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  • 2021-06-01 发布

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

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‎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 - 10 -‎ - 10 -‎