3.1 导体的伏安特性曲线 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

夜市物理 粤教版2019必修第三册 3.1导体的伏安特性曲线 知识构建 基础知识 一：电流 1．电流的形成 (1)形成：当导体和电流连接后，导体中形成恒定电场，自由电荷在导体内在电场力作用下，定向移动，从而形成电流． (2)产生电流的条件：导体两端有电压． (3)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合． 2．电流的方向 (1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． (2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反． 3．电流的大小 (1)定义式：I＝.用该式计算出的电流是时间t内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． (2)三点说明． ①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． ②q＝It是I＝的变形，是求电荷量的重要公式．其中I是电流在时间t内的平均值． ③电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量． 二：　电流的微观表达式(深化理解) 如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，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v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q. 2．理论推导 AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS. 总电荷量Q＝Nq＝nlSq. 所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝. 根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I＝＝＝nqSv. 题型分析 例1.（24-25高二上·广东广州·期中）据报导，华为最新的某型号手机的电池容量达到7000 mA·h，且拥有低功耗芯片加持，使得它的待机时间超过18天，持续播放视频的持续时间为20小时，则播放视频时产生的电流约为（　　） A．16 mA B．200 mA C．350 mA D．400 mA 【变式训练1】（22-23高二上·广东佛山·期中）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，电子的电荷量为q。此时电子的定向移动速度为v，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（　　）    A．nvS B． C． D． 【变式训练2】（24-25高二上·广东潮州·阶段练习）下列关于恒定电流相关的说法中，正确的有（　　） A．导体中电荷运动就形成电流 B．只要有电源，就会形成电流 C．电源电动势与外电路的组成有关 D．在电源外部，电流是从电源的正极流向负极 基础知识 二：欧姆定律 1.欧姆定律：I＝． 2.欧姆定律的理解 1.欧姆定律的“两性”． 同体性 表达式I＝中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体 同时性 三个物理量U、I、R对应于同一时刻 2.公式I＝和R＝比较． 比较项目 I＝ R＝ 意义 欧姆定律的表达形式 电阻的定义式 前后物理量的关系 I与U成正比，与R成反比 只是导体本身的性质，不随U、I的改变而改变 适用条件 适用于金属导体、电解液等 适用于计算一切导体的电阻 题型分析 题型一：欧姆定律的理解及应用 例2.（24-25高二上·广东广州·阶段练习）自然科学中很多物理量的表达式都有不止一个，通常都有其定义式和决定式，它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界，决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中，侧重解释因果关系的是（　　） A．电阻 B．电容 C．电容 D．电场强度 【变式训练1】（24-25高二上·广东广州·期中）物理学中经常看到形如的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关；另一种情形是x虽然可由y、z计算，但与y、z无关。下列四个公式中，属于前一种情形的是（　  　） A．电流 B．场强 C．电势 D．电容 题型二：伏安法测电阻 例3.（23-24高二下·广东广州·开学考试）为测定待测电阻Rx的阻值（约为200Ω），实验室提供如下器材 电池组E：电动势3V，内阻不计； 电流表A1：量程0~15mA，内阻约为100； 电流表A2：量程0~300μA，内阻为1000 滑动变阻器R1：阻值范围0~20，额定电流2A 定值电阻R2：阻值为9000Ω，额定电流10mA 定值电阻R3：阻值为200Ω，额定电流0.1A 开关S、导线若干。 实验中要求准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题 (1)正确选取器材，在图甲方框内画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明所选器材的符号 ； (2)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是 mA，电流表A2的示数是 μA，则待测电阻Rx的阻值是 （计算结果保留三位有效数字）。 基础知识 三：导体的伏安特性曲线 1.伏安特性曲线． (1)概念：以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I-U图像． (2)形状． ①过原点的直线对应元件叫线性元件． ②过原点的曲线对应元件叫非线性元件． 