专题05电路及其应用人教版09高二上高中物理必修三期末复习学案知识点习题

专题05电路及其应用▉考点一电源1电流的形成如图1111所示，由于A、B间存在电势差，用导线H连接起来后，自由电子在静电力作用下由B向A移动，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。此过程导线中有瞬时电流产生。2电源(1)定义：电源是能不断把电子从正极搬运到负极，维持正、负极之间存在一定电势差的装置。如图1112所示。作用：维持电源正、负极间有一定的电势差，从而使电路中有持续电流。例题：下列说法正确的是（）A．点电荷是理想模型B．电场线是真实存在于电场周围的C．沿着电场线的方向电场强度一定减小D．电源的作用是产生电荷解：A．点电荷是理想模型，带电体的大小、形状、带电分布对问题的研究影响可以忽略时，带电体可以看成点电荷，故A正确；B．电场线是为了形象的描述电场而假想的线，并不真实存在于电场周围的，故B错误；C．电场线的稀疏的地方电场强度小，电场线的密集的地方电场强度大，沿着电场线的方向电场强度不一定减小，在匀强电场中，沿电场线的方向，电场强度不变，故C错误；D．导体中本身就有自由电荷，电源的作用不是为电路持续地提供自由电荷，而是正负电荷分开，使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，电源两端就会产生电压，电压使电路中的电荷发生定向移动形成电流，不是产生电荷，故D错误。故选：A。▉考点二恒定电流1恒定电场由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。2恒定电流导体中的自由电荷在恒定电场作用下定向移动，形成大小、方向都不随时间变化的电流，叫作恒定电流。本章中的电流都为恒定电流。(1)定义：通过导体某一横截面的电荷量q跟所用时间t的比值叫电流。(2)定义式：I=(3)单位：安培(A),1A=10³mA=10⁶μA。(4)方向：规定为正电荷定向移动的方向，电流的方向和负电荷定向移动的方向相反。电流是标量，电流大小的运算不遵循平行四边形定则。例题：对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（）A．有可以自由移动的电荷B．导体两端有电压C．导体两端有方向不变的电压D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压解：A、金属导体中就存在自由电荷，但不一定能形成恒定的电流。故A错误。B、导体两端有电压时，导体中就有电流，但不一定产生恒定电流。故B错误。C、导体两端有方向不变的电压，能产生方向不变的电流，但电流的大小还可能变化。故C错误。D、导体两端有方向不变，且大小恒定的电压时，导体就能产生恒定的电流。故D正确。故选：D。▉考点三电流的微观解释1I=nqSv的推导如图1115所示，AD是粗细均匀、长为l的一段导体，两端加一定的电压，导体中自由电荷定向移动的平均速率为v,设导体横截面积为S,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q。导体AD中自由电荷总数N=nlS总电荷量Q=Nq=nlSq这些电荷都通过D端横截面所需要的时间t=所以AD中的电流I=即电流的微观表达式为I=nqSv。2.I=Q(1)I=Q(2)I=nqSv是电流的决定式，q是每个自由电荷所带的电荷量，反映电流形成的微观实质。例题：以下说法正确的是（）A．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大B．表达式I=nqvS中的v指的是自由电子热运动的速率C．电子的数量越多，电流越大D．电子运动速率越大，电流越大解：A、根据电流定义式I=QB、电流微观表达式I=nqvS中的v指的是自由电子定向运动的速率，不是自由电子热运动的速率，故B错误；C、由电流微观表达式I=nqvS可知，单位体积内的自由电子数越多，电流不一定越大，还与导体的横截面积、电子定向移动的速率有关，所以电子的数量越多，电流不一定越大，故C错误；D、由电流微观表达式I=nqvS可知，电流不仅仅与电子定向运动的速率有关，还与导体的横截面积、单位体积内自由电子的数目有关，所以电子运动速率越大，电流不一定越大，故D错误。故选：A。▉考点四恒定电场与静电场的类比产生区别1导体与电源相连接，形成一个闭合的回路，导体中建立恒定电场。静电场的建立只需要有静电荷存在。2恒定电场条件下导体内部可以带电，导体内部的场强也可以不为零。静电平衡状态下的导体内部场强为零。共性基本性质相同，在静电场中，电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。▉考点五电阻1实验探究(1)实验原理选取一个导体，用电压表测量导体两端的电压，用电流表测量通过导体的电流，观察并记录数据，在坐标系中作出U1图像(如图1121甲所示)进行探究分析，找出规律。然后再观察通过不同导体的电流、电压的变化规律。实验电路如图乙所示。2)实验结论①对同一导体，不管电流怎样变化，电压跟电流的比值UI②对于不同的导体，比值UI③比值UI2电阻(1)定义：导体两端的电压与通过导体的电流之比叫作导体的电阻，用字母R表示，即R=(2)单位：欧姆(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。1Ω=10³kΩ=10⁶MΩ。(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。例题：下列说法中正确的是（）A．连接电路用的导线一般用合金来制作B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作解：A.为了减小导线上的损耗，连接电路的导线一般要用纯金属制作，故A错误；B.电炉和电阻器是为了在相同条件下获得较大的电阻，故一般用合金制作，故B正确；C.电阻温度计需要能体现出温度的变化，所以应该用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料来制作，故C错误；D.标准电阻需要在一定温度范围内几乎保持不变，所以—般用电阻率几乎不受温度影响的合金制作，故D错误。故选：B。▉考点六影响导体电阻的因素探究问题导体的电阻是导体本身的一种属性，由导体自身的因素决定，那么导体的电阻R与哪些因素有关呢?2实验电路(如图1123所示)3实验原理(1)四个不同的导体串联，通过它们的电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。(2)用控制变量法，探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系。4探究过程(1)b与a只有长度不同，比较a、b的电阻之比与长度之比的关系。(2)c与a只有横截面积不同，比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系。(3)d与a只有材料不同，比较a、d的电阻是否相同。5探究结论导体的电阻与长度成正比(R∝l),与横截面积成反比R∝1例题：关于电阻率，以下说法不正确的是（）A．纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大B．半导体的电阻率随着温度的升高而减小C．超导体的电阻率为零，所以对电流的阻碍作用为零D．电阻率的大小只随温度的变化而变化，与材料本身无关解：A、纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率是最大的，故A正确；B、半导体的电阻率随温度的升高而减小，与金属电阻率的情况正好相反，故B正确；C、超导体的电阻为零，所以对电流的阻碍作用也为零，故C正确；D、电阻率的大小是由材料本身性质决定的，还受温度的影响，故D错误。本题是选不正确的，故选D。▉考点七电阻定律和电阻率1电阻定律的内容同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与它的材料有关。R=ρ2电阻率(1)物理意义：反映材料导电性能的好坏，电阻率越小，导电性能越好。(2)计算：由R=ρlS得ρ=RS(3)国际单位制单位：欧·米，符号是Ω·m。(4)各种材料的电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大。②有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度改变变化较大，常用于制作热敏电阻。③有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻。如锰铜合金。(5)半导体和超导现象①半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。