根据欧姆定律，下列判断正确的是(　　)‎ A．导体两端的电压为零，电阻即为零 B．导体中的电流越大，电阻就越小 C．当电压增大2倍时，电阻增大2倍 D．由I＝可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 答案：D ‎3．根据欧姆定律，下列判断正确的是(　　)‎ A．导体两端的电压越大，导体的电阻越大 B．加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数 C．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低 D．虽然电解液短时间内导电的U－I图线是一条直线，但欧姆定律并不适用 解析：导体的电阻与电压无关，A项错误；对气体，欧姆定律不成立，即≠常数，B项错误；由U＝IR知电流每经过一个电阻要产生一定的电势降落，欧姆定律适用于电解质溶液，C项正确，D项错误．‎ 答案：C ‎4．已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上的电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是(　　)‎ A．IA＝2IB　　　　　　　　B．IA＝ C．IA＝IB D．IA＝ 解析：由I＝得：IA∶IB＝∶＝1∶4，即IA＝IB，应选D项．‎ 答案：D 要点二 导体的伏安特性曲线 ‎5.‎ ‎(多选)如图所示是某一导体的I－U图象，图中α＝45°，下列说法正确的是(　　)‎ A．通过电阻的电流与其两端的电压成正比 B．此导体的电阻R＝2 Ω C．I－U图象的斜率表示电阻的倒数，所以R＝cot45°＝1.0 Ω D．在R两端加6.0 V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是‎3.0 C 解析：由于导体的I－U图象是一条过原点的倾斜直线，故通过电阻的电流与其两端的电压成正比，A项正确；I－U图象的斜率表示电阻的倒数，即k＝＝，故R＝＝ Ω＝2 Ω，不能利用R＝cot45°求电阻，B项正确，C项错误；q＝It＝t＝×‎1 C＝‎3.0 C，D项正确．‎ 答案：ABD ‎6．[2019·南开高一检测]下列四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是(　　)‎ - 10 -‎ 解析：白炽灯的电阻随着温度的升高(电压的升高)而增大，根据电功率公式可知P＝UI＝∝，在P－U2图线中，切线斜率逐渐减小，故只有C项正确．‎ 答案：C ‎7．有四个金属导体，它们的U－I图象如图所示，电阻最大的导体是(　　)‎ A．a B．b C．c D．d 解析：根据欧姆定律公式I＝可得定值电阻的U－I图象是一条经过坐标原点的直线，斜率表示电阻，故导体d的电阻最大，D项正确．‎ 答案：D ‎8．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是(　　)‎ A．B点时导体的电阻为12 Ω B．B点时导体的电阻为40 Ω C．导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 解析：B点时导体的电阻为：RB＝＝ Ω＝40 Ω，故A项错误；B项正确；A点时导体的电阻为：RA＝ Ω＝30 Ω，故电阻改变了(40－30) Ω＝10 Ω，故C、D两项错误．‎ 答案：B 基础达标 ‎1.在5 min内，经过导体横截面的电荷量为‎5 C，导体的电阻为60 Ω，则加在导体两端的电压为(　　)‎ A．1 V　　　　　　　　　　B．60 V C．3 600 V D．5 V - 10 -‎ 解析：电流I＝＝ A＝ A，则U＝IR＝×60＝1 V.‎ 答案：A ‎2．(多选)根据欧姆定律，下列说法中正确的是(　　)‎ A．从关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定 B．从关系式R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C．从关系式I＝U/R可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 D．从关系式R＝U/I可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值 解析：U＝IR和I＝的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故A项错误，C项正确；可以利用R＝计算导体的电阻，但R与U和I无关．故B项错误，D项正确，正确选项为C、D.‎ 答案：CD ‎3．(多选)根据欧姆定律，下列判断正确的是(　　)‎ A．导体两端的电压越大，导体的电阻越大 B．一定的电流流过导体，电阻越大，导体两端电压就越大 C．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低 D．电解液短时间内导电的U－I图象是一条曲线 解析：导体电阻与导体本身的因素有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，A项错误；由U＝IR可知一定的电流流过导体，电阻越大，导体两端电压就越大，B项正确；每部分电阻均要产生电势差，故沿电流的方向，电势要降低，C项正确；短时间内电解液的导电性质不会因电解过程有所改变，故短时间内其U－I图象为一直线，D项错误．‎ 答案：BC ‎4．(多选)小强在探究定值电阻(该电阻的阻值不受温度的影响)两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U＝20 V的电压时，通过该电阻的电流为I＝‎5 A．下列说法正确的是(　　)‎ A．该电阻的阻值为4 Ω B．如果仅将电压升高到30 V，则通过的电流为‎6 A C．如果仅将电阻换为阻值为10 Ω的定值电阻，则通过的电流应为‎2 A D．当电阻两端不加电压时，定值电阻的阻值应为零 解析：由欧姆定律R＝＝ Ω＝4 Ω，知该电阻的阻值为4 Ω，A项正确；由于该电阻的阻值不受温度的影响，则当电压升高到30 V，通过该电阻的电流应为I1＝＝ A＝‎7.5 A，B项错误；如果将电阻换为阻值为10 Ω的定值电阻，由欧姆定律可知I′＝＝ A＝‎2 A，C项正确；定值电阻的阻值与其两端是否加电压无关，D项错误．‎ 答案：AC ‎5．[2019·天津七中期末考试]如图展示了四种导电器件的伏安特性曲线，其中满足欧姆定律的是(　　)‎ - 10 -‎ 解析：根据欧姆定律R＝，可知只有C项符合题意．‎ 答案：C ‎6.‎ ‎(多选)如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知(　　)‎ A．该导体的电阻随电压的升高而增大 B．该导体的电阻随电压的升高而减小 C．导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω 解析：根据R＝知，曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示该点的电阻，可知导体电阻随电压升高而增大，U＝2 V时，R＝ Ω＝1 Ω，A、D两项正确，B、C两项错误．‎ 答案：AD ‎7．已知两个导体电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么(　　)‎ A．若两个导体两端电压相等，则电流之比I1∶I2＝2∶1‎ B．若两个导体两端电压相等，则电流之比I1∶I2＝1∶2‎ C．若导体中电流相等，则两导体两端电压之比U1∶U2＝2∶1‎ D．若导体中电流相等，则两导体两端电压之比U1∶U2＝1∶2‎ 解析：根据欧姆定律I＝知，若两个导体两端电压相等，则＝＝，故A项错误，B项正确；根据U＝IR，若导体中电流相等，则＝＝，故C项正确，D项错误．‎ 答案：BC ‎8．(多选)[2019·山东济南外国语学校期末考试]某同学做三种导电元件的导电性质实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的I－U图象，如图所示，下列判断正确的是(　　)‎ - 10 -‎ A．只有②图象是正确的 B．①、③图象是曲线，肯定误差太大 C．①、③显示的为非线性元件，②显示的为线性元件 D．①、②、③三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差 解析：某导电元件的I－U图线可能是直线，也可能是曲线，如果I－U图线为曲线，则表示该元件是非线性元件，故C、D两项正确．‎ 答案：CD ‎9.‎ 白炽灯接在220 V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压从0逐渐增大到220 V，则下列说法正确的是(　　)‎ A．电流将逐渐变大 B．电流将逐渐变小 C．每增加1 V电压而引起的电流变化量是相同的 D．每增加1 V电压而引起的电流变化量是减小的 解析：随着电压U的增大，由图线可知，电流将逐渐增大，A项正确，B项错误．随着电流、电压的增大，灯泡的亮度增大，灯丝温度升高，金属的电阻随温度的升高而增大，所以灯丝的电阻值增大．根据欧姆定律，在I－U图线中，由于R在增大，图线上对应点与坐标原点的连线的斜率k＝l/R减小．由图线可知，每增加1 V的电压引起的电流变化量是减小的．‎ 答案：AD ‎10．[2019·上海市延安中学期末考试]如图所示，两图线分别为A、B两电阻的U－I图象，关于两电阻的描述正确的是(　　)‎ 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 解析：由题图可知，电阻A的阻值随电流的增大而增大，电阻B的阻值不变，A项错误；在两图线的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等，B项正确，C、D两项错误．‎ 答案：B ‎11．(多选)[2019·浙江杭州外国语学校期末考试]某导体中的电流随其两端的电压变化，如图实线所示，则下列说法正确的是(　　)‎ - 10 -‎ A．加5 V电压时，导体的电阻是5 Ω B．加12 V电压时，导体的电阻是8 Ω C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小 D．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断增大 解析：加5 V的电压时，电流为‎1.0 A，则由欧姆定律可知R＝＝ Ω＝5 Ω，A项正确；加12 V的电压时，电流为‎1.5 A，则可得电阻为R＝＝ Ω＝8 Ω，B项正确；由题图可知，随电压的增大，图线上的点与坐标原点的连线的斜率减小，可知导体的电阻越来越大，C项错误，D项正确．‎ 答案：ABD ‎12.‎ 在描绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图所示电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因可能的是(　　)‎ A．灯泡中灯丝已烧断 B．滑片接触不良 C．灯泡内部短路 D．滑动变阻器A端接触不良 解析：由题图知若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故A项错误，若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B项错误，若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变化，故D项错误，若灯泡内短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C项．‎ 答案：C 能力达标 ‎13.有一灯泡上标有“6 V,‎0.1 A”字样，现要测绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：‎ A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ)‎ B．电压表(0～10 V，内阻3.0 kΩ)‎ C．电流表(0～‎0.3 A，内阻2.0 Ω)‎ D．电流表(0～‎6 A，内阻1.5 Ω)‎ E．滑动变阻器(30 Ω，‎2 A)‎ F．滑动变阻器(100 Ω，‎0.5 A)‎ G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等 ‎(1)实验中所用的电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．‎ ‎(2)画出实验电路图，要求电压从零开始测量．‎ 解析：(1)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压6 V，故电压表应选B.小灯泡的额定电流是‎0.1 A，故电流表应选C.由题目要求可知变阻器用分压式，故应选电阻较小的E.‎ - 10 -‎ ‎(2)小灯泡的电阻R＝＝＝60 Ω，故电流表应采用外接法，滑动变阻器接成分压式，电路如图所示．‎ 答案：(1)B　C　E　(2)见解析 ‎14．一根长为L＝‎2 m，横截面积S＝1.6×10－‎3 m2‎的铜棒，两端电势差为U＝5.0×10－2 V，铜棒的电阻R＝2.19×10－5 Ω，铜内自由电子密度为，n＝8.5×1029个·m－3.求：‎ ‎(1)通过铜棒的电流．‎ ‎(2)铜棒内的电场强度．‎ ‎(3)自由电子定向移动的速率．‎ 解析：(1)I＝＝ A≈2.28×‎103 A.‎ ‎(2)E＝＝ V/m＝2.5×10－2 V/m.‎ ‎(3)由I＝neSv得 v＝＝ m/s ‎≈1.05×10－‎5 m/s.‎ 答案：(1)2.28×‎103 A　(2)2.5×10－2 V/m ‎(3)1.05×10－‎5 m/s - 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