31第02章 恒电电流教师用.docx
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31第02章恒电电流教师用
第二章:
恒定电流
第一专题:
部分电路的欧姆定律
考点一:
电源和电流
知识点一 导线中的电场
1.(单选)关于导线中的电场,下列说法正确的是( )
A.导线内的电场线可以与导线相交
B.导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果
C.导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态
D.导线中的电场是静电场的一种答案 B
知识点二 电流
2.(单选)某电解池中,若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个截面的电流是( )
A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A答案 D
知识点三 电流的微观表达式
3.(单选)导体中电流I的表达式为I=nqSv,其中S为导体的横截面积,n为导体每单位体积内的自由电荷数,q为每个自由电荷所带的电荷量,v是( )
A.导体运动的速率B.电流传导的速率
C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率答案 D
4.(多选)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速率为v,则在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvSΔtB.nvΔtC.
D.
答案 AC
5.(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流判断正确的是( )
A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变大
D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变小答案 AB
6.电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动,用e表示电子的电荷量,则其等效电流为多大?
答案
1.(单选)关于电流的说法中正确的是( )
A.根据I=q/t,可知I与q成正比
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
C.电流有方向,电流是矢量
D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位答案 D
2.(单选)下列有关电源的电路中,导线内部的电场强度的说法中正确的是( )
A.导线内部的电场就是电源所形成的电场
B.在静电平衡时,导体内部场强为零,而导体外部的场强不为零,所以导体内部的电场不是稳定的
C.因为导体处于电源的电场中,所以导体内部的场强处处为零
D.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导体内的电荷处于平衡状态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的答案 D
3.(多选)关于电源的作用,下列说法正确的是( )
A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
B.电源的作用是能直接释放电能
C.电源的作用就是保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来答案 BC
4.(多选)关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板答案 AD
5.(单选)关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导体截面的电荷量越多,电流越大
B.电子运动速率越大,电流越大
C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大
D.因为电流有方向,所以电流是矢量答案 C
6.(单选)计数器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达阳极,则计数器中的电流为( )
A.0B.2ne/tC.3ne/tD.4ne/t答案 D
7.(单选)北京正负离子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道.当环中的电流为10mA时,若电子的速率为十分之一光速.则在整个环中运行的电子数目为( )
A.5×1011个B.5×1019个C.1.0×1013个D.1.0×103个答案 A
8.(单选)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的两倍,以下说法中正确的是( )
A.甲、乙两导体的电流相同
B.乙导体的电流是甲导体的两倍
C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍
D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 B
9.(单选)示波管中,电子枪两秒内发射了6×1013个电子,则示波管中电流强度的大小为( )
A.9.6×10-6AB.3×10-13AC.4.8×10-6AD.3×10-6A答案 C
10.(单选)如图所示,电解池内有一价离子的电解液,时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下解释中正确的是( )
A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→A
B.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消
C.溶液内电流方向从A到B,电流I=
D.溶液内电流方向从A到B,电流I=
答案 D
11.一电子沿一圆周顺时针高速转动,周期为10-10s,则等效电流为________A,方向为________方向(填“顺时针”或者“逆时针”).答案 1.6×10-9 逆时针
12.在某次闪电中,持续时间为0.5s,所形成的平均电流为6.0×104A,若闪电过程中电荷以0.5A的电流通过电灯,试求该次闪电产生的电流可供电灯照明时间为多少?
答案 6×104s
考点二:
电动势
知识点一 电动势的概念
1.(多选)关于电动势,下列说法中正确的是( )
A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加
B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大
C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多
D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多答案 AC
2.(单选)关于电源的电动势,下列说法正确的是( )
A.在某电池的电路中每通过2C的电荷量,电池提供的电能是4J,那么这个电池的电动势是0.5V
B.电源的电动势越大,电源所提供的电能就越多
C.电源接入电路后,其两端的电压越大,电源的电动势也越大
D.无论电源接入何种电路,其电动势是不变的答案 D
知识点二 电动势E=
的理解和计算
3.(单选)有关电压与电动势的说法中正确的是( )
A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B.电动势是电源两极间的电压
C.电动势公式E=
中W与电压U=
中的W是一样的,都是电场力做的功
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量答案 D
4.(单选)电池容量就是电池放电时输出的总电荷量,某蓄电池标有“15A·h”的字样,则表示( )
A.该电池在工作1h后达到的电流为15AB.该电池在工作15h后达到的电流为15A
C.电池以1.5A的电流工作,可用10hD.电池以15A的电流工作,可用15h答案 C
5.将电动势为3.0V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4V.当电路中有6C的电荷流过时,求:
(1)有多少其他形式的能转化为电能;
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能;
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能.