项目 I-U图线(伏安特性曲线) U-I图线 坐标轴 I—纵坐标，U—横坐标，I随U变化 I—横坐标，U—纵坐标，I随U变化 斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数，即k＝ 图线上的点与坐标原点边线的斜率表示导体的电阻，即k＝R 线性元件图线形状 非线性元件图线形状 ①图线上某点的斜率倒数不等于电阻即k≠； ②R随U的增大而增大 ①图线上某点的斜率不等于电阻即k≠R； ②R随I的增大而减小 题型分析 题型一：导体伏安特性曲线的理解 例5.（24-25高二上·广东深圳·期中）两条长度相同、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的直径是b直径的0.3倍 B．将a、b并联后，其I − U图线位于a、b之间 C．将a、b串联后接入电路，a、b两端电压之比为10∶3 D．将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为2∶5 【变式训练1】（24-25高二上·广东广州·期中）某学习小组探究一段金属导体的导电特性，通过实验，得到了如图所示的U-I图像，以下关于这段金属导体的说法正确的是（　　） A．由图像可知电流增大时电阻变小 B．根据图中P点的斜率可得P点的电阻为12.5Ω C．流过导体的电流为0.8A时，电阻为3.75Ω D．该金属导体是线性元件 【变式训练2】（24-25高二上·四川广元·期中）如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为（12V，1.5A），甲的图线（直线）与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是（　　） A．甲元件的电阻为 B．在A点，甲的电阻大于乙的电阻 C．由图可知乙元件电阻随电压增大而减小 D．若将甲、乙元件串联，电流为1A时，甲、乙元件的总电压为13V 题型二：描绘小灯泡伏安特性曲线 例6（24-25高二上·广东深圳·期末）为了“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，某同学所用器材如下： A．待测小灯泡一个：额定电压为3V，电阻约为几欧 B．电压表一块：量程为3V，内阻约为3kΩ C．电流表一块：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω D．滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干 (1)如图甲所示是某同学画出的该实验的原理图，但原理图不完整，请完成以下问题： ①图甲中未画出电压表和电流表，则应补充的部分是图乙中 。（填“A”或“B”） ②图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于 。（填“A端”“B端”或“AB正中间”） (2)如图丙所示是某同学画出的小灯泡伏安特性曲线，由图丙可知，小灯泡的I-U图线不是一条直线，由此得出小灯泡的电阻随电压的增大而 。（填“增大”“减小”或“不变”） 巩固练习 一、单选题 1．（24-25高二上·广东东莞·期末）心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的医疗设备，其工作原理是通过一个充电的电容器对心室纤颤患者皮肤上安装的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏停止跳动，再刺激心室纤颜患者的心脏恢复正常跳动。在一次心脏除颜器的模拟治疗中，若心脏除颤器的电容器电容为，充电至电压，如果电容器在时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零。下列说法正确的是（　　） A．电容器电压越大，电容越大 B．充电至时，电容器带电量为 C．若充电至，则该电容器的电容为 D．这次放电过程中通过人体组织的最大电流为 2．（24-25高二上·广东深圳·期末）有一种太阳帽，它的前面有一个小风扇，一个小型的太阳能电池板与它相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势E=0.6V，关于该电池的描述正确的是（　　） A．把该电池接入闭合电路后，电动势减小 B．单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能 C．该电池每通过1C电荷量能把0.6J的太阳能转化为电能 D．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大 二、多选题 3．（23-24高二上·广东佛山·阶段练习）关于电流，下列说法正确的是（　　） A．通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流一定越小 B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 C．由可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大 D．电流是标量 4．（23-24高二下·广东汕头·阶段练习）由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知（　　） A．流过导体的电流为时，导体的电阻是 B．加在导体两端的电压为12V时，导体的电阻是 C．该导体的电阻随电压的升高而增大 D．该图像斜率的倒数等于电阻的大小 5．（24-25高二上·广东揭阳·阶段练习）两个电阻R1和R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（    ） A．R1的阻值为0.5Ω B．电压逐渐增大过程中，R2的电阻也逐渐增大 C．R1为线性元件，R2为非线性元件 D．当U=1V时，R1的电阻大于R2的电阻 6．