特性：热敏特性:温度升高,电阻率减小；光敏特性:光强增大,电阻率减小；掺杂特性:掺入微量杂质,电阻率减小②超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0,这种现象叫作超导现象。▉考点八通过对比理解电阻、电阻定律和电阻率1公式I=UR、R=公式比较项I=通过导体电流的决计算电流大小，仅适用于纯电阻元件。R=导体电阻的定义式，反映导体对电流的阻碍与U、I无关，仅适用于纯电阻元件。U=IR沿电流方向电势降低的2电阻与电阻率的区别与联系电阻率ρ描述对象导体物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小，R大的，阻碍反映材料导电性能的能差。决定因素由材料、温度和导体形状由材料、温度决定，与单位欧姆(Ω)联系R=ρlS大的，R不一定大，导体对电流阻碍作用不一定大；R大的，3.R=UI区别、联系公式R=R=ρ区别1电阻的定义式，导体的电阻R与U、I无关，但可由该式计算出导体的电阻。电阻的决定式，电阻的大小由导体的度共同决定。2提供了一种测量电阻R的方法：只要测出U、I就可求出R。S就可求出p。3适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。联系R=UI是对R=ρl例题：如图所示是一火警报警电路的示意图，其中R3为用某种材料制成的传感器。值班室的显示器为电路中的电流表，电源（内阻不可忽略）两极之间接一报警器。已知当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流表示数I变大，则这种报警器的R3的材料选择和报警条件设置应该符合（）A．R3材料的电阻率随温度的升高而增大B．R3材料的电阻率随温度的升高而减小C．报警器两端的电压大于某值时报警D．报警器两端的电压小于某值时报警解：AB、当出现火情时，显示器的电流表示数I变大，说明电阻R2两端电压变大，因为R2和R3并联，而并联部分电压变大，说明并联部分的电阻变大，所以应该是R3的电阻变大，所以R3材料的电阻率随温度的升高而增大，故A正确，B错误；CD、报警器两端的电压等于电源的输出电压，设为U，设电源电动势为E，内阻为r,当传感器R3所在处出现火情时，R3变大，则外电阻变大，电路中的电流变小，根据闭合电路的欧姆定律有U=EIr,由上面的分析可知，电源的输出电压变大，此时报警器报警，说明报警器两端的电压大于某值时报警，故C正确，D错误。故选：AC。▉考点九导体的伏安特性曲线1伏安特性曲线建立平面直角坐标系，纵轴为电流I,横轴为电压U,画出的导体的IU图像叫作导体的伏安特性曲线。2线性元件导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压成正比，如图1125所示，具有这样特点的电学元件称为线性元件，如金属导体等。由线性元件的IU图像可知其斜率k=ΔI3非线性元件伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如二极管等。对于非线性元件，也可以用电阻定义式R=U4.IU图线与UI图线的比较比较内容图线(伏安特性曲线)坐标轴U为横轴，I为纵轴。I为横轴，U为纵轴。斜率点连线的斜率表示导体电阻的倒数。图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻。线性元件图线的形状非线性元件图线的形状增大，有R₁>R₂。电阻随I的增大而减小，有R₃>R₄。▉考点十游标卡尺1构造(如图1131所示)2测量精度游标卡尺(分度)游标尺上相邻两个刻度间的距离游标尺上相邻两个刻度间的距离准确到)3读数方法(1)先读主尺上刻度——读游标尺零刻度线之前的整毫米数，如图1132中应读23mm。(2)再读游标尺上刻度——读游标尺零刻度线之后与主尺刻度线重合的那条刻度线的条数，再乘以游标卡尺的精确度，如图1132中应读7×0.1mm。(3)将主尺读数与游标尺读数相加即为被测物体的长度，为23mm+7×0.1mm=23.7mm=2.37cm。(4)注意事项①如遇游标尺上没有一条刻度线与主尺刻度线对齐的情况，则选择最靠近的一条刻度线读数，有效数字的末位与游标卡尺的精确度对应，不需再读至下一位；②被测物上被测距离的连线必须平行于主尺；③读数时，在外测量爪夹住被测物后应适当旋紧紧固螺钉，以免游标尺在主尺上移动。例题：下列情况中，不能用来测量物体长度的尺是（）A．零刻线磨损的尺B．量程比被测物体长度小的尺C．刻度不均匀的尺D．分度值不是1mm的尺解：A．零刻度磨损的尺，可以从某一整刻线开始量起，可以使用，故A错误；B．比物体短的刻度尺，可以一段一段的测，可以使用，故B错误；C．刻度不均匀的尺是无法测出准确长度的，不能使用，故C正确；D．分度值不是1mm的尺，即最小刻度不是毫米，说明准确程度不是毫米，但可以使用，故D错误；故选：C。▉考点十一螺旋测微器(千分尺)1构造2原理如图1135所示，测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮D旋转一周，测微螺杆F便沿着旋转轴线方向前进或后退0.5mm,而可动刻度E上的刻度为50等份，每旋转一小格，测微螺杆F前进或后退0.01mm。3读数方法(1)先读固定刻度上的刻度——注意半毫米刻度线是否已露出，若露出，如图1136所示，则读为6.5mm,若未露出，则读为6.0mm。(2)再读可动刻度上的刻度——注意可动刻度上的刻度与固定刻度的中间线是否对齐，然后乘以精确度。若不对齐，则需估读一位非零数字，如图1136所示，读为22.5,读数为22.5×0.01mm=0.225mm;若对齐，则需估读为零，即若刻度为22的线与中间线对齐，读为22.0,读数为22.0×0.01mm=0.220mm。(3)最后将固定刻度读数与可动刻度读数相加即可。如图1136所示读数为6.5mm+22.5×0.01mm=6.725mm。、例题：①如图甲所示的游标卡尺，图中读数为；②某同学用螺旋测微器测量某物件的直径，结果如图乙，则螺旋测微器读数为。解：：①游标卡尺的精确度为0.1mm,其读数为17mm+7×0.1mm=17.7mm；②螺旋测微器的精确度为0.01mm,其读数为4.5mm+10.0×0.01mm=4.600mm。故答案为：①17.7；②4.600。▉考点十二金属丝电阻率的测量1实验过程实验目的：(1)测量金属丝的电阻率；(2)学习伏安法测电阻的方法实验器材：刻度尺、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线实验原理：根据电阻定律R=ρlS实验步骤：(1)测长度l:将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度),重复A测量三次，求出平均值1(2)测横截面积S:用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置上各测一次，取直径的平均值d,求得横截面积S=π(3)测电阻R:根据电路图，用导线把器材连接好，闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S,求出电阻的平均值R(4)整理好实验器材数据处理：(1)求电阻：①公式法—用R=UI(2)计算电阻率：将记录的L、d的值及求得的电阻R和横截面积S,代入电阻率的计算公式ρ=R2注意事项数据测量:(1)直径应在金属丝连入电路之前测量(2)被测金属丝的有效长度，是指待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两个并入点间的部分，测金属丝长度时应将其拉直(3)测量直径和长度时要分别测量三次再取平均值实验操作:(1)被测金属丝的阻值较小，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式接法(2)电路中电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大3实验误差偶然误差:测量金属丝的直径、长度、通过金属丝的电流以及金属丝两端的电压时出现读数误差系统误差：(1)由于采用电流表外接法，电压表的分流造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大，测量值与真实值误差也更大)(2)通电电流太大，或通电时间太长，致使金属丝发热，温度升高，电阻率也随之升高▉考点十三滑动变阻器1结构原理滑动变阻器结构如图11310所示。A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个接线柱，C、D是金属杆的两个接线柱。电阻丝上能够与滑片P接触的地方的绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。