内容正文:
专题07 电源 电流和电阻及电阻率的测量
1.(24-25高二上·广东深圳·期中)有两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比 B.通过它们的电流之比
C.电子在两段中定向移动速度之比 D.两段中的电场强度之比
【答案】C
【详解】A.长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为
则横截面积之比为
根据
可知,故A错误;
B.因两者是串联,它们的电流总相等,故B错误;
C.根据电流的微观表达式
有定向移动速率与横截面面积成反比,因此,故C正确;
D.串联电路,电流相等,则两段中的电场强度
因此电场强度与电压成正比,则,故D错误;
故选C。
2.(24-25高二上·广东广州·期中)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.电荷在云地间转移时做匀速直线运动
B.闪电电流的瞬时值可达到30A
C.闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m
D.第一个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
【答案】C
【详解】A.电荷在云地间转移时受电场力作用,电荷做匀变速直线运动,故A错误;
B.根据电流强度的定义式可得,电流
=1×105 A
故B错误;
C.电场强度的大小为
=1×106V/m
故C正确;
D.释放的能量等于电场力做功
W=QU=6×1.0×109J=6×109J
故D错误;
故选C。
3.(24-25高二上·四川绵阳·期中)图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图,图乙为实验所得伏安特性曲线,小灯泡额定电压为3V。则以下说法正确的是( )
A.开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端
B.图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C.小灯泡正常工作时的电阻为15.0Ω
D.由于电压表分流影响,小灯泡电阻的测量值始终大于真实值,该误差为系统误差
【答案】C
【详解】A.开关闭合前,为了保护电路应该尽可能使电路中电阻大,故滑动变阻器的滑片应该置于最左端,故A错误;
B.图线表明图像与原点连线的斜率在变小,即变小,即电阻在增大,故小灯泡的电阻随温度的升高而增大,故B错误;
C.小灯泡正常工作时的电压为3V,电流为,故小灯泡正常工作时的电阻为,故C正确;
D.由于电压表分流影响,小灯泡电流的测量值大于流过灯泡的真实值,故测量值始终小于真实值,该误差为系统误差,故D错误。
故选C。
4.(24-25高二上·重庆·期中)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S,单位长度所带的电荷量为−q,求由于棒的运动形成的等效电流大小和方向。( )
A.qv,向右 B.qv,向左 C.,向右 D.,向左
【答案】B
【详解】棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时,通过横截面的电量大小为
根据电流的定义式可得等效电流为
由于棒带负电,则电流的方向与棒运动的方向相反,即与v的方向相反。
故选B。
5.(24-25高二上·辽宁·期中)一位同学想测量如图一段金属管件材料的电阻率,他先用刻度尺测得管长为L,再用游标卡尺测得其内径为d、外径为D。又利用电源、电压表、电流表等器材,根据伏安法测得管件沿轴线方向的电阻为R。则该金属管件材料的电阻率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】管件金属部分的横截面积为
根据电阻定律
解得
故选A。
6.(24-25高二上·河南洛阳·期中)一电源E(电动势4V,内阻1.0Ω) 与灯泡、滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω)连接成如图甲所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。若小灯泡的I—U图像如图乙所示,则闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率约为( )
A.0.39W B.0.57W C.0.027W D.0.99W
【答案】A
【详解】当滑动变阻器阻值全部接入时,灯泡的功率最小,将R等效为电源内阻,则电源电动势为4V,等效内阻为10Ω,则有
解得
整理可得
作出电源的伏安特性曲线如图
由图可知,灯泡电压为
U=1.75V
电流
I=225mA=0.225A
则最小功率
P=UI=1.75×0.225W=0.39W
故选A。
7.(24-25高二上·河南驻马店·期中)(多选)如图为某导体的伏安特性曲线,根据图中信息,可以得出( )
A.导体的电阻率随电压的增大而增大 B.导体的电阻率随电压的增大而减小
C.导体两端电压为8V时,电阻等于26.7Ω D.导体两端电压为8V时,电阻等于
【答案】BC
