2018年山东省济南一中高三物理三轮冲刺欧姆定律及其应用-精美

欧姆定律及其应用一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）下列说法正确的是A.某同学从教学楼一楼爬到3楼，楼梯台阶对该同学的支持力做了正功B.受到摩擦力作用的运动物体其机械能一定减少C.R=UI、UabD.千克(kg)、安培(A)、特斯拉(T)，它们都是国际单位中的基本单位C（济南一中）【分析】掌握力做功情况的判断；物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒，也可以根据机械能的概念：机械能等于动能与势能之和，进行分析；掌握电阻、电势差、电动势定义式；明确基本单位国际单位制的规定。本题要掌握功、电阻、电势差、电动势的公式；机械能守恒的条件：只有重力或弹簧的弹力做功，分析物体是否受到其它力的作用，以及其它力是否做功，由此即可判断是否机械能守恒。【解答】A.支持力没有产生位移，故支持力不做功；故A错误；B.受到摩擦力，机械能不一定减少，还与其他力(除重力和弹力以外)做功有关，故B错误；C.以上公式是电阻、电势差、电动势的定义式，故C正确；D.国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位，故特斯拉是导出单位，故D错误。故选C。如图甲所示为某一小灯泡的U-I图线，现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为3V的电源两端。如图乙所示，则(

)A.通过每盏小灯泡的电流约为0.2A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6WB.通过每盏小灯泡的电流约为0.3A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6WC.通过每盏小灯泡的电流约为0.2A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.2WD.通过每盏小灯泡的电流约为0.3A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.4WC（济南一中）由图甲可以看出，当通过小灯泡的电流为0.2A时，对应灯泡两端的电压为1V，此时小灯泡的电阻为1V0.2A=5Ω ，两小灯泡并联后的总电阻R并=2.5Ω，灯泡两端电压U井=R井R总E=在科学研究中，经常用“电导率”这一概念来表示物质导电本领的强弱，电导率是电阻率的倒数，如图是硫酸浓度与电导率的关系图，下列判断正确的是()A.电导率的单位可以用Ω/m表示B.对于硫酸，浓度越高导电本领越强C.可以根据电导率来确定硫酸浓度D.某一浓度的硫酸导电时，遵守欧姆定律D（济南一中）解：A、电导率的单位可以用Ω⋅m表示，故A错误；B、由图可知，电导率并不是随浓度的增大而增大的，浓度越高但导电性能不一定好，故B错误；C、因电导率与浓度没有确定关系，因此不能用电导率来确定浓度.故C错误；D、硫酸的导电性能与其浓度有关，但是对确定浓度的导体来说它仍遵守欧姆定律，故D正确．故选：D．欧姆定律除适用于金属导体外，还适用于电解液导电，从而即可求解.明确电导率与电阻率间的关系．本题考查对欧姆定律的应用，要注意明确欧姆定律不但适用于纯电阻导电也能适用于电解液导电．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示，用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.A.将R1、RB.将R1、RC.将R1、RD.将R1、RA（济南一中）解：由图象得到：电源的电动势为E=8V，内阻为r=43Ω，由电阻的伏安特性曲线求出R1=4Ω、R2=2Ω，当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，R1、电源效率η=E-IrE，当电路电流最小时，电源效率最高，当电流最大时，电源效率最低，所以将R1、R2串联后接到电源两端，电阻最大，电流最小，效率最高，将R1故选：A由电源的U-I图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻.由电阻的U-I图线求出电阻.再分别求出四种情况下电源的输出功率进行选择．这是直流电中的电路问题，可以应用数学知识分析得到：当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，难度不大，属于基础题．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为()A.1：4 B.1：8 C.1：16 D.16：1C（济南一中）解：设原来的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的12，根据电阻定律R=ρLS，电阻R1=4R；另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律R=ρLS，可得电阻R2=14R，则两电阻之比为16；1.电压相等，根据欧姆定律，电流比为1：16，根据q=It知相同时间内通过的电量之比为故选：C．根据电阻定律可判断出两根金属导线的电阻之比，根据欧姆定律得出电流之比，再根据q=It得出通过的电荷量之比．解决本题的关键掌握电阻定律的公式及欧姆定律和电流的定义式，要注意长度变化时体积不变，则截面积随之发生变化．二、多选题（本大题共4小题，共24分）某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安曲线的交点.则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中正确的是()A.图中图线a是小灯泡的伏安曲线，图线b是热敏电阻的伏安曲线B.图中图线b是小灯泡的伏安曲线，图线a是热敏电阻的伏安曲线C.图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等BD（济南一中）解：AB、小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流增大，阻值也随着增大，所以图中b是小灯泡的伏安曲线；同理可知，热敏电阻的温度随着通电电流增大，其阻值会逐渐减小，图线a是热敏电阻的伏安曲线，故A错误，B正确；CD、两图线的交点M，表示此状态两元件的电压和电流相同，由欧姆定律可知此时两者阻值相同，功率也相同；故C错误，D正确；故选：BD．熟悉热敏电阻的性质及金属导体的性质，即可得出它们的伏安特性曲线；由交点的性质可得出功率大小关系．本题考查热敏电阻及金属导体的伏安特性曲线的性质，要注意明确热敏电阻的阻值随温度的升高而减小.注意由于伏安特性曲线为曲线，只能利用坐标值求解电阻和功率，不能利用斜率求解电阻．如图所示电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω。灯泡L“8V、16W”恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0A.流经电源的电流是2A B.电动机的输出功率12WC.电动机的输出功率是10W D.电源的输出功率是32WBD（济南一中）【分析】路端电压等于灯泡两端的电压，灯泡正常发光，就等于灯泡的额定电压。对内电路研究，由欧姆定律求出流过电源的电流，电动机两端电压等于灯泡的额定电压，根据电源的电流和灯泡的电流求出电动机的电流，根据能量守恒求解电动机的输出功率。对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路。【解答】A．灯泡正常发光，U=U内=E-U=2V