若把A和C或A和D接入电路，滑片P由B向A移动时，接入电路的电阻将由大变小，因接入电路电阻丝的长度变小。2两种接法(1)两种接法的特点比较电路图变阻器连线特点连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻丝一端的接线柱。(图中变阻器Pb部分被短路，不起作用)连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻丝的两端接线柱。(图中变阻器Pa、Pb部分都起作用，Pa部分与待测电阻并联后与Pb部分串联)负载电阻两端的电压变化情况不能从零开始增大到E。可以从零开始逐渐增大到E。特点③负载电阻两端的③负载电阻两端的电压(2)两种接法的选择①实验中若要求用电器两端的电压从零开始可连续变化或电压变化的范围较大，则需选用分压式接法。②若滑动变阻器作为限流器不能控制电流以满足实验要求，即若滑动变阻器的阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则需选用分压式接法。③通过比较用电器电阻R,与滑动变阻器总电阻R。的关系来确定滑动变阻器作为分压器还是限流器。当R>R0时采用分压式接法。例题：某电阻丝R的额定电压为3V，电阻约12Ω，现要进一步精确测量其阻值实验室提供了下列可选用的器材A：电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）B：电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）C：电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）D：电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ）E：滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）F：滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）G：电源E（电动势4V，内阻可忽略）H：电键、导线若干．为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需添器材前面的字母即可）电流表．电压表．滑动变阻器．解：电阻额定电流约为：I=U/R=0.25A=250mA，电流表应选A；电阻额定电压为3V，电压表应选C；电阻丝的电阻值仅仅约12Ω，与500Ω的滑动变阻器的电阻值相差比较大，所以滑动变阻器阻值越小调节时电表变化越明显，为方便实验操作，滑动变阻器应选E．故答案为：A；C；E▉考点十四伏安法测电阻的两种电路1电流表内、外接法的比较电路图误差原因电流表分压U电压表分流I电阻测量值R測R測2两种测量电路的选择(1)直接比较法①当Rx②当Rx(2)定量比较法①当Rx较小，有RxR②当Rx较大，有RxR③当Rx(3)试探法按图11312接好电路，将电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电流表的示数变化不大，而电压表的示数有较大的变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，则采用电流表外接法；如果电压表的示数变化不大，而电流表的示数有较大的变化，说明电压表的分流作用对电路影响大，则采用电流表内接法。▉考点十五串、并联电路中的电流、电压和电阻1串、并联电路的特点电路电流各处电流相等总电流等于各支路电流之和电流分配和电阻成反比电压总电压等于各部分电压之和电压分配和电阻成正比U总电阻R总=R₁+R₂+…+R12有关总电阻的几个常用推论(1)串联电路的总电阻大于其中最大的电阻。(2)并联电路的总电阻小于其中最小的电阻。(3)n个相同的电阻R串联，R总=nR;n个相同的电阻R并联，R(4)两个电阻并联时的总电阻R=R(5)无论串联还是并联，若其中一个电阻增大(或减小),则总电阻随之增大(或减小)。例题：如图所示，两个阻值较大的定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U=10V的直流电源上，电源电压保持不变。把电压表接在R1两端，电压表的示数为5V，如果把此电压表改接在R2两端，电压表的示数将（）A．等于5VB．小于5VC．大于5VD．电压表内阻未知，无法判断解：因为两个定值电阻的阻值很大，所以电压表和电阻并联时，电压表的内阻不可忽略，并联以后的总电阻小于任何一个支路的电阻。由题知当电压表和R1并联时，电压表的示数为5V，根据电压分配规律可知电压表和电阻R1并联后的总电阻等于R2的电阻，由此可知R1的阻值要大于R2的阻值。当电压表和R2并联后，并联部分的电阻要小于R2的阻值，所以R1的电阻要大于电压表和R2并联以后的总电阻，所以电压表的示数要小于电压的一半，即小于5V，故B正确，ACD错误。故选：B。▉考点十六电压表和电流表的电路结构1小量程的电流表G(表头)(图1142)(1)工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流成正比。(2)三个主要参数①内阻Rg:小量程电流表G的电阻。②满偏电流Ig:指针偏转到最大刻度时的电流。③满偏电压Ug:通过满偏电流时，加在表头两端的电压，由欧姆定律可知，Ug2小量程电流表的改装改装成电压表改装成电流表内部电路电阻的作用分压(R串)分流(R并)改装时需要串联或并联电阻的阻值U=R=IR电表的总内阻RR3电表改装问题的四点提醒(1)电表改装实际上是串、并联电路的分析和计算问题，可把表头看成一个阻值为Rg的电阻。(2)无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的。(3)由改装后电压表的内阻RV=R(4)由改装后电流表的内阻RA=R例题：如图所示是利用表头改装为电压表的原理图，若改装后发现电表的测量值略偏大，为校准电表，可行的方案是（）A．与R并联一小电阻 B．与R串联一大电阻C．与R并联一大电阻 D．与R串联一小电阻解：改装后测量值略偏大，即电表示数偏大，即通过的电流略偏大，因此为了略减小电流，需要串联一个较小的电阻，故ABC错误，D正确。故选：D。▉考点十七关于电阻的理解与问题分析1对电阻定律R=ρl(1)类比通过一段道路，道路越长(导体越长),道路越窄(横截面积越小),路况越差(电阻率越大),越难通过(电阻越大)。(2)导体越长相当于n段短的导体串联，电阻就会成比例变大。横截面积变大相当于n段横截面积小的导体并联，电阻就会成比例减小。2典型串并联电路总电阻的分析(1)图1144甲电路的总电阻随滑动变阻器接入电路的阻值的增大(减小)而增大(减小),图乙电路滑动变阻器滑片向右(左)移时，电路中的总电阻减小(增大)。(2)两并联支路电阻值的和不变，由数学知识知，当两支路的阻值相等时，两支路的并联总电阻最大。如图1145所示RAB=(R1+R▉考点十八电压表和电流表的内阻对测量的影响在电学实验中，常用电压表、电流表测量一段电路两端的电压和通过的电流，从而求出其他量。在此过程中，对于电压表和电流表的内阻对测量的影响分两种情况来分析。1将电压表和电流表看作理想电表电流表的内阻一般较小，两端分得的电压也较小，常忽略电流表的分压，将电流表视为没有电阻的通路；电压表的内阻一般很大，通过的电流极小，常忽略电压表的分流，将电压表所在处看成“断路”。这种将电压表和电流表理想化而进行测量得到的结果叫测量值，它与真实值存在差异。2将电压表和电流表看作电阻当题目要求分析电压表和电流表连入电路后对电路的影响时，要利用串、并联知识进行电路分析，并把电压表和电流表看成一个特殊电阻来处理。(1)电流表视为一阻值较小的电阻，其读数就是流过这个电阻的电流。测电流时，由于电流表串联在支路中使所在支路的电阻增大，故电流测量值偏小。(2)电压表视为一阻值较大的电阻，其读数就是这个电阻两端的电压。测电压时，由于电压表并联在电路中使所在支路的电阻减小，故电压测量值也偏小。例题：下列是物理课本中的一些插图，相关说法正确的是（）A．图甲中a端带负电B．图乙采用了假设法C．图丙显示灯泡电阻随温度升高而减小D．图丁中，并联的电阻R越小，改装后的电流表量程越大解：A．根据静电感应的原理知，一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时由于电荷间的相互作用，会使导体内部的电荷重新分布，异种电荷被吸引到带电体附近，而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端，故a端带正电，b端带负电，故A错误；B．研究影响平行板电容器的影响因素时，采用的是每次实验都保证只有一个变量的方法，故图2采用了控制变量法，故B错误；C．