【详解】AB.I-U图像中,图线上的某一点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,根据图像可知,随导体两端电压升高,图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变大,表明导体的阻值逐渐变小,根据电阻定律
可知,该导体的电阻率减小,故A错误,B正确;
CD.根据电阻的定义式,当导体两端电压为8V时,通过导体的电流为0.3A,电阻为
故C正确,D错误。
故选BC。
8.(24-25高二上·陕西咸阳·期中)(多选)两根材料相同的均匀金属导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.A和B导线中的电流之比为1:2
B.A和B导线两端的电阻之比为3:1
C.A和B导线的横截面积之比为1:3
D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1
【答案】BD
【详解】A.依题意,金属导线A和B串联在电路中,所以A和B导线中的电流之比为1:1,故A错误;
B.由图可知
,
根据
可知
即A和B导线两端的电阻之比为3:1,故B正确;
C.根据
又
,
解得
即A和B导线的横截面积之比为1:6,故C错误;
D.根据
解得
即A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1,故D正确。
故选BD。
9.(24-25高二上·广东梅州·期中)(多选)某些肿瘤可以用“粒子流”疗法进行治疗。在这种疗法中,为了能让粒子进入癌细胞,首先要实现粒子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。粒子先被平行板电容加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞,如图所示,来自粒子源的粒子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,从A处以细柱形的粒子流向右运动。粒子的质量为m,其电荷量为。粒子间相互作用可忽略不计,不考虑粒子重力,粒子不会打到板上,那么( )
A.从A处流出的粒子速度
B.从A处流出的粒子,形成的等效电流方向向右
C.若保持开关S闭合,若只减小平行板距离,从A处流出的粒子的速度将减小
D.若断开开关且板上电荷分布不变,增大平行板距离,从A处流出的粒子的速度将增大
【答案】AD
【详解】A.电子在加速电场中加速,根据动能定理,有
解得
故A正确;
B.从A处流出的粒子带负电,形成的等效电流方向向左。故B错误;
C.若保持开关S闭合,则极板间电压保持不变,若只减小平行板距离,根据A选项分析可知,从A处流出的粒子的速度不变。故C错误;
D.若断开开关,则极板上电荷量保持不变,根据
可知极板间电场强度保持不变,由
可知增大平行板距离,极板间电压将增大,根据A选项分析可知,从A处流出的粒子的速度将增大。故D正确。
故选AD。
10.(24-25高二上·福建厦门·期中)已知铝的电阻率在20℃时约为,一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径 ;
(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式, (用、d、L表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有:
电池组(电动势为、滑动变阻器(,额定电流)、两个相同电流表和(内阻为,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、定值电阻(阻值为,额定电流)、开关和导线若干。
闭合S调节滑动变阻器,使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格,偏转格,有,则这捆铝导线的电阻 (结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)2.255 (2) (3)1.5
【详解】(1)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以铝导线的直径为
mm+mm=2.255mm
(2)根据电阻定律可得
所以
(3)设电流表每格的电流为I,则
11.(24-25高二上·四川·期中)要测一个待测电阻丝(约为)的阻值,实验室提供了如下器材:
A.电源:电动势12V,内阻不计;
B.电流表A:量程,内阻为;
C.电压表V:量程,内阻约为;
D.滑动变阻器:最大阻值,额定电流0.5A;
E.滑动变阻器:最大阻值,额定电流0.1A;
F.定值电阻;
G.定值电阻;
H.定值电阻;
L.电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量的阻值,并测量出多组数据。请回答下面问题:
(1)分别用游标卡尺,螺旋测微器测出电阻丝的长度和直径,读数如下图所示, mm, mm。
(2)某同学设计了如图所示的电路,图中滑动变阻器应选 。(选填或)
(3)为了测定待测电阻上的电流,应将定值电阻 (选填或或)与电流表并联,将其改装成一个大量程的电流表。
(4)根据以上实验原理电路图进行实验,若电流表的示数为,电压表的示数为,则其电阻率的表达式为 。(使用题目中所给的字母表示)