（24-25高二下·广东茂名·开学考试）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。图像上A点与原点连线与横轴成α角，曲线在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，白炽灯的电阻可表示为tanβ C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0 D．在A点，白炽灯的电阻可表示 三、实验题 7．（23-24高二上·广东潮州·期末）小宇同学要研究小灯泡通过的电流与两端电压之间的关系，到实验室进行探究。实验室提供的器材有： A．电源（电动势为，内阻约）                B．电流表（量程为，内阻约） C．电流表（量程为，内阻约）             D．电压表（量程为，内阻约） E.电压表（量程为，内阻的）           F.滑动变阻器（最大阻值） G.开关一个，导线若干 （1）为了能多测几组数据，并能使电表从零开始测量，小宇设计了如下图所示电路图。在该电路中，电流表应选择 ，电压衣应选择 。（选填相应器材前的选项） （2）结合设计的电路图，请将上侧实物图接线补齐。( ) 8．（23-24高二下·广东梅州·阶段练习）已知一热敏电阻当温度从10升至60时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。 (1)实验中得到的该热敏电阻阻值RT随温度t变化的曲线如图（a）所示。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.6V和2.0mA，则此时热敏电阻的阻值为 kΩ（保留2位有效数字）。由图（a）求得，此时室温为 （保留3位有效数字）。 (2)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。则图中 （填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $$夜市物理 粤教版2019必修第三册 3.1导体的伏安特性曲线 知识构建 基础知识 一：电流 1．电流的形成 (1)形成：当导体和电流连接后，导体中形成恒定电场，自由电荷在导体内在电场力作用下，定向移动，从而形成电流． (2)产生电流的条件：导体两端有电压． (3)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合． 2．电流的方向 (1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． (2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反． 3．电流的大小 (1)定义式：I＝.用该式计算出的电流是时间t内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． (2)三点说明． ①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． ②q＝It是I＝的变形，是求电荷量的重要公式．其中I是电流在时间t内的平均值． ③电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量． 二：　电流的微观表达式(深化理解) 如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，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v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q. 2．理论推导 AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS. 总电荷量Q＝Nq＝nlSq. 所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝. 根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I＝＝＝nqSv. 题型分析 例1.（24-25高二上·广东广州·期中）据报导，华为最新的某型号手机的电池容量达到7000 mA·h，且拥有低功耗芯片加持，使得它的待机时间超过18天，持续播放视频的持续时间为20小时，则播放视频时产生的电流约为（　　） A．16 mA B．200 mA C．350 mA D．400 mA 【答案】C 【详解】根据电流的定义式，播放视频时产生的电流 故选C。 【变式训练1】（22-23高二上·广东佛山·期中）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，电子的电荷量为q。此时电子的定向移动速度为v，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（　　）    A．nvS B． C． D． 【答案】C 【详解】CD．根据电流的定义式可知，在内通过导线横截面的电荷量 所以在这段时间内通过的自由电子数为 故C正确，D错误； AB．由于自由电子定向移动的速度是v，因此在时间内，位于以横截面S、长的这段导线内的自由电子都能通过横截面。这段导线的体积 所以内通过横截面S的自由电子数为 故AB错误。 故选C。 【变式训练2】（24-25高二上·广东潮州·阶段练习）下列关于恒定电流相关的说法中，正确的有（　　） A．导体中电荷运动就形成电流 B．只要有电源，就会形成电流 C．电源电动势与外电路的组成有关 D．在电源外部，电流是从电源的正极流向负极 【答案】D 【详解】A．导体中电荷定向移动形成电流，故A错误； B．形成电流的条件是有电源和闭合回路，故B错误； C．电源电动势只与电源本身有关，与外电路的组成无关，故C错误； D．在电源外部，电流是从电源的正极流向负极，故D正确。 故选D。 基础知识 二：欧姆定律 1.欧姆定律：I＝． 2.欧姆定律的理解 1.