由图3图像可知，随灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流增大，图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，则温度升高图像上的点与原点连线的斜率变小，灯泡电阻随温度升高而增大，故C错误；D．图4中，并联的电阻R越小，IR就越大，改装后的电流表量程I=IR+Ig越大，故D正确。故选：D。▉考点十九认识多用电表1表盘及测量功能如图1151所示是多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，选择开关周围标有测量功能的区域及量程。使用前应调整指针定位螺丝，使指针指到左侧零刻度。使用时，应先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程。在不使用时，应把选择开关旋到“OFF”位置或交流电压最高挡。2多用电表内部构造如图1152所示是简化的多用电表电路图，它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成，其中1、2为电流测量端，3、4为电阻测量端，5、6为电压测量端。测量时，黑表笔插入“”插孔，红表笔插入“+”插孔，并通过转换开关接入相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。例题：关于多用电表，下列说法正确的是（）A．多用电表测量直流电流时，红表笔接触点的电势低B．测量电路中的某个电阻时，应该把该电阻与电路断开C．多用电表换用不同倍率欧姆挡测电阻时，不需要重新欧姆调零D．多用电表作为欧姆表使用时，若指针偏转太大，则需选择更大的倍率进行测量解：A、用多用电表测直流电流、电压时，电流由红表笔流入，由黑表笔流出，所以红表笔接触点的电势高，故A错误；B、测量电路中的某个电阻时，应该把该电阻与电路断开，故B正确；C、欧姆表换挡后要进行欧姆调零，测量过程中，每换一次挡位，都必须重新进行欧姆调零，故C错误；D、多用电表作为欧姆表使用时，若指针偏转太大，说明倍率选择过大。则需选择更小的倍率进行测量，故D错误。故选：B。▉考点二十使用多用电表1测量小灯泡的电压测量步骤：(1)连接器材，对多用电表机械调零(2)选挡：将多用电表的功能选择开关旋转到直流电压挡，使其量程大于小灯泡两端的电压(3)测量：用红、黑表笔分别触碰灯泡两端的接线柱，将多用电表与灯泡并联，闭合开关(4)读数：根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压的大小注意事项：(1)使用前，若多用电表的指针不在左端零刻度处，则要用螺丝刀调节多用电表的机械调零旋钮，使指针指到左端零刻度处(2)测量时，用红、黑表笔使多用电表跟待测电路并联，注意使电流从“+”插孔(即红表笔接高电势)流入多用电表，从“一”插孔(即黑表笔接低电势流出多用电表(3)选择量程时，要根据待测电压的估计值选择量程，且指针指到满偏刻度的处附近为宜。如果难以估计待测电压值，应先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据粗测出的数值，重新确定适当的量程再进行测量2测量通过小灯泡的电流测量步骤：(1)连接器材，对多用电表机械调零(2)选挡：将多用电表的功能选择开关旋转到直流电流挡，使其量程大于通过小灯泡的电流(3)测量：用红表笔接与电源正极相接的一端，黑表笔接与电源负极相接的一端，把多用电表串联接入电路中(4)读数：根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电流的大小注意事项：(1)使用前，若多用电表的指针不在左端零刻度处，则要用螺丝刀调节多用电表的机械调零旋钮，使指针指到左端零刻度处(2)测量时，将红表笔插入“+”插孔(即红表笔接高电势),黑表笔插入“一”插孔(即黑表笔接低电势),使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表(3)选择量程时，要根据待测电流的估计值选择量程，且要使指针指到满偏刻度的处附近为宜。如果电流难以估计，应先将选择开关旋转到最大量程上试测3测量电阻测量步骤：(1)机械调零(2)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适倍率(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端电阻零刻度处(4)读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以倍率即待测电阻阻值(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)步骤(6)实验完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关置于"OFF"位置或交流电压最高挡；若长期不用，应取出电池选挡方法：(1)选挡原则：使指针指在表盘中央附近，因为在表盘中央附近，刻度比较均匀(2)选挡方法：首先应估测待测电阻的大小，选择合适的挡位(通常按从大挡位向小挡位的顺序选择),如果选择的挡位不合适，则应重新选挡，即换挡注意事项：(1)选挡后要进行欧姆调零(2)换挡后要重新进行欧姆调零(3)被测电阻要与外部电路断开，不能用手接触表笔的金属杆(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率误差分析：(1)测量值偏大的原因可能是表笔与电阻两端接触不紧而增大接触电阻，或者在连续测量过程中，多用电表内电池电动势下降(2)测电阻时测量值偏小可能是人体电阻并入造成的4判断二极管的正负极二极管的结构：二极管是用半导体材料制成的电子元件，它有两个极，分别为正极和负极，符号如图所示二极管的单向导电性：电流从正极流入时电阻比较小，处于导通状态，相当于一个接通的开关；电流从负极流入时电阻比较大，相当于一个断开的开关用多用电表判断二极管的正负极：(1)把多用电表的选择开关扳到电阻挡适当量程，让两表笔分别接触二极管的两根引线，然后变换两表笔的位置再次与二极管的两根引线接触(2)根据两次指针的偏转情况即可确定二极管的正极和负极。由于电流是从欧姆表的黑表笔流入二极管的，因此若测得的电阻较小，则与黑表笔相连的是二极管的正极，反之则是负极例题：某学生在练习使用多用电表之前，她认真分析了欧姆表的原理电路图（见图甲）。她做的几个练习使用多用电表的电路如图乙所示，下列说法中错误的是（）A．图1中多用电表选择开关应该是直流电压挡B．图2中多用电表选择开关应该是直流电流挡C．图3中多用电表测二极管电阻时，指针几乎不偏转D．图4中多用电表选用欧姆挡，可以给电容器充电解：A、由图1所示可知，多用电表并联在灯泡两端，多用电表测灯泡两端电压，选择开关应该是直流电压挡，故A正确；B、由图2所示可知，多用电表串联在电路中，多用电表测电路电流，多用电表选择开关是直流电流挡，故B正确；C、由图3所示，二极管正向偏压，二极管正向偏压电阻很小，欧姆表指针偏角很大，故C错误；D、多用电表选择欧姆挡，由图4可知，欧姆表的内置电源给电容器充电，故D正确；本题选错误的，故选：C。一．电源及其性质（共3小题）1．下列说法正确的是（）A．点电荷是理想模型 B．电场线是真实存在于电场周围的 C．沿着电场线的方向电场强度一定减小 D．电源的作用是产生电荷【答案】A【解答】解：A．点电荷是理想模型，带电体的大小、形状、带电分布对问题的研究影响可以忽略时，带电体可以看成点电荷，故A正确；B．电场线是为了形象的描述电场而假想的线，并不真实存在于电场周围的，故B错误；C．电场线的稀疏的地方电场强度小，电场线的密集的地方电场强度大，沿着电场线的方向电场强度不一定减小，在匀强电场中，沿电场线的方向，电场强度不变，故C错误；D．导体中本身就有自由电荷，电源的作用不是为电路持续地提供自由电荷，而是正负电荷分开，使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，电源两端就会产生电压，电压使电路中的电荷发生定向移动形成电流，不是产生电荷，故D错误。故选：A。2．某同学准备乘飞机外出游玩时，在阜阳西关机场看到一条“严禁携带超过160Wh的充电宝搭乘飞机”的乘客须知。该同学携带的某品牌充电宝标识“160Wh，32000mAh”参数。关于这些数据，下列说法正确的是（）A．参数“160Wh”表示160J B．参数“160Wh”标注的是该充电宝电荷量 C．参数“32000mAh”标注的是该充电宝的额定能量 D．该充电宝充满电时存储的能量相当于大约57吨的重物由静止自由下落1m时所具有的动能【答案】D【解答】解：AB．根据W＝Pt，可知参数“160Wh”是能量的单位，则160Wh＝160×3600J＝5.76×105J，故AB错误；C．根据q＝It，可知参数“32000mAh”标注的是该充电宝储存的电荷量，故C错误；D．根据机械能守恒，57吨的重物由静止自由下落1m时所具有的动能Ek故选：D。3．自华为正式发布P50/P50Pro系列以来，真可谓一机难求。华为P50Pro搭配的是一块4360mAh的电池，支持最高66W的有线超级快充和50W的无线超级快充，同时还支持无线反向充电，这里与“mAh”相对应的物理量是（）A．功率 B．电荷量 C．电容 D．能量【答案】见试题解答内容【解答】解：“mA”是电流I的单位，“h”是时间t的单位，根据q＝It得与“mAh”相对应的物理量是电荷量，故B正确，ACD错误。故选：B。二．电流的概念、性质及电流强度的定义式（共3小题）4．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。则在Δt时间内（）A．通过导线横截面的电荷量为ne B．通过导线横截面的电荷量为nevS C．通过导线横截面的自由电子数为IΔteD．通过导线横截面的自由电子数为IΔt【答案】C【解答】解：AB、从微观角度来说，在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为vt的圆柱体内，在Δt时间内通过导线横截面的电荷量为：q＝nvSe•Δt，故AB错误；CD、根据电流的定义式I=qΔt=故选：C。5．下列四个选项中不属于比值定义式的是（）A．电容C=QU B．电流C．电场强度E=Fq 【答案】B【解答】解：A．电容器的电容与极板所带电荷量、极板之间的电压没有本质上的决定关系，可知，C=QB．I=UC．电场强度与电场力、试探电荷的电荷量么有本质上的决定关系，E=FD．电势与电势能、试探电荷的电荷量没有本质上的决定关系，φ=E故选：B。6．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说（）A．1h电池供给1C的电量 B．1000s电池供给8C的电量 C．1s电池供给8C的电量 D．1min电池供给8C的电量【答案】B【解答】解：电池供电的电流I＝8mA，若电量q＝1C，则由电流的定义式I=q故选：B。三．恒定电流及其产生条件（共3小题）7．下列对于电流说法正确的是（）A．根据I=qtB．电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同 C．电路要产生电流，必须存在自由电荷 D．由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去【答案】C【解答】解：A、电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，故在t不确定的情况下不能说I与q成正比，故A错误；B、矢量的运算满足平行四边形定则，而电流的运算满足代数法则，故电流虽然有方向，但电流强度是标量，故B错误；C、根据电流产生的条件可知，电路中要产生电流，必须存在自由电荷，故C正确；D、电荷受到电场力运动起来，但由于受到导线中的阻力作用，电荷最终会做匀速运动，故D错误。故选：C。（多选）8．1911年，科学家们发现一些金属在温度低于某一临界温度Tc时，其直流电阻率会降到10﹣28Ω•m以下，远低于正常金属的10﹣7Ω•m，称为超导现象。1934年，科学家提出超导体的二流体模型初步解释了低温超导现象。该模型认为，当金属在温度低于Tc成为超导体后，金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子（“凝聚”是指电子动量分布趋于相同、有序）。随着温度进一步降低，越来越多的自由电子凝聚为超导电子。这些超导电子与金属离子不发生“碰撞”，因而超导电子的定向运动不受阻碍，具有理想的导电性。一圆柱形金属导体，沿其轴线方向通有均匀分布的恒定电流，将中间一段金属降温转变为超导体后，超导体内的电流只分布在表面厚为10﹣8m量级的薄层内，其截面示意图如图所示。在正常金属和超导体之间还存在尺度为10﹣8m量级的交界区。根据上述信息可知（）A．交界区两侧单位时间内通过的电荷量相等 B．超导体中需要恒定电场以维持其中的超导电流 C．图中超导体内部可能存在定向移动的自由电子 D．图中超导体内部轴线处的磁场一定为零【答案】AD【解答】解：A.交界区两侧的电流相等，则单位时间内通过的电荷量相等，故A正确；B.因超导电子能产生定向运动，不受阻碍，超导体中不需要恒定电场以维持其中的超导电流，故B错误；C.由题意，超导体内的电流只分布在表面厚为10﹣8m量级的薄层内，则图中超导体内部不存在定向移动的自由电子，故C错误；D.因超导体内的电流只分布在表面厚为10﹣8m量级的薄层内，根据对称性，图中超导体内部轴线处的磁场一定为零，故D正确；故选：AD。9．电子在加了恒定电压的平行板间做匀变速运动，为什么恒定电压加在金属导体两端，得到的却是恒定的电流？【答案】见试题解答内容【解答】解：导体中产生恒定电流，需要有恒定的电压，恒定电压产生恒定电场，使电子加速，加速的电子会随着速度的增大与分子的碰撞加剧，使其受到的阻力增大，当阻力等于电场力，电子定向移动的速度就保持恒定，电流也就恒定了．四．用定义式计算电流大小及电荷量（共3小题）10．充电宝内部的主要部件是锂电池，可以用来给手机充电。某充电宝其一参数为20000mAh/3.7V。其中单位“mAh”（毫安时）对应的物理量的是（）A．电能 B．电容 C．电流 D．电荷量【答案】D【解答】解：根据I=q故选：D。11．某品牌的手机充电器铭牌如表所示，用该充电器在正常工作状态下给容量为4200mA•h、额定电压为4V的手机电池充电，则完全充满所需时间约为（）输入：100～240V50/60Hz输出：4V4AA．210min B．1050min C．1.05h D．2.1h【答案】C【解答】解：由铭牌可知，在以额定电压充电时的充电电流I＝4A，根据q＝It可得充电时间为t=q故选：C。12．某擦窗机器人所用的电池容量为6000mA•h，待机时间为25天，正常工作时长为2h。则该手机（）A．正常工作时的电流为240mA B．待机时的电流为3000mA C．正常工作时的电流是待机时电流的12.5倍 D．正常工作时的电流是待机时电流的300倍【答案】D【解答】解：A.电池容量为q＝6000mA•h，正常工作时长为t1＝2h，正常工作时的电流I1B.待机时间为t2＝25天＝25×24h，待机时的电流I2CD.正常工作时的电流是待机时电流的I1故选：D。五．电流的微观表达式（共3小题）13．如图所示，一粗细均匀横截面积为5×10﹣5m2的金属导体中自由电荷向右定向移动的速率为1×10﹣4m/s，单位长度内自由电荷的电量为2×104C，则导体内电流的大小和方向为（）A．2A，向左 B．2A，向右 C．1A，向左 D．1A，向右【答案】A【解答】解：由I=Qt=vtqt故选：A。14．北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（）A．πRne B．nevπR C．nev2πR【答案】C【解答】解：电子的运动周期为T=2πRv，所以等效电流为I=ne故选：C。15．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。下列说法正确的是（）A．比例系数k＝ne2ρ B．比例系数k的单位为kg•s C．当该导线通有恒定的电流I时，导线中自由电子定向移动的速率v=ID．当该导线通有恒定的电流I时，导线中自由电子受到平均阻力大小为f=【答案】A【解答】解：AB、取长度为L的一段导体，设其两端电压为U，则电子做定向移动时满足电场力等于阻力，则kv=eE=eUL，由U＝IR，I＝neSv，解得k＝ne2ρ，电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k，k=fC、一小段时间Δt内，流过导线横截面的电子个数为N＝nSvΔt，电荷量为Q＝Ne＝nSveΔt，根据电流的定义有I=Qt=D.当该导线通有恒定的电流l时，导线中自由电子受到的平均阻力大小f可以通过比例系数k和电子定向移动的速率v得出：f=kv=ne故选：A。六．等效电流的计算（共3小题）16．中国的正、负电子对撞机（BEPC）于2008年改造升级成为双环对撞机，性能提升至国际前沿水平。假设对撞机的储存环是总长为L的近似圆形轨道，已知电子电荷量为e，电子的速率为v，当环中的电流为I时，在整个环中运行的电子数目为（）A．ILev B．IveL C．eLIv【答案】A【解答】解：电子的运动周期为T=Lv，设运行的电子数目为n，则I=ne故选：A。17．电子绕核运动可以看作一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动的线速度为v，氢原子核、核外电子的电荷量大小均为e，m表示电子的质量，k为静电力常量。