【答案】(1)50.50 0.900 (2) (3) (4)
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知电阻丝的长度为
[2]螺旋测微器的精确值为,由图可知电阻丝的直径为
(2)由电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为了调节方便,滑动变阻器应选用阻值较小的。
(3)将电流表改装成一个大量程的电流表,并联较小的分流电阻,根据题意可知,应将定值电阻与电流表并联,将其改装成一个大量程的电流表。
(4)由于定值电阻阻值为电流表内阻的一半,所以电流表的示数为,通过待测电阻的电流为,根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得
联立可得电阻率为
12.(24-25高二上·北京·期中)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量,然后被引向轰击肿瘤,杀死其中的恶性细胞,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,形成细柱形的质子流,细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;已知质子的加速长度为d,加速电场为匀强电场,质子电量为q,质量为m,求:
(1)加速电场中质子的加速度大小a;
(2)质子在加速电场中获得的最大速度v。
(3)通过计算说明两金属板间质子的分布规律。
【详解】(1)加速电场中质子的加速度大小
(2)根据动能定理
质子在加速电场中获得的最大速度
(3)设质子加速到与左侧板距离为x时速度为vx,此处单位体积的质子数为nx,根据动能定理
根据
可得x处单位体积的质子数
因此x处单位体积的质子数与到左板距离x的平方根成反比。
1.下列说法正确的是( )
A.由电流计算公式可知,通过导体某一截面的电荷量q越多,电流I越大
B.导体的电阻率由导体的材料、长度、横截面积和温度共同决定
C.在公式中,是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小;是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小
D.沿电场线方向电势降低,在匀强电场中电势降落的方向就是电场强度的方向
【答案】C
【详解】A.由电流计算公式可知,单位时间内通过导体某一截面的电荷量q越多,电流I越大,故A错误;
B.导体的电阻率由导体的材料和温度共同决定,故B错误;
C.在公式中,是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小;是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小,故C正确;
D.不沿电场方向,电势也可能降低,只是沿电场方向电势降落最快,故D错误。
故选C。
2.已知电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,滑动变阻器的最大阻值也是,下列电路图不能测出未知电阻阻值的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.闭合开关和,被短路,电压表测得电压为电源电压;断开开关,两电阻串联接入电路,电压表测得电压为电源电压,无法测出通过的电流和其两端电压,故不能测出未知电阻阻值,A满足题意要求;
B.先闭合开关,在将开关分别接和,测出电流分别为和,两电阻并联接入电路,则为通过支路的电流,为干路电流,由并联电路电压相等可得
解得
能测出未知电阻阻值,B不满足题意要求;
C.先断开所有开关,调节滑动变阻器为最大值,再闭合开关,断开开关,调节滑动变阻器到适当位置,测出两端电压为,然后保持滑动变阻器滑片位置不动,断开开关,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为,读出电阻箱的阻值,则电阻箱为的等效电阻,则有,能测出未知电阻阻值,C不满足题意要求;
D.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片移到端,滑动变阻器与并联接入电路,电流表测得干路电流,将滑动变阻器的滑片移到端,被短路,电路中只有滑动变阻器,电流表测得通过滑动变阻器的电流,所以电源电压为
则通过的电流为
所以
能测出未知电阻阻值,D不满足题意要求;
故选A。
3.有两个相同材料制成的导体,两导体为上、下面为正方形的柱体,柱体高均为,大柱体柱截面边长为,小柱体柱截面边长为,现将大小柱体串联接在电压上,已知通过导体电流方向如图,大小为,则( )
A.导体电阻率为:
B.导体电阻率为:
C.大柱体中自由电荷定向移动的速率小于小柱体中自由电荷定向移动的速率
D.大柱体中自由电荷定向移动的速率大于小柱体中自由电荷定向移动的速率
【答案】C
【详解】AB.由欧姆定律
根据电阻定律,可得
联立,解得
故AB错误;
CD.根据
又
可得
故C正确;D错误。
故选C。
4.如图所示,图线1表示导体A的电阻,设为,图线2表示导体B的电阻,设为,则下列说法正确的是( )
A.
