2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 每周一测3（含解析）新人教版选修3-1

2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 每周一测3（含解析）新人教版选修3-1

每周一测 ‎ 关于电源和电流，下述说法正确的是 A．电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压 B．从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能 C．由公式可知，导体的电阻与通过它的电流成反比 D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速 ‎（2020·内蒙古太仆寺旗宝昌一中高二期末考试）导体中的电流是5 μA，那么在3.2 s内通过导体的横截面定向移动电荷量为q，相当于有n个电子通过该截面，则下列正确的是 A．q=1.6×10‎-5 C；n=1014个 B．q=1.6×10‎-2 C；n=1017个 C．q=1.6×10‎-5 C；n=1015个 D．q=1.6×10‎-2 C；n=1014 个 某导线中的电流是7.5×10–‎3 A，则通过导线横截面的电荷量为‎15 C所需要的时间为 A．2.0×104 s B．2.0×106 s C．2.0×105 s D．2.0×103 s ‎（2020·海南省昌江县矿区中学期末）同品牌的全新1号碳锌干电池与5号碳锌干电池具有相同的物理量是 A．电能 B．容量 C．电动势 D．内阻 如图所示的电路，已知R1=3 kΩ，R2=2 kΩ，R3=1 kΩ， I=10 mA，I1=6 mA，则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是 A．a比b高，4 mA B．a比b高，2 mA C．a比b低，7 mA D．a比b低，4 mA ‎（2020·云南省腾冲市第八中学高二期末）有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，从图线可以判断 A．电阻A的阻值大于电阻B B．电阻A的阻值小于电阻B C．电压相同时，流过电阻A的电流强度较小 D．两电阻串联时，电阻A消耗的功率较大 如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个特殊材料制成的相同规格小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合时 A．L3两端的电压为L1的4倍 B．通过L3的电流为L2的2倍 C．L1、L2、L3的电阻都相同 D．L3消耗的电功率为0.75 W 电阻两端电压为6 V，其电流方向如图所示，电子在电阻中的移动方向是由_______向________；电阻两端的电势是a端比b端________（填“高”或“低”）6 V。‎ ‎（2020·全国Ⅲ卷高考压轴卷）某同学在探究小灯泡的伏安特性曲线，他使用的器材如下：‎ 电流表（0﹣0.6﹣‎3A）、电压表（0﹣3﹣15V）、直流电源（4V）、滑动变阻器（20Ω，‎3A）、小灯泡（2.5V）、电键一个、导线若干 ‎（1）请在图1方框中画出实验电路图，并按电路图将图2中的器材连接成实验电路；‎ ‎（2）某同学实验时测得多组小灯泡两端的电压U与对应通过小灯泡的电流I，将U、I对应点都标在了图3的坐标系中，请你将描出小灯泡的伏安特性曲线；‎ ‎（3）通过伏安特性曲线可以确定，当小灯泡两端的电压为1.0 V时，小灯泡的电阻为____Ω．‎ ‎（2020·云南省玉溪市华宁县第二中学高三复习检测）现用伏安法研究某电子器件R1的（6 V，2.5 W）伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些），备有下列器材：‎ A．直流电源（6 V，内阻不计）；‎ B．电流表G（满偏电流3 mA，内阻Rg=10 Ω）；‎ C．电流表A（0~‎0.6 A，内阻未知）；‎ D．滑动变阻器（0~20 Ω，‎10 A）；‎ E．滑动变阻器（0~200 Ω，‎1 A）；‎ F．定值电阻R0（阻值1 990 Ω）；‎ G．开关与导线若干；‎ ‎（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）。‎ ‎（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用_______。（填写器材序号）‎ ‎（3）将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图（甲）所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中Ob、Oa所示．电源的电动势E=6.0 V，内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电阻R1和R2阻值的和为________Ω，R3接入电路的阻值为_____Ω。‎ ‎（2020·云南省呈贡一中高二期中）如图所示的电解槽中，如果在4 s内各有‎8 C的正、负电荷通过面积为‎0.8 m2‎的横截面AB，那么：‎ ‎（1）指出正、负离子定向移动的方向；‎ ‎（2）电解槽中的电流方向如何？‎ ‎（3）4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？