答案
(1)18J
(2)14.4J (3)3.6J
解析 由电动势的定义可知,在电源内部非静电力每移送1C电荷,有3J其他形式的能转化为电能.也可认为在电源中,非静电力移送电荷做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;在电路中,静电力移送电荷做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.
(1)W=Eq=3×6J=18J,电源中共有18J其他形式的能转化为电能.
(2)W1=U1q=2.4×6J=14.4J,外电路中共有14.4J电能转化为其他形式的能.
(3)内电压U2=E-U1=3V-2.4V=0.6V,所以W2=U2q=0.6×6J=3.6J,内电路中共有3.6J电能转化为其他形式的能.也可由能量守恒求出:
W2=W-W1=3.6J.
1.(单选)关于电源,下列说法中正确的是( )
A.当电池用旧之后,电源的电动势减小,内阻增大
B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变
C.当电池用旧之后,电动势基本不变,内阻增大
D.以上说法都不对答案 C
2.(单选)关于电源电动势,下面说法不正确的是( )
A.电源两极间电压总等于电动势
B.电动势越大的电源,将其他能转化为电能的本领越大
C.电路接通后,电源的电压小于它的电动势
D.电动势只由电源性质决定,与外电路无关答案 A
3.(多选)关于电源的说法正确的是( )
A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场
B.在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极
C.在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极
D.在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能答案 BCD
4.(多选)关于电动势E,下列说法中正确的是( )
A.电动势E的大小,与非静电力做的功W的大小成正比,与移送电荷量q的大小成反比
B.电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关
C.电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样
D.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量答案 BD
5.(多选)如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2V,这表示( )
A.电路通过1C的电荷量,电源把1.2J其他形式的能转化为电能
B.电源在每秒内把1.2J其他形式的能转化为电能
C.该电源比电动势为1.5V的干电池做功少
D.该电源与电动势为1.5V的干电池相比,通过1C电荷量时其他形式的能转化为电能的量少答案 AD
6.(单选)以下有关电动势的说法中正确的是( )
A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比
B.电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压
C.非静电力做的功越多,电动势就越大
D.E=
只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的答案D
7.(单选)一台发电机用0.5A电流向外输电,在1min内将180J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )
A.6VB.360VC.120VD.12V答案 A
8.(单选)随着中国电信业的发展,国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额.如图3所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明,由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是( )
A.4.2V 14.58mAB.4.2V 700mA
C.3.7V 14.58mAD.3.7V 700mA答案 C
9.某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池,当它正常工作时,工作电流为0.3A.某同学在使用该MP3时,若他用了10s,则这段时间内电池将多少化学能转化为电能?
答案 4.5J
解析 已知工作电流I=0.3A,10s时间内通过导体横截面的电荷量q=It=0.3×10C=3C.7号干电池电动势为1.5V.则根据能量守恒定律,电池将化学能转化为电能的量等于非静电力移动正电荷所做的功:
W=qE=3×1.5J=4.5J.
10.铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件,它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内,以供用电设备使用.某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A,充电10小时充满.该铅蓄电池储存了多少电能?
答案 2.16×106J
解析 10小时通过的电荷量:
q=It.
非静电力做功:
W=qE=ItE.
所以铅蓄电池储存的电能
E电=W=ItE=2.16×106J.
考点三:
部分电路的欧姆定律、电阻的串并联
知识点一 欧姆定律
1.(多选)由欧姆定律I=
导出U=IR和R=
,下列叙述中正确的是( )
A.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
B.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
C.对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值
D.一定的电流流过导体,电阻越大,其电压降越大答案 BCD
2.(多选)根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )答案 CD
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
3.若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?
答案 2.0A
解析 解法一 由欧姆定律得:
R=
=
,所以I0=1.0A又因为R=
=
所以I2=2I0=2.0A
解法二 由R=
=
=
得I0=1.0A又R=
=
,其中ΔU2=2U0-U0所以ΔI2=I0
I2=2I0=2.0A解法三 画出导体的I—U图象,如右图所示,设原来导体两端的电压为U0时,导体中的电流为I0.当U=
时,I=I0-0.4A当U′=2U0时,电流为I2,由图知
=
=
=
所以I0=1.0A,I2=2I0=2.0A
4.某电路两端电压保持不变,当电路电阻为20Ω时,其电流强度为0.3A,电阻增加到30Ω时,其电路中的电流强度要减小多少?
电路两端的电压为多大?
答案 0.1A 6V
解析 电路两端电压不变,根据欧姆定律I=
得
=
,ΔI=0.1AU=20×0.3V=6V.
知识点二 导体的伏安特性曲线
5.如图所示的图象所对应的两个导体:
(1)电阻关系R1∶R2为____________;
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U1∶U2为______;
(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比I1∶I2为_______.答案
(1)3∶1
(2)3∶1 (3)1∶3
6.(多选)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,导体的电阻约是5Ω
B.加11V电压时,导体的电阻约是1.4Ω
C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小答案 AD
7.(多选)甲、乙两个电阻,它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如图所示,则( )
A.甲的电阻是乙的电阻的1/3
B.把两个电阻两端加上相同的电压,通过甲的电流是通过乙的两倍
C.欲使有相同的电流通过两个电阻,加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍
D.甲的电阻是乙的电阻的2倍答案 AC
知识点三 电阻的串并联
8.(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中.已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则( )
A.电路中的电流为0.6AB.电阻R2的阻值为20Ω
C.三只电阻两端的总电压为21VD.电阻R3两端的电压为4V答案 ABC
9.(单选)已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为( )
A.1∶2∶3B.3∶2∶1
C.2∶3∶6D.6∶3∶2答案 D
10.如图所示电路,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.
(1)如已知流过电阻R1的电流I1=3A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3A,流过每个电阻的电流多大?
答案
(1)6.5A
(2)1.38A 0.92A 0.69A.
解析
(1)由I1、R1可算出并联电路的电压,即可算出I2、I3,总电流I=I1+I2+I3.并联电路的电压U=I1R1=3×2V=6V,
流过电阻R2、R3的电流分别为I2=
=
A=2A,I3=
=
A=1.5A.所以干路电流为I=I1+I2+I3=(3+2+1.5)A=6.5A.
(2)已知I1+I2+I3=I①又由I1R1=I2R2,有I2=
I1②由I1R1=I3R3,有I3=
I1③
将②③式同时代入①,有I1+
I1+
I1=I,代入已知数据,得I1≈1.38A,再代入②③中,得I2≈0.92A,I3≈0.69A.
11.如图所示的电路中,R1=8Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω.
(1)求电路中的总电阻.
(2)当加在电路两端的电压U=42V时,通过每个电阻的电流是多少?
答案
(1)14Ω
(2)I1=I2=3A,I3=1A,I4=2A.
解析
(1)R3、R4并联后电阻为R34,则R34=
=
Ω=2Ω,R1、R2和R34串联,电路中的总电阻R=R1+R2+R34=14Ω.
(2)根据欧姆定律I=
,I=
A=3A.由于R1、R2串联在干路上.故通过R1、R2的电流都是3A.
设通过R3、R4的电流为I3、I4,由并联电路的特点.I3+I4=3A,
=
,解得I3=1A,I4=2A.
12.(多选)一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω.另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计.则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V答案 AC
知识点四 电压表、电流表的改装
1.(多选)把电流表改装成电压表时,下列说法正确的是( )
A.改装的原理是串联电阻有分压作用
B.改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了
C.改装后原电流表自身的电阻也增大了
D.改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不变答案 AD
2.有一个量程为0.5A的电流表,与阻值为1Ω的电阻并联后通入0.6A的电流,电流表的示数为0.4A,若将该电流表的量程扩大为5A,则应________联一个阻值为________Ω的电阻.
答案 并 0.056
解析 电流表内阻Rg=
Ω=0.5Ω,当接5A量程时,Ig′=0.5A,分流IR=(5-0.5)A=4.5A,所以分流电阻R=Ug′/IR=
=
Ω≈0.056Ω.
3.已知电流表的内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=3mA,要把它改装成量程是6V的电压表,应串联多大的电阻?
要把它改装成量程是3A的电流表,应并联多大的电阻?
答案 1880Ω 0.12Ω
解析 量程为6V的意思是当电压表(电流表串联电阻后的整体)两端电压为6V时,通过电流表的电流为满偏电流,指针指向最大刻度处,我们在最大刻度处标以6V.
依以上分析,设串联电阻的阻值为R,则Ug=IgRg=3×10-3×120V=0.36V,UR=U-Ug=6V-0.36V=5.64V.
根据串联电路中的电压分配关系可得R=
Rg=
×120Ω≈1880Ω.即应串联1880Ω的电阻,改装后,电压表内阻RV=1880Ω+120Ω=2000Ω.
量程为3A的意思是通过电流表(表头并联电阻后的整体)的电流为3A时,通过表头的电流为满偏电流,指针指向满刻度处,在此处标以3A.
设应并联电阻阻值为R,则其分担的电流为IR=I-Ig=3A-3×10-3A=2.997A.根据并联电路中的电流分配关系可得
R=
Rg=
×120Ω≈0.12Ω.即应并联0.12Ω的电阻,改装后,电流表的内阻RA=
=
≈0.12Ω.
1.(单选)有甲、乙两导体,甲的电阻是乙的一半,而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍,则以下说法中正确的是( )
A.甲、乙两导体中的电流相同B.乙导体中的电流是甲导体的2倍
C.甲、乙两导体两端的电压相同D.乙导体两端的电压是甲的2倍答案 B
2.(单选)一个阻值为R的电阻两端加上电压U后,通过导体截面的电荷量q与通电时间t的图象如图所示.此图线的斜率(即tanθ)等于( )
A.U
B.R
C.
D.
答案 C
3.(单选)如图所示为四只电阻的伏安特性曲线,四只电阻并联起来使用时,通过各个电阻的电流分别是I1、I2、I3、I4,则其大小顺序为( )
A.I2>I4>I3>I1
B.I4>I3>I2>I1
C.I1=I2=I3=I4
D.I1>I2>I3>I4答案 D
4.(单选)某同学做三种导电元件的导电性实验,他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I—U图象,如图所示,则下述判断正确的是( )
A.只有乙图正确
B.甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大
C.甲、丙不遵从欧姆定律,肯定不可能
D.甲、乙、丙三个图象都可能正确,并不一定有较大误差答案 D
5.(单选)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=2IBB.IA=
C.IA=IBD.IA=
答案 D
6.(单选)如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
A.1∶1∶1
B.4∶1∶1
C.1∶4∶4
D.1∶2∶2答案 C
7.(单选)图所示的电路中,R1=20Ω,R2=40Ω,R3=60Ω,R4=40Ω,R5=4Ω,下面说法中,正确的是( ).
A.若UAB=140V,C、D端开路,UCD=84V
B.若UAB=140V,C、D端开路,UCD=140V
C.若UCD=104V,A、B端开路,UAB=84V
D.若UCD=104V,A、B端开路,UAB=60V答案 D
8.(单选)如图所示的电路中,各个电阻都是2Ω,电流表内阻不计,在B、C两点间加6V电压时,则电流表的示数为( ).
A.0.5A B.1A
C.1.5A D.2A答案 B
9.(多选)如图是电阻R的I—U图线,图中α=45°,由此得出( )
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5Ω
C.因I—
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