欧姆定律的“两性”． 同体性 表达式I＝中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体 同时性 三个物理量U、I、R对应于同一时刻 2.公式I＝和R＝比较． 比较项目 I＝ R＝ 意义 欧姆定律的表达形式 电阻的定义式 前后物理量的关系 I与U成正比，与R成反比 只是导体本身的性质，不随U、I的改变而改变 适用条件 适用于金属导体、电解液等 适用于计算一切导体的电阻 题型分析 题型一：欧姆定律的理解及应用 例2.（24-25高二上·广东广州·阶段练习）自然科学中很多物理量的表达式都有不止一个，通常都有其定义式和决定式，它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界，决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中，侧重解释因果关系的是（　　） A．电阻 B．电容 C．电容 D．电场强度 【答案】C 【详解】ABD．电阻，电容，电场强度都是定义式，电阻和电压、电流无关；电容和电荷量、电压无关；场强和力、电荷量无关，都是侧重描述客观世界，故ABD错误； C．电容，说明电容与介电常数、正对面积成正比，与板间距离成反比，是决定式，侧重解释因果关系，故C正确。 故选C。 【变式训练1】（24-25高二上·广东广州·期中）物理学中经常看到形如的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关；另一种情形是x虽然可由y、z计算，但与y、z无关。下列四个公式中，属于前一种情形的是（　  　） A．电流 B．场强 C．电势 D．电容 【答案】A 【详解】A．通过导体的电流与两端电压成正比，与导体电阻成反比，表达式为，A正确； B．电场强度，但电场强度的大小由电场本身的性质决定的跟F、q无关，B错误； C．电势，但电势的大小跟Ep、q无关，C错误； D．电容，电容的大小跟Q、U无关，D错误。 故选A。 题型二：伏安法测电阻 例3.（23-24高二下·广东广州·开学考试）为测定待测电阻Rx的阻值（约为200Ω），实验室提供如下器材 电池组E：电动势3V，内阻不计； 电流表A1：量程0~15mA，内阻约为100； 电流表A2：量程0~300μA，内阻为1000 滑动变阻器R1：阻值范围0~20，额定电流2A 定值电阻R2：阻值为9000Ω，额定电流10mA 定值电阻R3：阻值为200Ω，额定电流0.1A 开关S、导线若干。 实验中要求准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题 (1)正确选取器材，在图甲方框内画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明所选器材的符号 ； (2)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是 mA，电流表A2的示数是 μA，则待测电阻Rx的阻值是 （计算结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)见解析 (2) 8.0 150 191 【详解】（1）由欧姆定律可得，流过电阻Rx的最大电流 所以用电流表A1测电流，因为电流表A2是小量程电流表，可以和定值电阻串联起来充当电压表，根据电路特点，有 故把电流表A2和定值电阻R2改装成量程为3V的电压表，改装后电压表的内阻已知，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压接法减小实验误差，电路图如图所示 （2）[1][2]根据读数规则可知A1的示数是8.0mA，；电流表A2的示数是； [3]由闭合电路欧姆定律可得，电阻为 基础知识 三：导体的伏安特性曲线 1.伏安特性曲线． (1)概念：以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I-U图像． (2)形状． ①过原点的直线对应元件叫线性元件． ②过原点的曲线对应元件叫非线性元件． 项目 I-U图线(伏安特性曲线) U-I图线 坐标轴 I—纵坐标，U—横坐标，I随U变化 I—横坐标，U—纵坐标，I随U变化 斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数，即k＝ 图线上的点与坐标原点边线的斜率表示导体的电阻，即k＝R 线性元件图线形状 非线性元件图线形状 ①图线上某点的斜率倒数不等于电阻即k≠； ②R随U的增大而增大 ①图线上某点的斜率不等于电阻即k≠R； ②R随I的增大而减小 题型分析 题型一：导体伏安特性曲线的理解 例5.（24-25高二上·广东深圳·期中）两条长度相同、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的直径是b直径的0.3倍 B．将a、b并联后，其I − U图线位于a、b之间 C．将a、b串联后接入电路，a、b两端电压之比为10∶3 D．将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为2∶5 【答案】C 【详解】A．根据图线的斜率表示电阻的倒数，可得电阻之比为 根据电阻定律 其中 由于长度相同，材料相同，可得电阻丝a的直径与b直径之比为 故A错误； B．由上可知将a、b并联后，其并联电阻小于Rb，所以图线的斜率最大，其位于b的左侧，故B错误； C．将a、b串联后接入电路，根据串联电流相等，则电阻两端的电压与电阻成正比，所以有 故C正确； D．将a、b并联后接入电路，根据并联电压相等，则通过a、b的电流大小与电阻成反比，通过a、b的电流之比为 故D错误。 故选C。 【变式训练1】（24-25高二上·广东广州·期中）某学习小组探究一段金属导体的导电特性，通过实验，得到了如图所示的U-I图像，以下关于这段金属导体的说法正确的是（　　） A．由图像可知电流增大时电阻变小 B．根据图中P点的斜率可得P点的电阻为12.5Ω C．流过导体的电流为0.8A时，电阻为3.75Ω D．