新教材2024版高中物理第3章恒定电流第1节导体的伏安特性曲线课后提升训练粤教版必修第三册

第三章第一节A组·基础达标1．关于电流，下列说法中正确的是()A．只有正电荷的移动，才能形成电流B．电子定向运动的速率越大，电流一定越大C．通过导线截面的电量越多，电流一定越大D．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大【答案】D【解析】无论是正电荷还是负电荷，只要是电荷定向移动，都会形成电流，A错误；由电流的微观表达式I＝neSv，电流的大小由导体的材料(决定n)，导体的横截面积(S)和电荷定向移动的速率(v)共同决定，故电子定向移动的速率大时，电流不一定大，B错误；由I＝eq\f(q,t)可得，单位时间内通过导线截面的电量越多，电流越大，C错误，D正确．2．(2023年佛山名校段考)某次闪电击中了一棵大树，某瞬间在树周围地面的电势分布情况如下方的俯视图．A、B两车按图中方式停放在树下，若车的橡胶轮胎始终对地绝缘．则下列相关说法正确的是()A．由右图可知，本次闪电地面电流的方向是大树流向小车B．由右图可知，本次闪电电流的方向是由云层流向被击中的大树C．B车右侧车轮处的电势比左侧车轮处的电势高D．B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压大【答案】C【解析】由题图可知，本次闪电是由空中云层向大树放电产生的，放电时有自由电子向大树转移，所以电流的方向应是由被击中的大树流向云层，地面电流由高电势流向低电势，因此是小车流向大树，A、B错误；由题图可知，虚线圆是等势线，由大树向小车方向电势逐渐升高，因此B车右侧车轮处的电势比左侧车轮处的电势高，C正确；B车左侧两轮的电势相等，A车左侧前轮电势比后轮电势低，所以B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压低，D错误．3．(多选)如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的()A．电流相等B．电流不相等C．自由电子定向移动的速率相等D．自由电子定向移动的速率不相等【答案】AD【解析】由电流定义知I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，A正确，B错误；由电流的微观表达式I＝nSqv知，I、n、q均相等，因为SA<SB，所以vA>vB，C错误，D正确．4．有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两端的电压之比为1∶2,则甲、乙两个电阻的阻值之比为()A．1∶2 B．1∶3C．1∶4 D．1∶5【答案】C【解析】由题意eq\f(I甲,I乙)＝eq\f(q甲,q乙)＝2，eq\f(U甲,U乙)＝eq\f(1,2)，由欧姆定律R＝eq\f(U,I)，得eq\f(R甲,R乙)＝eq\f(1,4)，C正确．5．如图所示为某小灯泡的U-I图像，当通过灯泡的电流由0.10A变为0.15A时，灯泡的电阻变化了()A．10Ω B．30ΩC．40Ω D．60Ω【答案】A【解析】由图读出，当电流IA＝0.10A，电压UA＝3.0V时，则电阻为RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(3.0,0.10)Ω＝30Ω；当电流IB＝0.15A，电压UB＝6.0V时，则电阻为RB＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(6.0,0.15)Ω＝40Ω，则电阻的改变量ΔR＝40Ω－30Ω＝10Ω，故A正确，B、C、D错误．6．如图所示，一根横截面积为S的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动．棒单位长度所带电荷量为－q，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向为()A．vq，方向与v的方向相反B．vqS，方向与v的方向相反C．eq\f(vq,S)，方向与v的方向相反D．eq\f(vq,S)，方向与v的方向相同【答案】A【解析】棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v米，每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，每秒内通过横截面的电量大小为Q＝q·v，根据电流的定义式为I＝eq\f(Q,t)，t＝1s，得到等效电流为I＝qv.由于棒带负电，则电流的方向与棒运动的方向相反，即与v的方向相反．故A正确，B、C、D错误．7．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是()A．加5V电压时，导体的电阻是5ΩB．加12V电压时，导体的电阻约是1.4ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻先减小后不变D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断增大【答案】A【解析】对某些导电器材，其I-U特性曲线不是直线，但曲线上某一点的eq\f(U,I)值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体在加5V电压时，eq\f(U,I)值为5Ω，所以此时电阻为5Ω；加12V电压时，eq\f(U,I)值为8Ω，当电压增大时，eq\f(U,I)值增大，即电阻增大，故A正确．8．两个电阻R1、R2的I-U特性曲线如图所示，由图可知()A．R1为定值电阻，R2为可变电阻B．R1的电阻R1＝tan45°＝1ΩC．R2的电阻随电压的增大而减小D．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻【答案】D【解析】R2是非线性元件，但不能称为可变电阻，故A错误；R1的电阻不等于tan45°，应为U与I的比值，大小为2Ω，故B错误；R2为非线性元件，其中电阻大小仍等于某一时刻U与I的比值，D正确；由图可知R2随电压增大而增大，故C错误．B组·能力提升9．(多选)如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是()A．电流方向从A→BB．当n1>n2时，电流为I＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n1－n2))e,t)C．当n1<n2时，电流为I＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n2－n1))e,t)D．无论n1、n2大小如何，电流都为I＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n1＋n2))e,t)【答案】AD【解析】根据题意可以知道，流过溶液截面上的电量q＝(n1＋n2)e，则电流I＝eq\f((n2＋n1)e,t)，方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A到B.故A、D正确，B、C错误．10．如图所示为甲、乙两金属电阻的U-I图线，某同学是这样计算它们的阻值的：R甲＝R乙＝tan60°＝eq\r(3)Ω，你认为他的解法对吗？如果不对，它们的阻值应为多少？【答案】不对3Ω6Ω【解析】该同学的解法是错误的．事实上在不同的坐标系中，由于所选取的标度不同，在相同的电压和电流值下图线的倾角是不同的，所以不可以用倾角的正切值表示电阻．正确的解法为R甲＝eq\f(U2－U1,I2－I1)＝eq\f(12－0,4－0)Ω＝3Ω，用同样的方法可以求得乙的电阻为6Ω.11．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压)：I/A0.120.210.290.340.38U/V0.200.400.600.801.00I/A0.420.450.470.490.50U/V1.20