B.把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2
C.将A与B串联后接在电源上,二者两端的电压之比
D.将A与B并联后接于电源上,通过二者的电流之比
【答案】C
【详解】A.根据图像知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以,故A错误;
B.根据公式
可得,把A拉长为原来的3倍后,横截面积减小为原来的,所以电阻变为原来的9倍,因此拉长后阻值为B电阻R2的3倍,故B错误;
C.串联电路电流相等,将A与B串联后接在电源上,根据公式可得二者两端的电压比为
故C正确;
D.并联电路电压相等,电流之比等于电阻之反比,所以将A与B并联后接在电源上,通过二者的电流之比为
故D错误。
故选C。
5.如图所示为某金属元件的伏安特性曲线,点切线与纵轴交点的纵坐标是1.5,下列说法正确的是( )
A.该金属元件为线性元件
B.该元件可用于制作标准电阻
C.P点时该金属电阻阻值为
D.由图像可知,随着电压增大,该金属电阻阻值逐渐减小
【答案】C
【详解】A.由图可知该电阻的伏安特性曲线为曲线,所以该电阻为非线性元件,故A错误;
B.由于该金属电阻随电压的变化而变化,所以不能用来制作标准电阻,故B错误;
C.P点金属电阻阻值为
故C正确;
D.由图可知,图中电流随电压的增大而增大,图线上每一点与原点连线的斜率表示该点电阻的倒数,故可知该金属的电阻随电压的增大而增大,故D错误。
故选C。
6.如图甲所示的电路中, 是三个完全相同的灯泡,已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,已知该伏安特性曲线过点,闭合电键后流过电源的电流为.则下列说法正确的是( )
A.灯泡两端电压为灯泡两端电压的2倍
B.灯泡的功率为
C.灯泡的阻值为
D.灯泡的电功率之比为
【答案】B
【详解】AB、由伏安特性曲线可知三个灯泡不是定值电阻,其阻值也不是线性变化的,当电路中的总电流为0.25 A时,通过灯泡b、c的电流均为0.125 A,由图像可知,灯泡a两端的电压为3.0 V,灯泡b两端的电压是0.4 V,灯泡a的功率为故A错;B对
C、灯泡b的阻值为 ,故C错;
D、灯泡a的功率为 ,灯泡b的功率为 ,所以灯泡a、b的电功率之比为15:1,故D错;
故选B
7.(多选)如图所示为三种元件1、2、3的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.元件1可能是白炽灯
B.元件2是线性元件,其阻值等于图像的斜率
C.将三个元件串联,当电路中电流小于I0时,随着电流增大,元件1、3的电阻差减小
D.将三个元件并联,当电路两端电压小于U0时,电压从零开始逐渐增大,元件1、2的电流差先增大后减小
【答案】CD
【详解】A.表示元件1的曲线反应的特征是,随着电压、电流的增大,电阻逐渐减小,说明该元件是半导体元件。故A错误;
B.元件2是线性元件,其阻值等于I-U图像中图线斜率的倒数。故B错误;
C.根据I-U图像中图线上某点与原点连线斜率的倒数表示电阻,可知将三个元件串联,通过它们的电流相等,当电路中电流小于I0时,有
随着电流增大,元件1的阻值减小、元件3的阻值增大,二者电阻差
减小。故C正确;
D.将三个元件并联,三个元件的电压相等,当电路两端电压小于U0时,电压从零开始逐渐增大,由图可知,
元件1、2的电流差先增大,当表示元件1、2的图线与原点连线斜率相等时,达到最大,然后减小。故D正确。
故选CD。
8.(多选)甲、乙为同种材料做成的两柱状导体,横截面积之比为1∶2,长度之比为2∶1。相同时间内,通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2,则甲、乙两导体中( )
A.电流之比为1∶2
B.电流之比为1∶1
C.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1
D.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2
【答案】AC
【详解】AB.根据电流公式得
A正确,B错误;
CD.根据电流的微观表达式得
C正确,D错误。
故选AC。
9.(多选)图(a)所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,R为定值电阻,L1、L2为阻值随温度变化的相同小灯泡,它们的伏安特性曲线如图(b)。当开关闭合电路稳定后,理想电流表A的示数为0.2A,则此时( )
A.L1的电阻为12Ω B.L1的电功率为0.25W
C.L2的电阻为7.5Ω D.L2的电功率为0.25W
【答案】AC
【详解】AB.由电路图可知,灯泡L1的电压为3V,根据伏安特性曲线,对应的电流为0.25A,根据欧姆定律可得
电功率为
故A正确,B错误;
CD.根据伏安特性曲线可知,电流为0.2A,电压为1.5V,根据欧姆定律得
电功率为
故C正确,D错误。
故选AC。
10.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路如图甲所示,实验器材有:标有“”字样的待测小灯泡、电压恒为的电源、标有“”的滑动变阻器、电流表(量程为,)、电压表(量程为,)、开关及导线若干。