由欧姆定律得流过电源的电流I=BC.灯泡的电流I电动机的电流I电动机消耗的电功率P电动机发热功率P所以电动机的输出功率.P输出=PMD.电源的输出功率为：P=EI-I2r=4×10-故选BD。在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3A.U1变小，U2变大，U3B.U1变大，U2变小，U3C.U1/I不变，U2D.ΔU1/ΔI不变，ΔBCD（济南一中）【分析】由电路图可知R1与R2串联，V1测量R1两端的电压，V2测量R2两端的电压，V3测量路端电压，由欧姆定律可得出电压与电流的变化，由闭合电路的欧姆定律可分析得出各电压表和电流表的变化情况。本题考查了电路的动态变化，根据部分电路电阻的变化情况，得到总电阻的变化情况，由闭合电路的欧姆定律分析各电压表和电流的变化。【解答】AB.闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器的电阻R2减小，由于R1、R2由闭合电路的欧姆定律得总电流为：I=E由路端电压公式公式：U3=E-Ir+由欧姆定律知电阻R1两端的电压为：U1=I由串并联关系知U3=U1+U2CD.因R 1不变，则由欧姆定律可得，U1I=R1保持不变，由数学规律可知，∆U1∆I也保持不变，因滑片向上移动，故R 2的接入电阻减小，故U2故选BCD。我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示.图象上A点与原点的连线与横轴成a角，A点的切线与横轴成β角，则(

)A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点，白炽灯的电功率可表示为UC.在A点，白炽灯的电阻可表示为tanD.在A点，白炽灯的电阻可表示为UBD（济南一中）【分析】由图象可以求出电压对对应的电流，电压与对应电流的比值是白炽灯的电阻，根据图示图象应用欧姆定律答题。本题考查了求灯泡电阻与电功率问题，分析清楚图象、应用欧姆定律与电功率公式即可正确解题。【解答】A.由图示图象可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻变大，故A错误；

B.在A点，白炽灯的电功率P=U 0I 0，故C.在A点，白炽灯的电阻R=U0ID.由欧姆定律可知，在A点，白炽灯的电阻R=U0I0故选BD。三、填空题（本大题共1小题，共3分）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中.图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图.由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力______(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更______(选填“敏感”或“不敏感”)．增强；敏感（济南一中）解：图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小．所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感．故答案为：增强，敏感．图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，图象反映了电阻随着温度的变化情况．解题的关键是能看懂图象，一个物理量不断变化时，看另一个物理量如何变化，从而得出结论．四、计算题（本大题共4小题，共38分）对于长度为l、横截面积为S，单位体积自由电子数为n的均匀导体，若在其两端加上电压U，就会在导体中有匀强电场产生，此时导体内移动的自由电子受匀强电场作用而加速.在运动过程中又与做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度成正比，其比例系数为k.已知自由电子的电荷量为e，求：(1)电场力和碰撞的阻力相平衡时，电子在导体中运动的平均速率v；(2)自由电子在导体中以平均速率v运动时，该导体中的电流I；(3)该导体的电阻值R．解：(1)导体中的电场强度为：E=U电子受到的电场力为：F=eE=eU电子受到的阻力为：f=kv，当电场力和碰撞的阻力相平衡时有：F=f，即：eUl所以有：v=eU(2)由电流的微观表达式可得：I=nveS=n(3)由欧姆定律可知：R=U答：(1)电场力和碰撞的阻力相平衡时，电子在导体中运动的平均速率v为eUkl(2)自由电子在导体中以平均速率v运动时，该导体中的电流I为ne(3)该导体的电阻值R为lkn（济南一中）(1)当电子匀速运动时，受力平衡，电场力和电子受到的阻力的大小相等，根据平衡的条件即可求得电子运动的速度的大小．(2)由电流的微观表达式可求得电流；(3)由欧姆定律及(1)中求得的速度表达式可求得电阻的表达式．本题给出的信息较多，应注意通过分析题目找出有用的信息，从而建立合理的物理模型进行求解．如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一长度为L、宽度为b(b<h)、电阻为R、质量为m的矩形线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的下边穿出磁场时，恰好以速率v匀速运动。已知重力加速度为g，求(1)线圈匀速运动的速率v；(2)穿过磁场区域过程中，线圈中产生的热量Q；(3)线圈穿过磁场区域所经历的时间t。解：（1）线圈匀速穿出磁场，产生的感应电动势为E=BLv回路中的电流为I=E此时线圈受到竖直向上的安培力F=BIL由平衡条件得F=mg所以v=mgR（2）线圈穿过磁场区域过程中，由功能关系mg所以Q=mgb+h（3）线圈进入磁场过程中，下边进入磁场时线圈的速率为0，上边进入磁场时线圈的速率为v1。当其速率为V时，由牛顿运动定律mg-B又a=整理，得mg△t-求和，得mg所以mg故t1接着线圈在磁场以g匀加速运动，有t最后线圈匀速穿出磁场，有t所以t=t（济南一中）本题考查了电磁感应与力学的综合，难度中等，电磁感应是高考的重点和热点问题，需加强训练。（1）当线圈的下边穿出磁场时，恰好做匀速运动，重力与安培力二力平衡，由平衡条件和安培力的表达式结合，可求得线圈匀速运动的速率；（2）穿过磁场区域过程中，线框的机械能减小转化为内能，根据能量守恒定律求解线圈中产生的热量Q；（3）对线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程，线圈受到重力和安培力，运用动量定理列式，得到时间表达式；

线圈完全在磁场里运动过程，做匀加速运动，由运动学公式得到时间表达式；匀速穿出磁场过程，由运动学公式得到时间表达式，联立即可求得总时间。

实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I=kU3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3.现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略，电动势为6.0V(1)当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？(2)当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的15？解：(1)由I=kU3和I=0.16A可求得棒两端电压为U1=2V，因此变阻器两端电压为(2)由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，故由P=UI可知：U1'：U2而U1故棒两端电压为1V，由I=kU

 3得电流为0.02A，变阻器两端电压为5V，因此电阻为R'=答：(1)当串联的可变电阻器阻值R为25Ω时，电路中的电流为0.16A；(2)当串联的可变电阻器阻值R为250Ω时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的15（济南一中）(1)根据闭合电路欧姆定律，结合棒中的电流I遵循I=kU3的规律求出串连的电阻器阻值(2)由功率公式可求得棒两端的电压，再由欧姆定律可得出电阻