第一节 导体的伏安特性曲线（分层作业）物理粤教版2019必修第三册

3.1导体的伏安特性曲线 一、单选题 1．根据欧姆定律，下列说法不正确的是（　　） A．由关系式可知，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．由关系式R＝可知，导体的电阻可以由导体两端的电压和导体中的电流计算，但是并不是由电压U和电流I决定的 C．由关系式I＝可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 D．由关系式R＝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 【答案】A 【详解】AC．和的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故A错误，C正确； BD．可以利用计算导体的电阻，但R与U和I无关，BD正确。 本题选错误的，故选A。 2．某电解池，如果在1s内共有个二价正离子和个一价负离子通过面积为的某横截面，那么通过这个横截面的电流是（元电荷的电荷量为）（    ） A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A 【答案】D 【详解】由于正电荷受力的方向沿着电场线，负电荷受力的方向逆着电场线，而负电荷逆着电场线运动等效为正电荷顺着电场线运动，因此电流强度 故选D。 3．金属铂的电阻对温度的高低非常敏感，在下图所示的U－I图像中，可能表示金属铂电阻的U－I图线的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因为U-I图线与坐标原点连线的斜率表示电阻，当金属铂所加的电压和通过电流增大时，发热功率增大，它的温度升高，电阻增大，则伏安特性曲线与坐标原点连线的斜率逐渐增大，根据数学知识可知C正确。 故选C。 4．两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，把另一根对折起来，然后给它们分别加上相同电压，则在相同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∶1 【答案】C 【详解】根据电阻定律得 根据欧姆定律 根据电流的定义得 解得 根据题意得 解得 故选C。 5．上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车吸引了众多观光者的眼球。据介绍，电容车在一个站点充电30秒到1分钟后，开空调可以连续行驶3公里，不开空调则可以连续行驶5公里，最高时速可达44公里。超级电容器可以反复充放电数十万次，其显著优点有：容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器模块，规格为“48V ，3000F”，放电电流为1000A，停放时漏电电流为10mA，充满电所用时间为30s，下列说法不正确的是（    ） A．车用“48V 3000F”超级电容器模块的充电电流约为4800A B．放电能持续的时间超过10分钟 C．所储存电荷量是“4.2V 1000mA·h”手机锂电池的40倍 D．若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电所用时间将超过100天 【答案】B 【详解】A．电容器的额定电压 电容 储存的电荷量为 充满电所用时间为 所以充电电流为 A正确，A不符合题意； B．放电能持续的时间为 B错误，B符合题意； C．“4.2V 1000mA·h”手机锂电池的电荷量为 解得 C正确，C不符合题意； D．漏电电流为10mA，完全漏完电所需时间为 天 D正确，D不符合题意。 故选B。 6．导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB（曲线）所示，AC为图线在A点的切线，C点的坐标为。下列说法正确的是（　　） A．当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻不变 B．当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻减小 C．当灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电阻为 D．在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中，灯泡的电阻改变了 【答案】C 【详解】AB．灯泡的伏安特性曲线可知，图像上每一个点与坐标原点连线斜率为 则灯泡两端的电压升高时，灯泡的电阻增大，故AB错误； C．当灯泡两端的电压为时，AC为图线在A点的切线，则 可得小灯泡电阻为，故C正确； D．在灯泡两端的电压由变化到的过程中，在电压为时，电阻为，灯泡的电阻改变了，故D错误。 故选C。 7．在溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内分别有个和个通过溶液内部的横截面M，。以下说法正确的是（    ）    A．正、负离子定向移动形成电流，电流方向从B到A B．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C．溶液内电流方向从A到B，电流 D．溶液内电流方向从A到B，电流 【答案】D 【详解】AB．电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。所以正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向也从A到B，不会相互抵消，电流方向从A到B。故AB错误； CD．溶液内电流方向从A到B，2s时间内通过溶液截面的电荷量 则根据电流的定义式 代入数据解得 I=1.6mA 故C错误D正确。 故选D。 8．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，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 B．导体A和B的电阻之比为 C．通过导体A和B的电流之比为 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 【答案】C 【详解】AB．设小正方形边长l，则大正方形边长2l，厚度d，根据 可得 故AB错误； C．分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压，根据欧姆定律可知，通过导体A和B的电流之比为，故C正确； 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 故D错误。 故选C。 9．一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零），经电场加速后形成细柱形质子流，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，则其中的电流之比x与质子数之比y分别为（　　） A．1∶1　1∶2 B．1∶2　1∶1 C．1∶1　2∶1 D．1∶4　2∶1 【答案】C 【详解】设电流横截面积为S，质子速度为v，单位体积内的质子数为n，则时间内通过横截面的质子数为 电荷量为 电流为 根据电荷守恒，两处电荷量相同，则 即 根据动能定理 得 故选C。 二、多选题 10．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（　　） A．从A处流出的质子速度 B．从A处流出的质子速度 C．