则电子运动形成的等效电流为（）A．mv32πkeC．mv22πk【答案】B【解答】解：电子运动形成的电流为：I=e氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力，由牛顿第二定律得：ke电子的运动的周期为：T=2πr联立解得：I=m故选：B。18．一个半径为r（米）的细橡胶圆环，均匀地带上Q（库仑）的负电荷，当它以角速度ω（弧度/秒）绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为（）A．Q B．Q2π C．Qω2π 【答案】C【解答】解：负电荷运动的周期T=2πω，则电流I故选：C。七．电阻及其性质（共3小题）19．下列物理量中，反映一段导体对电流阻碍作用的是（）A．电势 B．电阻 C．电压 D．电流【答案】B【解答】解：电阻是描述导体对电流的阻碍作用的物理量，所以反映导体对电流阻碍作用的是电阻，故B正确，ACD错误。故选：B。20．在中国空间站中，多种传感器担负着对舱内气压监测、温度监控、交会对接的距离监测、太阳帆板自动迎对日光等任务。下列有关传感器的说法中不正确的是（）A．热敏电阻可以作为温度传感器的敏感元件 B．对气压的监测可以利用压力传感器 C．光敏传感器通过将电信号转化为光信号实现太阳帆板对阳光的自动跟踪 D．红外测距传感器通过将电磁波信号转化为电信号实现对距离的监测【答案】C【解答】解：A、热电阻传感器是利用热敏电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，所以热敏电阻可以作为温度传感器的敏感元件，故A正确；B、压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置，对气压的监测可以利用压力传感器，故B正确；C、光敏传感器通过将光信号转化为电信号实现太阳帆板对阳光的自动跟踪，故C错误；D、红外测距传感器是通过将电磁波信号转化为电信号实现对距离的监测，故D正确。本题选不正确项故选：C。（多选）21．某一导体的伏安特性曲线如图中的AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是（）A．A点对应的导体的电阻为120Ω B．在AB段，导体的电阻变化了20Ω C．B点对应的导体的电阻为8Ω D．在AB段，导体的电阻随电压的增大而增大【答案】BD【解答】解：ABC、根据部分电路欧姆定律可知，A点对应的导体的电阻为RB点对应的导体的电阻为R在AB段，导体的电阻变化了ΔR＝RB﹣RA＝80﹣60＝20Ω所以AC错误；B正确；D．根据图像的斜率的倒数可以表示电阻的变化，所以在AB段，导体的电阻随电压的增大而增大，则D正确；故选：BD。八．欧姆定律的简单应用（共3小题）22．金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，如图的四个图像中可能表示金属铂电阻的U﹣I图像是（）A． B． C． D．【答案】B【解答】解：根据电阻的定义式R=U故选：B。23．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U﹣I坐标系中描点如图，分别用Ra、Rb、Rc、Rd代表电阻的阻值，则（）A．Ra＞Rd B．Rd＞Ra C．Rc＞Rb D．Rb＞Rc【答案】A【解答】解：根据电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比可得，四个电阻的U﹣I图象如下图所示：在横轴上取一个相同的点，则通过它们的电流相等，即在图象中做一道竖线，从图可知，通过它们的电流相等，a的电压最大，bc相等，d最小。由公式R=U故选：A。24．类比是研究问题的常用方法。（1）情境1：已知一段导体两端的电势分别为φ1和φ2，且φ1＜φ2。导体的电阻率为ρ，横截面积为S，长度为L。请根据欧姆定律与电阻定律，推导通过导体的电流I的表达式。（2）情境2：热传导是由于温度差引起的热量传递现象，其本质是由物质中大量做热运动的分子互相撞击，从而使能量从物体的高温部分传至低温部分。如图甲所示，某传热介质的横截面积为S，两端的温度分别为T1和T2，且T1＜T2。类比电流的定义式I=ΔqΔt，定义“热流”Φ（热传导速率）为单位时间内通过传热介质某一横截面积的热量ΔQΔt。已知其他条件一定时，Φ正比于温差（T2﹣T1a.类比电流I与电势差（φ2﹣φ1）的关系，试推导热流Φ的表达式；b.两根金属棒A、B尺寸相同，其中kB＝2kA。现将A、B两金属棒先后串联、并联在温度恒定的低温热源和高温热源之间，如图乙所示。低温热源、高温热源的温度分别为T1、T2，且T1＜T2。当A、B串联使用时，热源之间各处热流均相等；A、B并联使用时，总热流等于流过金属棒A、B的热流之和，求将A、B串联使用时与并联使用时两热源之间的总热流之比Φ串【答案】（1）通过导体的电流I的表达式为得I=(（2）a、推导热流Φ的表达式据题意有，Φ=(b、将A、B串联使用时与并联使用时两热源之间的总热流之比为2：9。【解答】解：（1）由欧姆定律和电阻定律I=φ2得I=(（2）a、根据题意有，Φ=Tb、因为kA故RthA串联时ΔT＝T2﹣T1＝ΔTA+ΔTBΔTA＝ΦA•RthAΔTB＝ΦB•RthB故串联时热流为Φ故并联时热流为Φ故Φ答：（1）通过导体的电流I的表达式为得I=(（2）a、推导热流Φ的表达式据题意有，Φ=(b、将A、B串联使用时与并联使用时两热源之间的总热流之比为2：9。九．电阻定律的内容及表达式（共3小题）25．一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为R1、电阻率为ρ1；将该金属棒的长度拉伸至原来的2倍后，仍为圆柱形，其电阻为R2、电阻率为ρ2，下列关系式正确的是（）A．ρ1＝2ρ1 B．ρ2＝4ρ1 C．R2＝2R1 D．R2＝4R1【答案】D【解答】解：电阻率是材料本身的一种电学特性，与材料的长度和横截面积无关，故电阻率ρ不变；由电阻定律R=ρL金属棒拉长为原来2倍，横截面积为原来的12故ABC错误，D正确。故选：D。26．如图所示，两个厚度相同、上下表面均为正方形，由同种材料构成的导体A、B，两个正方形的边长a：b＝2：1，分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是（）A．导体A和B的电阻之比为2：1 B．导体A和B的电阻之比为1：2 C．通过导体A和B的电流之比为1：1 D．相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为2：1【答案】C【解答】解：AB、设小正方形边长为l，则大正方形边长为2l，厚度为d，根据电阻定律R=ρLS可得C、分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压，因为R1＝R2，根据欧姆定律I=UD、相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为q1故选：C。27．人体含水量约为70%，水中有钠、钾等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪（如图），其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。一般情况下（）A．肥胖的人比消瘦的人电阻大 B．肥胖的人比消瘦的人电阻小 C．激烈运动之后人的电阻不会改变 D．激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响【答案】A【解答】解：AB．脂肪不容易导电，其电阻率较大，消瘦的人脂肪含量少，脂肪的电阻较小，所以肥胖的人比消瘦的人电阻大，故A正确，B错误；C．剧烈运动出汗时，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，故人体的电阻会变化，故C错误；D．激烈运动大量出汗之后，沐浴之后人体表面较潮湿，人体的含水量和表面潮湿程度与平常相比差别较大，人体电阻的差别就较大，会影响测量数据，故D错误。故选：A。十．利用电阻定律求电阻（共3小题）28．某同学想测量一工厂排出废水的电阻率。他用如图甲所示的盛水容器，其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长为a，宽为b，高为c。他将含有正负离子的水样注满容器，测得水样的U﹣I图线如图乙所示，下列说法正确的是（）A．电压为U时，水样电阻为UIB．电压为U时，水样的电阻率为UbcaC．随着电压增加，该水样的电阻先增大后不变 D．若加一垂直前后面向外的磁场，左端接线柱接电源正极时，该容器下表面的电势高于上表面【答案】B【解答】解：AB．电压为U时，水样电阻为R=根据R=ρ可得水样的电阻率为ρ=故A错误，B正确；C．根据欧姆定律可知U﹣I图线上点与原点连线的斜率表示电阻，随着电压增加，图像上的点与原点连线的斜率逐渐增大，可知该水样的电阻逐渐增大，故C错误；D．若加一垂直前后面向外的磁场，左端接线柱接电源正极时，根据左手定则可知，负离子受洛伦兹力向下偏向下极板，则该容器下表面的电势低于上表面，故D错误。故选：B。29．两根长度相同、半径之比rA：rB＝2：1的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路，下列说法正确的是（）A．A、B的电阻之比为4：1 B．流过A、B的电流之比为2：1 C．通过A、B的电子定向移动速率之比为1：4 D．单位时间通过A、B的电量之比为4：1【答案】C【解答】解：A、根据电阻定律有R=ρlA＝lB，rA：rB＝2：1，则S可知，两导体的电阻之比为1：4，故A错误；B、A和B电阻串联，根据串联的特点可知，流过A、B的电流之比为1：1，故B错误；C、由电流的微观表达式有I＝nqSv结合上述分析解得v=通过A、B的电子定向移动速率之比为1：4，故C正确；D、根据I=q单位时间通过A、B的电量之比为1：1，故D错误。故选：C。30．如图所示的电路中，R1和R2是由同种材料制成的厚度相同、表面均为正方形导体，R1与R2的边长比为1：2，I1和I2为两条支路的电流，U1为A、B两点之间的电势差，U2为B、C两点之间的电势差，以下关系正确的是（）A．I1：I2＝1：1U1：U2＝1：4 B．I1：I2＝1：1U1：U2＝2：9 C．I1：I2＝2：1U1：U2＝2：9 D．I1：I2＝2：1U1：U2＝1：4【答案】A【解答】解：设R1的边长为L，厚度为d，根据电阻定律可得R则R2的边长为2L，厚度为d，根据电阻定律可得R可知R1、R2阻值相等，因为R1、R2并联，电压相同，则I1和I2相等，即I根据欧姆定律可知AB两点间电压U1＝I1R1BC两点间电压U2＝（I1+I2）（R1+R2）＝2I1×2R1＝4I1R1故U1故选：A。十一．电阻率及其影响因素（共3小题）31．将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为0.6m，接入如图甲电路（电源内阻忽略不计）。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电流表读数的倒数1I随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2A．2：3 B．3：2 C．3：1 D．4：3【答案】C【解答】解：根据欧姆定律I=当x＝0时，1A×（R0+R1+R2）＝E当x＝0.2m时，2A×（R0+R2）＝E当x＝0.6m时，6A×R0＝E故R1：R2＝3：2又根据电阻定律R=ρ其中L1：L2＝1：2得导体L1、L2的电阻率之比约为ρ1：ρ2＝3：1，故C正确，ABD错误。故选：C。32．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪不容易导电。如图所示为某脂肪测量仪，其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。根据以上信息，下列说法正确的是（）A．同一人变瘦以后电阻会变小 B．通常肥胖的人比消瘦的人电阻小一些 C．人体脂肪的电阻率比其他组织要小一些 D．剧烈运动出汗时人体的电阻一定会变大【答案】A【解答】解：ABC.由于脂肪不容易导电，故同一人变胖以后电阻会变大，通常消瘦的人比肥胖的人电阻小一些，人体脂肪的电阻率比其他组织要大一些，故A正确，BC错误；D．剧烈运动出汗时，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，故人体的电阻会变化，但不一定会变大，D错误。故选：A。33．2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化银纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=1A．电导率的单位是Ω•m B．材料的电导率越大，其导电性能越强 C．材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关 D．材料的电导率大小与材料的长度、横截面积等因素有关【答案】B【解答】解：A．电阻率的单位是Ω•m，电导率的单位是（Ω•m）﹣1，故A错误；B．电阻率的大小反映了导通材料导电性能的强弱，电阻率越小，材料的导电性能越好，由于电导率与电阻率成倒数关系，因此材料的电导率越大，其导电性能越强，故B正确；CD．材料的电导率与材料本身以及温度等因素都有关，与材料的长度、横截面积等因素无关，故CD错误。故选：B。十二．利用电阻定律求电阻率（共3小题）34．某同学用伏安法对4个长度和横截面积均相同的电阻各测量一次，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在坐标系中描点，得到甲、乙、丙、丁四个点，如图所示。则电阻率最大的是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【答案】C【解答】解：根据U＝IR，可知四个点与原点连线的斜率表示电阻，斜率越大电阻越大，则丙的电阻最大；根据R=ρL故选：C。35．如图1所示，金属丝ab的横截面积为S，接触点P可移动。cd两端电压恒为U，理想电流表示数I随ap间距离x的变化关系如图2所示，若图像斜率的大小为K。则金属丝的电阻率为（）A．KUS B．KSU C．KUS 【答案】C【解答】解：根据闭合电路的欧姆定律I=URPb，而RPb＝ρ•L−xS，联立得1I故选：C。36．随着国家“碳达峰，碳中和”政策的出台，光伏领域成为最热门的领域之一。（1）一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为r，小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P时，小车以速率v匀速行驶，通过电池的电流大小为I，则电池的光电转化效率为kv2（2）光照进半导体材料内激发出自由电荷，在材料内部电场作用下正、负电荷分别往两端积累。若材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示。取O点的电势为零，N点到P点的电势φ随位置x变化的图像可能为C。A．B．C．D．（3）一光伏电池在特定光照下的I﹣U关系如图所示。在这种光照条件下，将总长度为100m、截面积为0.100mm2的金属丝绕制的电阻接在该电池两端时，电阻两端电压为2.10V，则该金属丝的电阻率为5.32×10﹣7Ω•m。保留3位有效数字）（4）在某一电压区间内，光伏电池可视为一个恒流源（输出电流恒定）。某同学连接了如图所示的两个电路：电路a由干电池、阻值为R4的定值电阻、阻值为RT的热敏电阻（RT随温度升高而减小）和小灯连接而成；电路b由恒流源、三个阻值分别为R1、R2、R3（R1＜R2＜R3）的定值电阻和阻值为RL的光敏电阻（RL随光照强度增大而减小，且其阻值变化范围足够大）连接而成。RL受到灯L照射。当RT所处环境温度降低时：①设电流表示数变化量为ΔI，R1两端电压变化量为ΔU1，RL两端电压变化量为ΔUL，则B。A.ΔI＜0，|ΔU1|＞|ΔUL|B.ΔI＜0，|ΔU1|＜|ΔUL|C.ΔI＞0，|ΔU1|＞|ΔUL|D.ΔI＞0，|ΔUl|＜|ΔUL|②设电压表的示数变化量为ΔU，电流表的示数变化量为ΔI，则|ΔUΔI|=③当RL＝R2﹣R1时，RL和R1的总功率P最大。【答案】（1）kv2+I2rP；（2）C；（3）5.32×10﹣7；（4）①B；②R2【解答】解：（1）根据题意，可知电池的光转化成电之后有两个功率产生，一个是车的机械功率，一个是电阻r的热功率，所以总的电功率为P所以光电的转化效率为η=（2）根据E=ΔφΔx，可知在φ﹣x图像的切线斜率绝对值等于电场强度E的大小，所以从N→O→P过程，故ABD错误，C正确。故选：C。（3）根据I﹣U图，当电阻两端电压为2.10V时，电流I＝3.95mA，根据欧姆定律有R=由电阻定律R=ρ可得ρ=（4）①根据图a可知，当温度降低时电阻RT增大，则电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路总电流减小，所以灯泡变暗，光照强度降低，RL增大。再对电路图b进行分析，因为是恒流源，干路电流保持不变，但是并联电路的电阻增大，导致并联电路的电压UR2可知IR2增大，又由于总电流不变，所以流过R由于流过RL支路的电流减小，可知R1两端电压U1减小，即ΔU1＜0，根据U可知RL两端电压UL增大，即ΔUL＞0，且有|ΔU1|＜|ΔUL|。故ACD错误，B正确。故选：B。