该金属导体是线性元件 【答案】C 【详解】A．根据结合图像可知，斜率变大，则电流增大时，电阻变大，故A错误； B．计算P点电阻时，根据欧姆定律，则 故B错误； C．流过导体的电流为0.8A时，电压为3V，故电功率 故C正确； D．伏安特性曲线常被用来研究导体电阻的变化规律，是物理学常用的图像法之一、常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以此画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线图。伏安特性曲线是一条过原点的直线的电学元件，叫作线性元件。伏安特性曲线是过原点的曲线的电学元件，叫作非线性元件，故D错误。 故选C。 【变式训练2】（24-25高二上·四川广元·期中）如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为（12V，1.5A），甲的图线（直线）与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是（　　） A．甲元件的电阻为 B．在A点，甲的电阻大于乙的电阻 C．由图可知乙元件电阻随电压增大而减小 D．若将甲、乙元件串联，电流为1A时，甲、乙元件的总电压为13V 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，甲元件的电阻 故A错误； B．在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律可知，甲的电阻等于乙的电阻，故B错误； C．根据欧姆定律可知，图像上点与原点连线斜率的倒数等于电阻，由题图可知，元件乙对应图像上点与原点连线斜率逐渐减小，则乙元件电阻随电压增大而增大，故C错误； D．若将甲、乙元件串联，电流为1A时，此时甲元件的电压为 由图像可知，乙元件的电压为5V，则甲、乙元件的总电压为 故D正确。 故选D。 题型二：描绘小灯泡伏安特性曲线 例6（24-25高二上·广东深圳·期末）为了“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，某同学所用器材如下： A．待测小灯泡一个：额定电压为3V，电阻约为几欧 B．电压表一块：量程为3V，内阻约为3kΩ C．电流表一块：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω D．滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干 (1)如图甲所示是某同学画出的该实验的原理图，但原理图不完整，请完成以下问题： ①图甲中未画出电压表和电流表，则应补充的部分是图乙中 。（填“A”或“B”） ②图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于 。（填“A端”“B端”或“AB正中间”） (2)如图丙所示是某同学画出的小灯泡伏安特性曲线，由图丙可知，小灯泡的I-U图线不是一条直线，由此得出小灯泡的电阻随电压的增大而 。（填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】(1) A B端 (2)增大 【详解】（1）①[1]因实验所用小灯泡的电阻较小，故电流表应采用外接法。 故选A。 ②[2]为了保护电路并使测量电路中电流从零开始，故开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B端。 （2）由 可知I-U图像的图线与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻，斜率减小，故电阻增大，小灯泡的电阻随电压的增大而增大。 巩固练习 一、单选题 1．（24-25高二上·广东东莞·期末）心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的医疗设备，其工作原理是通过一个充电的电容器对心室纤颤患者皮肤上安装的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏停止跳动，再刺激心室纤颜患者的心脏恢复正常跳动。在一次心脏除颜器的模拟治疗中，若心脏除颤器的电容器电容为，充电至电压，如果电容器在时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零。下列说法正确的是（　　） A．电容器电压越大，电容越大 B．充电至时，电容器带电量为 C．若充电至，则该电容器的电容为 D．这次放电过程中通过人体组织的最大电流为 【答案】B 【详解】A．电容器的电容与电压无关，由电容器本身的特点所决定的，A错误； B．根据，可得 B正确； C．电容器的电容与电压无关，充电至，则该电容器的电容仍为，C错误； D．电容器放电的过程中电流逐渐变小，电流的平均值为 故整个过程通过人体组织的最大电流应大于，D错误。 故选B。 2．（24-25高二上·广东深圳·期末）有一种太阳帽，它的前面有一个小风扇，一个小型的太阳能电池板与它相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势E=0.6V，关于该电池的描述正确的是（　　） A．把该电池接入闭合电路后，电动势减小 B．单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能 C．该电池每通过1C电荷量能把0.6J的太阳能转化为电能 D．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大 【答案】C 【详解】A．无论电池是否接入电路，电动势的大小为定值0.6V，故A错误； B．由电功公式W=UIt=EIt知，由于电流I未知，不能求出太阳能电池在1s内将太阳能转化为电能的多少，故B错误； C．根据可知，该电池每通过1C电荷量能把0.6J的太阳能转化为电能，故C正确； D．由于太阳能电池电动势较小，所以将太阳能转化为电能的本领比一节7号电池（电动势为1.5V）将化学能转化为电能的本领小，故D错误。 