质子流单位体积内的质子数 D．质子流单位体积内的质子数 【答案】AD 【详解】质子在加速电场中加速，根据动能定理有 根据电流的微观表达式有 联立解得 故选AD。 一、解答题 1．若在A、B之间加一个装置P，如图所示，该装置能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。 (1)导线H上的电流如何？ (2)图中装置P是什么？它具有什么作用？ 【答案】(1)由于A、B之间始终存在电势差，导线H内存在持续的电流，电流方向与电子移动方向相反。 (2)见解析 【详解】（1）由于A、B之间始终存在电势差，导线H内存在持续的电流，电流方向与电子移动方向相反。 （2）装置P称为电源，A为电源的正极，B为电源的负极。电源的作用就是把负电荷在电源内部由正极搬运到负极，维持电源正极和负极之间的电势差，从而使电路中有持续电流。 2．如图所示，表示粗细均匀的一段长为的导体，导体两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为，设导体的横截面积为，导体单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为。 (1)导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？ (2)这些电荷全部通过横截面所需的时间是多少？ (3)导体中的电流是多大？ (4)若把“单位体积内的自由电荷数为”改为“单位长度内的自由电荷数为”，其他条件不变，试推导导体中的电流表达式。 【答案】(1)； (2) (3) (4) 【详解】（1）导体中的自由电荷总数 总电荷量 （2）这些电荷全部通过横截面所需要的时间 （3）根据电流公式可得导体中的电流 （4）中的电流表达式 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1导体的伏安特性曲线 一、单选题 1．根据欧姆定律，下列说法不正确的是（　　） A．由关系式可知，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．由关系式R＝可知，导体的电阻可以由导体两端的电压和导体中的电流计算，但是并不是由电压U和电流I决定的 C．由关系式I＝可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 D．由关系式R＝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 2．某电解池，如果在1s内共有个二价正离子和个一价负离子通过面积为的某横截面，那么通过这个横截面的电流是（元电荷的电荷量为）（    ） A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A 3．金属铂的电阻对温度的高低非常敏感，在下图所示的U－I图像中，可能表示金属铂电阻的U－I图线的是（　　） A． B． C． D． 4．两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，把另一根对折起来，然后给它们分别加上相同电压，则在相同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∶1 5．上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车吸引了众多观光者的眼球。据介绍，电容车在一个站点充电30秒到1分钟后，开空调可以连续行驶3公里，不开空调则可以连续行驶5公里，最高时速可达44公里。超级电容器可以反复充放电数十万次，其显著优点有：容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器模块，规格为“48V ，3000F”，放电电流为1000A，停放时漏电电流为10mA，充满电所用时间为30s，下列说法不正确的是（    ） A．车用“48V 3000F”超级电容器模块的充电电流约为4800A B．放电能持续的时间超过10分钟 C．所储存电荷量是“4.2V 1000mA·h”手机锂电池的40倍 6．导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB（曲线）所示，AC为图线在A点的切线，C点的坐标为。下列说法正确的是（　　） A．当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻不变 B．当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻减小 C．当灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电阻为 D．在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中，灯泡的电阻改变了 7．在溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内分别有个和个通过溶液内部的横截面M，。以下说法正确的是（    ）    A．正、负离子定向移动形成电流，电流方向从B到A B．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C．溶液内电流方向从A到B，电流 D．溶液内电流方向从A到B，电流 8．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，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 B．导体A和B的电阻之比为 C．通过导体A和B的电流之比为 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 9．一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零），经电场加速后形成细柱形质子流，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，则其中的电流之比x与质子数之比y分别为（　　） A．1∶1　1∶2 B．1∶2　1∶1 C．1∶1　2∶1 D．1∶4　2∶1 二、多选题 10．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（　　） A．从A处流出的质子速度 B．从A处流出的质子速度 C．质子流单位体积内的质子数 D．质子流单位体积内的质子数 一、解答题 1．若在A、B之间加一个装置P，如图所示，该装置能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。 (1)导线H上的电流如何？ (2)图中装置P是什么？它具有什么作用？ 2．如图所示，表示粗细均匀的一段长为的导体，导体两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为，设导体的横截面积为，导体单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为。 (1)导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？ (2)这些电荷全部通过横截面所需的时间是多少？ (3)导体中的电流是多大？ (4)若把“单位体积内的自由电荷数为”改为“单位长度内的自由电荷数为”，其他条件不变，试推导导体中的电流表达式。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$