‎ ‎（4）电解槽中的电流为多大？‎ ‎（2020·北京市房山区高三模拟）电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一。电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流。‎ ‎（1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，已知静电力常量为k，电子的电荷量为e，质量为m，电子在半径为r的轨道上做圆周运动。试计算电子绕氢原子核在该轨道上做圆周运动形成的等效电流大小；‎ ‎（2）如图，AD表示一段粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为e。试证明导体中电流强度I=nesv；‎ ‎（3）有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为‎2.5 cm2，通有电流2 mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10‎-5 m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10‎-5 m/s。已知硅的密度2.4×‎103 kg/m3，摩尔质量是28。电子的电荷量e=－1.6×10‎-19 C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023 mol-1。若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？‎ ‎【参考答案】‎ B 电源正负极之间的电压称为路端电压，当外电路接通时，路端电压小于电源的电动势，故A错误；电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能，故B正确；电阻R是由导体本身决定的，与通过它的电流无关，故C错误；打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中电场传播的速率接近光速，而导线中自由电荷定向运动的速率是非常小的，故D错误；故选B。‎ ‎【名师点晴】该题考查恒定电流中对几个基本概念的理解，理解电源的作用，及电动势的含义，注意比值定义法的内涵是关键。‎ C 干电池的电动势都是1.5V，所以同一品种新的1号干电池和新的5号干电池的电动势相同，而新1号干电池内阻比5号干电池内阻小，容量大，故ABD错误，C正确。‎ C 根据欧姆定律得R1和R3两端的电压分别为U1=I1R1=6×10–3×3×103 V=18 V，则a点的电势比c点电势低18 V，U3=I3R3=（I–I1）R3=4 V，b点的电势比c点电势低4 V，所以a电势比b点电势低，R2两端的电压为U2=U1–U3=14 V，通过R2中电流为，故选C。‎ B 在伏安特性曲线中直线的斜率表示的是电阻的倒数，从图中可得A的斜率大，所以A的电阻小，故A错误，B正确；当电压相同的时候，由于A的电阻小，所以流过电阻A的电流强度较大，故C错误；当两电阻串联时，电阻的电流相同，根据功率P=I2R可得，电阻大的电阻的功率大，所以电阻B消耗的功率较大，故D错误。‎ D 当开关S闭合稳定后，灯泡L3的电压等于3 V，由图读出其电流I3=‎0.25 A，则灯泡L1的电阻，灯泡L2、L1串联，电压等于1.5 V，由图读出其电流I2=I3=‎0.20 A，灯泡L2、L3的电阻均为，以上分析知，灯L3‎ 两端的电压为灯L1的2倍，灯L3的电流并不等于L2的2倍，故AB错误；L1、L2、L3的电阻分别为12 Ω、7.5 Ω和7.5 Ω，故C错误；L3消耗的功率P3=U3I3=0.75 W。故D正确。故选D。‎ ‎【名师点睛】此题考查电阻的伏安特性曲线以及欧姆定律的应用；解决本题的关键注意伏安特性曲线不是直线，根据对应的电压找对应的电流。‎ b a 高 电流方向和电子运动方向相反，因此电子移动方向由b到a，电流由高电势流向低点势，a端比b端高6V。‎ ‎（1） （2） （3）5.0‎ ‎（2）根据描点法可得出对应的伏安特性曲线：‎ ‎（3）根据伏安特性曲线可知，当电压为1.0V时，电流为‎0.2A，则由欧姆定律可得电阻为：。‎ ‎（1） （2）D （3）20 4‎ ‎（1）由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，灯泡的电阻约为，跟电流表内阻接近，所以用电流表外接法，电路图如图所示。‎ ‎（2）因要求电压从零开始变化，变阻器用分压接法，应选小阻值的D。‎ ‎（3）和接串联，电流相等，由U–I图象读出电流，对应的电压为，所以和的电阻为， 和总电阻，此时接两端的电压U′=E–U=6–2.5×2V=1 V，所以 ‎（1） （2）见解析 （3）1×105‎ ‎（1）电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供 根据 又 解得：‎ ‎（2）导体中电流大小 t时内所电荷定向移动的距离长度为vt，则其体积为Svt 通过导体某一截面的自由电子数为nSvt 该时间内通过导体该截面的电量：q=nSvte 则I=nesv ‎（3）设此半导体单位体积内有n个自由电子，同时也将有n个空穴；以S表示截面积体积，v1，v2分别表示半导体中空穴和自由电子的定向移动速率，I1和I2分别表示半导体中空穴和自由电子形成的电流，‎ 代入数据解得=1×10-5‎ 说明每1×105个原子才放出一个自由电子