故选C。 二、多选题 3．（23-24高二上·广东佛山·阶段练习）关于电流，下列说法正确的是（　　） A．通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流一定越小 B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 C．由可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大 D．电流是标量 【答案】BCD 【详解】AB．根据 可知，单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，通过导体横截面的电荷量越少，电流不一定越小，故A错误，B正确； C．根据 可知，同一导体中，电子的定向移动速率越大，电流越大，故C正确； D．电流虽有方向，但是运算满足代数相加减，是标量，故D正确。 故选BCD。 4．（23-24高二下·广东汕头·阶段练习）由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知（　　） A．流过导体的电流为时，导体的电阻是 B．加在导体两端的电压为12V时，导体的电阻是 C．该导体的电阻随电压的升高而增大 D．该图像斜率的倒数等于电阻的大小 【答案】AC 【详解】A．由导体的伏安特性曲线可知，流过导体的电流为时，导体两端的电压为5V，由欧姆定律可得导体的电阻 A正确； B．由导体的伏安特性曲线可知，加在导体两端的电压为12V时，流过导体的电流为1.5A，则有导体的电阻是 B错误； C．由AB选项的解析可知，该导体的电阻随电压的升高而增大，C正确； D．由欧姆定律可得 可知该图像上某点与坐标原点连线斜率的倒数等于该点电阻的大小，D错误。 故选AC。 5．（24-25高二上·广东揭阳·阶段练习）两个电阻R1和R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（    ） A．R1的阻值为0.5Ω B．电压逐渐增大过程中，R2的电阻也逐渐增大 C．R1为线性元件，R2为非线性元件 D．当U=1V时，R1的电阻大于R2的电阻 【答案】BC 【详解】A．伏安特性曲线上的点与坐标原点连线的斜率 交点对应的数据为 所以 故A错误； B． 的伏安特性曲线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐减小，电阻逐渐增大，故B正确； C．由图像可知，为线性元件，为非线性元件，故C正确； D．当U=1V时，两电阻的电压、电流相等，所以两电阻阻值相等，故D错误。 故选BC。 6．（24-25高二下·广东茂名·开学考试）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。图像上A点与原点连线与横轴成α角，曲线在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，白炽灯的电阻可表示为tanβ C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0 D．在A点，白炽灯的电阻可表示 【答案】CD 【详解】A．由图可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，故A错误； BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为 考虑到横纵坐标的单位长度所代表的物理量的数值可能不一样，故不能表示为tan β或tan α，故B错误，D正确； C．在A点，白炽灯的功率可表示为P= 故C正确。 故选CD。 三、实验题 7．（23-24高二上·广东潮州·期末）小宇同学要研究小灯泡通过的电流与两端电压之间的关系，到实验室进行探究。实验室提供的器材有： A．电源（电动势为，内阻约）                B．电流表（量程为，内阻约） C．电流表（量程为，内阻约）             D．电压表（量程为，内阻约） E.电压表（量程为，内阻的）           F.滑动变阻器（最大阻值） G.开关一个，导线若干 （1）为了能多测几组数据，并能使电表从零开始测量，小宇设计了如下图所示电路图。在该电路中，电流表应选择 ，电压衣应选择 。（选填相应器材前的选项） （2）结合设计的电路图，请将上侧实物图接线补齐。( ) 【答案】 B D 见解析 【详解】（1）[1][2]灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择D；灯泡的额定电流为 若电流表用C量程过大，所以选用B。 （2）[3]根据电路图连接实物图如下 8．（23-24高二下·广东梅州·阶段练习）已知一热敏电阻当温度从10升至60时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。 (1)实验中得到的该热敏电阻阻值RT随温度t变化的曲线如图（a）所示。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.6V和2.0mA，则此时热敏电阻的阻值为 kΩ（保留2位有效数字）。由图（a）求得，此时室温为 （保留3位有效数字）。 (2)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。则图中 （填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻。 【答案】(1) 2.8 20.0 (2)R1 【详解】（1）[1]此时热敏电阻的阻值为 [2]由图（a）求得，此时室温为20.0。 （2）[1]由图（a）可得，当温度升高时热敏电阻的电阻将降低，电路中电流增大，定值电阻的电压必定增大，则热敏电阻的电压降低，依题意，环境温度高，输出电压升高，报警器报警，所以图中R1应使用热敏电阻。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $$