第3期 电势能和电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系-【数理报】2020-2021学年高二物理选修3-1（教科版）

书书书 １０－６ｓ．在圆形轨道上任取一横截面，则在ｔ时间内通过该截面的 电荷量为：ｑ＝Ｉｔ＝１０×１０－３×８×１０－６Ｃ＝８×１０－８Ｃ，环中具 有电子数Ｎ＝ ｑ ｅ ＝ ８×１０ －８ １．６×１０－１９ 个 ＝５×１０１１个． ２．由于正、负电荷的定向移动对电流的形成都有贡献，故由Ｉ ＝ ｑ ｔ ，得Ｉ＝ｎ×２ｅ＋２ｎｅ ｔ ＝４ｎｅ ｔ ． ３．根据电流的定义式可知，Ｉ＝ ｑ ｔ ，单位时间内通过导体横 截面的电荷量乙是甲的两倍，则通过乙导体的电流是甲导体的两 倍，Ａ选项错误，Ｂ选项正确；根据电流的微观表达式可知，Ｉ＝ ｎｑＳｖ，甲的横截面积是乙的两倍，则乙导体中自由电荷定向移动 的速率是甲导体中的四倍，Ｃ、Ｄ选项错误． ４．导体的电阻是由导体本身的性质决定的，与所加的电压和 通过的电流无关．当Ｒ一定时，才有Ｉ∝Ｕ，故选项Ａ不符合题意， 选项Ｂ、Ｃ、Ｄ符合题意． ５．设电子定向移动的速率为 ｖ，那么在 ｔ秒内通过导体横截 面的自由电子数相当于在体积ｖｔ·Ｓ中的自由电子数，而体积为 ｖｔＳ的铜的质量为ｖｔＳρ，摩尔数为 ｖｔＳρ ｍ ，自由电子数为 ｖｔＳρｎ ｍ ，所以电 荷量ｑ＝ｖｔＳρｎｅ ｍ ，由Ｉ＝ ｑ ｔ ＝ｖＳρｎｅ ｍ 得ｖ＝ Ｉｍ ｎｅＳρ ，故Ａ、Ｂ、Ｃ错，Ｄ对． 二、填空题 ６．增大　０．１９　１０５３ 三、计算题 ７．解析：根据图象求得电阻 Ｒ＝ Ｕ Ｉ ＝２０００Ω，又由 Ｒ＝ ρ ｌ Ｓ 得：ρ＝ ＲＳ ｌ ＝Ｒｂｃ ａ ，解得：ρ＝４０Ω·ｍ． ８．解析：（１）Ｎ＝ ｑ ｅ ＝ Ｉｔ ｅ ＝ １０ －８×１ １．６×１０－１９ 个 ＝６．２５×１０１０个． （２） 由 公 式 Ｉ ＝ ｎｅＳｖ 得 ｖ ＝ Ｉ ｎｅＳ ＝ １０－８ ８．５×１０２８×１．６×１０－１９×１×１０－６ ｍ／ｓ≈７．４×１０－１３ｍ／ｓ． （３）由ｖ＝ ｘ ｔ 得ｔ＝ ｘ ｖ ＝ １×１０ －２ ７．４×１０－１３ ｓ≈１．３５×１０１０ｓ． Ｂ组 一、选择题 １．ＡＢ　２．ＡＤ　３．ＡＤ 提示 ３．加５Ｖ的电压时，电流为１．０Ａ，则由欧姆定律可知，Ｒ＝ Ｕ Ｉ ＝ ５ １ Ω＝５Ω，故Ａ符合题意；加１１Ｖ的电压时，电流约为 １．５Ａ，则可得电阻为：Ｒ′＝１１ １．５ Ω＝７．３Ω，故Ｂ不符合题意；由 图可知，随电压的增大，图象的斜率减小，则可知导体的电阻越来 越大，故Ｃ不符合题意；随着电压的减小，导体的电阻减小，故 Ｄ 符合题意． 二、填空题 ４．（１）１．７７０～１．７７３间都算对． （２）Ｃ，Ｅ，Ｇ． （３）如右图 三、计算题 ５．解析：（１）由Ｉ＝ Ｕ Ｒ ，可解得：Ｉ＝２７２０Ａ； （２）由Ｕ＝Ｅｄ，可得：Ｅ＝ Ｕ Ｌ ＝２．７２×１０－２Ｖ／ｍ； （３）设铜棒中自由电子定向移动的速率为 ｖ，铜棒中自由电 子从一端定向移动到另一端所用时间为 ｔ，则铜棒的长度为 Ｌ＝ ｖｔ，体积为Ｖ＝ＳＬ＝Ｓｖｔ，在ｔ时间内这些电子都能通过下一截面， 则电流为：Ｉ＝ ｑ ｔ ＝ｅｎｖｔＳ ｔ ＝ｅｎｖＳ，所以：ｖ＝ Ｉ ｅｎＳ ＝２．０× １０－５ｍ／ｓ． 第８期３版参考答案 Ａ组 一、选择题 １．Ａ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｂ　５．Ｂ 提示： １．将电压表与电阻Ｒ１并联时，电压表的读数为１０Ｖ，则电阻 Ｒ２两端的电压为６Ｖ．若将电压表与电阻Ｒ２并联，则其并联的总 电阻小于Ｒ２，根据串联电阻的电压分配可知，电压表的读数将小 于６Ｖ，故Ａ正确，ＢＣＤ错误． ２．根据欧姆定律得Ｒ１两端的电压分别为 Ｕ１ ＝Ｉ１Ｒ１ ＝６× １０－３×３×１０３Ｖ＝１８Ｖ，则ａ点的电势比ｃ点电势低１８Ｖ，Ｒ３两 端的电压为：Ｕ３ ＝Ｉ３Ｒ３ ＝（Ｉ－Ｉ１）Ｒ３ ＝４Ｖ，ｂ点的电势比ｃ点电 势低４Ｖ，所以ａ电势比ｂ点电势低．Ｒ２两端的电压为：Ｕ２＝Ｕ１－ Ｕ３ ＝１４Ｖ，通过Ｒ２中电流为：Ｉ２ ＝ Ｕａｂ Ｒ２ ＝ １４ ２０００ Ａ＝０．００７Ａ＝ ７ｍＡ．故Ｃ正确． ３．通过电阻Ｒ２的电流：Ｉ２＝Ｉ－Ｉ１＝０．９Ａ－０．６Ａ＝０．３Ａ； 电阻Ｒ＝ Ｕ Ｉ 得Ｒ１∶Ｒ２ ＝１∶２，选项Ａ符合题意． ４．因为电压表是由电流计串联一个定值电阻而成的，Ｖ２表 的量程是Ｖ１表量程的３倍，可知Ｖ２表的内阻是Ｖ１表的内阻的３ 倍，把它们串联起来接入电路中时，通过的电流相同，则电表指针 的偏转角是相同的，两端的电压之比等于内阻之比１∶３，故它们 的示数之比为１∶３，故选Ｂ． ５．Ａ、Ｂ间的电阻：ＲＡＢ ＝ Ｒ２（Ｒ１＋Ｒ３） Ｒ２＋Ｒ１＋Ｒ３ ， ① Ａ、Ｃ间的电阻：ＲＡＣ ＝ Ｒ３（Ｒ１＋Ｒ２） Ｒ３＋Ｒ１＋Ｒ２ ， ② Ｂ、Ｃ间的电阻：ＲＢＣ ＝ Ｒ１（Ｒ２＋Ｒ３） Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３ ， ③ 据Ｒ１ ＞Ｒ２ ＞Ｒ３，三个表达式中分子Ｒ３（Ｒ１＋Ｒ２）最