②由电路图可以得出U和I的关系式I整理可得U＝I0（R2+R3）﹣IR2所以我们把RL、R1以外的电源和电阻看成一个电动势为I0（R2+R3），内阻为R2的等效电源，则有ΔU③由以上分析把RL、R1以外的电源和电阻看出一个电动势为I0（R2+R3），内阻为R2的等效电源，那么要让RL、R1的总功率最大，就是让这个电源的输出功率最大，可知当RL+R1＝R2即RL＝R2﹣R1时，RL和R1的总功率最大。故答案为：（1）kv2+I2rP；（2）C；（3）5.32×10﹣7；（4）①B；②R2十三．利用电阻定律求导线长度或横截面积（共3小题）37．如图，一根粗细均匀的同种材料制作的电阻丝AC，B为AC中点，现将BC段均匀拉伸到D点，BD＝3BC，然后将电阻丝接入电路中。下列说法正确的是（）A．BD段横截面积是AB段的3倍 B．BD段电阻是AB段的9倍 C．BD段电压是AB段的3倍 D．BD段自由电荷定向移动速率是AB段的9倍【答案】B【解答】解：A．令AB＝BC＝L，则有BD＝3L电阻丝体积不变，则有LSAB＝3LSBD可知，AB段横截面积是BD段的3倍，故A错误；B．根据电阻定律可得RAB=ρL解得RBD＝9RAB故B正确；C．两部分串联，通过的电流相等，电压之比等于电阻之比，BD段电压是AB段的9倍，故C错误；D．根据电流的微观定义式有I＝nqvBDSBD＝nqvABSAB解得vBD＝3vAB故D错误。故选：B。38．两根材料相同的均匀导线a和b，a长为l，b长为3l，串联在电路中时沿长度方向的电势随位置变化的规律如图所示，则导线a和b的横截面积之比为（）A．1：9 B．9：1 C．1：4 D．4：1【答案】A【解答】解：由图像可知ab两段导线两端的电压之比为Ua：Ub＝（8﹣2）：2＝3：1导线a和b串联，根据欧姆定律I=UR，可知导线a和b的电阻之比为Ra：R根据电阻定律R＝ρL可得导线a和b的横截面积之比为：SaSb故选：A。39．两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，求：（1）x和y两导线的电阻之比。（2）x和y两导线的横截面积之比。【答案】（1）x和y两导线的电阻之比等于31（2）x和y两导线的横截面积之比等于16【解答】解：（1）由题图可知，导线x和y两端的电势差分别为6V，2V，串联时电流相等，根据欧姆定律可得x和y两导线的电阻之比为Rx（2）根据电阻定律得R=ρL则有S=ρL则x和y两导线的横截面积之比为Sx答：（1）x和y两导线的电阻之比等于31（2）x和y两导线的横截面积之比等于16十四．半导体与超导现象（共3小题）40．下列说法正确的是（）A．半导体材料导电性能与外界条件无关 B．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都变为原来的二分之一 C．由R=UID．某些金属、合金和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小为零【答案】D【解答】解：A．半导体材料导电性能与温度有关，故A错误；B．由电阻定律R=ρLC．由电阻定律R=ρLS可知，导体的电阻R由导体的电阻率D．某些金属、合金和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小到零，这一现象是超导现象，故D正确。故选：D。41．关于电阻和电阻率的说法正确的是（）A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻 B．由R=UIC．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫超导现象 D．将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一【答案】C【解答】解：A、导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它是导体本身的性质，有没有电流均有电阻，故A错误；B、电阻的定义式R=UI采用的是比值定义法，导体的电阻由C、超导现象是绝对零度附近时，电阻突然减小到零的现象，即某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，故C正确；D、根据电阻定律R＝ρLS故选：C。42．下列说法正确的是（）A．半导体材料导电性能不受外界条件的影响 B．超导现象就是在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象 C．由R=UID．由ρ=RSL可知，【答案】B【解答】解：A、半导体材料导电性能会受外界条件的影响而变化，温度升高，半导体材料电阻率减小，导电性能增强。故A错误。B、超导现象就是在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象。故B正确。C、电阻等于电压与电流之比，但电阻与电压、电流无关，反映导体的特性。故C错误。D、电阻率由导体的材料和温度决定，与导体的长度、截面积无关。故D错误。故选：B。十五．线性元件及其伏安特性曲线（共3小题）43．导体A、B的伏安特性曲线如图所示，请问导体A、B的电阻大小之比RAA．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4【答案】D【解答】解：由导体A、B的伏安特性曲线可知，两电阻通过相同电流时，电压之比为U根据R=可知RA故选：D。44．两条粗细相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是（）A．电阻丝a、b的长度之比为5：3 B．a、b串联后，I﹣U图线位于a、b之间 C．a、b并联后，I﹣U图线位于a、b之间 D．a、b并联后，I﹣U图线位于b与I轴之间【答案】D【解答】解：A．根据伏安特性曲线，由欧姆定律R=UI可知，Ra＝2Ω由电阻定律R=ρLS可知B．因为I﹣U图线的斜率反映电阻的倒数，由R串＝Ra+Rb，串联后总电阻变大，故串联后总电阻的I﹣U图线的斜率最小，I﹣U图线位于a与U轴之间，故B错误；CD．由R并故选：D。45．如图所示是两个定值电阻A、B的伏安特性曲线图像，下列说法正确的是（）A．RA＞RB B．将电阻A、B串联，其图线应在区域Ⅰ C．将电阻A、B串联，其图线应在区域Ⅲ D．将电阻A、B并联，其图线应在区域Ⅱ【答案】C【解答】解：A、I﹣U图线的斜率表示电阻的倒数，因为A的斜率大于B的斜率，由此可知RA＜RB，故A错误；BC、将电阻A、B串联，则总电阻大于任意一个电阻，所以串联后的图线应该在区域Ⅲ，故B错误，C正确；D、将电阻A、B并联，则并联以后的总电阻小于任意一个支路的电阻，所以其图线应该在区域Ⅰ，故D错误。故选：C。十六．非线性元件及其伏安特性曲线（共3小题）46．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了如图所示中甲、乙、丙、丁四个点。则电阻最大的是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【答案】C【解答】解：根据U＝IR，可知某点与原点连线的斜率表示电阻的大小可知，丙的电阻最大，故C正确，ABD错误。故选：C。47．发光二极管简称为“LED”，它被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，如图为某白光“LED”的伏安特性曲线；另据媒体消息称，中国的贝塔伏科技公司开发出了一种核电池，假设该核电池的电动势为3V，内阻为12Ω。下列有关说法正确的是（）A．当“LED”两端电压为2.0V以下时，“LED“的电阻几乎为零 B．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，则发光二极管两端的电压约为2.5V C．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，则发光二极管中的工作电流约为250mA D．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，则发光二极管的功率约为150mW【答案】B【解答】解：A.当“LED”两端电压为2.0V以下时，流过“LED“的电流为0，则“LED”的电阻为无穷大，故A错误；BCD．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，如果发光二极管两端的电压约为2.5V，根据闭合电路的欧姆定律，则电路中的电流为I=E−U故选：B。48．小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的曲线如图所示，P为曲线上一点，坐标为（U1，I2），PN为曲线的切线，与