(1)为保护电路元件安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至 (选填“A”或“B”)端。
(2)按图连接好电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障是 。
(3)向左移动变阻器滑片P,会看到灯泡变 (选填“暗”或“亮”)一些。
(4)实验中电压表示数如图乙所示,为描绘完整的小灯泡伏安特性曲线,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为 时为止。
(5)记录多组电压、电流表数据,描点作图完成实验。
【答案】 B 小灯泡断路 亮 左
【详解】(1)[1]为保护电路元件安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至阻值最大处的B端。
(2)[2]按图连接好电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到最左端时,灯不亮,电路可能断路,电压表有较大的示数,电压表与电源连通,经检查,导线连接完好,则电路故障是小灯泡断路。
(3)[3] 向左移动变阻器滑片P,变阻器连入电路的电阻变小,由分压原理,变阻器的电压变小,由串联电路电压的规律,灯的电压变大,会看到灯泡变亮一些。
(4)[4][5] 灯在额定电压下正常发光,图中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
11.为了测量阻值约为的金属圆柱体的电阻率,除待测金属圆柱体外,实验室还备有如下实验器材:
A.电流表(量程,内阻约);
B.电流表(量程,内阻约);
C.电压表(量程,内阻约);
D.电压表(量程,内阻约);
E.滑动变阻器R();
F.电源E(电动势为,内阻不计);
G.开关、若干导线。
(1)某次测量中,螺旋测微器和游标卡尺的示数如下图所示:
螺旋测微器的示数是 mm,游标卡尺的示数是 .
(2)为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 (选填“A”或“B”),电压表应选 (选填“C”或“D”)。
(3)根据所选用的实验器材,应选用电路图 (选填“甲”或“乙”)进行实验,测得的电阻值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 1.609/1.610/1.611 5.01
(2) A C
(3) 甲 偏小
【详解】(1)[1]螺旋测微器的示数是1.5mm+0.01mm×11.0=1.610mm
[2]游标卡尺的示数是5cm+0.1mm×1=5.01cm
(2)[1][2]电源电动势为3V,则电压表选择C;电路中电流不超过
可知电流表选择A;
(3)[1][2]根据所选用的实验器材,因
则应选用电流表外接,即电路图甲进行实验,电流的测量值偏大,则测得的电阻值比真实值偏小。
12.一个金属电阻R的阻值在一定范围内随温度呈线性变化,如图甲所示.将该电阻接入如图乙所示电路,图中R0为定值电阻,C为平行板电容器,极板长度为l,极板间距为d,极板的右侧距极板L处有一荧光屏.现让一束电子(质量为m,电量为e)以速度v0平行于极板沿中线进入电容器,若所有电子均能从右侧穿出,则当R的温度在t1—t2之间变化时,电子束在荧光屏上扫描的范围如何?(电源电动势为E,内阻不计)
【答案】
【详解】设极板间电压为U,则有
令电子从极板间飞出时的速度偏角设为α,偏移量为y,则电子打到荧光屏上的位置P到O的距离为,则有
,l=v0t,
解得
又由于
,vy=at
结合上述解得
电子打到荧光屏上的位置P到O的距离
结合上述与图甲可知,当t=t1时有
结合上述解得
结合上述与图甲可知,当t=t2时有
结合上述解得
所以电子束在荧光屏上扫描的范围是
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专题07 电源 电流和电阻及电阻率的测量
1.(24-25高二上·广东深圳·期中)有两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比 B.通过它们的电流之比
C.电子在两段中定向移动速度之比 D.两段中的电场强度之比
2.(24-25高二上·广东广州·期中)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.电荷在云地间转移时做匀速直线运动
B.闪电电流的瞬时值可达到30A
C.闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m
D.第一个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
3.(24-25高二上·四川绵阳·期中)图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图,图乙为实验所得伏安特性曲线,小灯泡额定电压为3V。则以下说法正确的是( )
A.开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端
B.图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C.小灯泡正常工作时的电阻为15.0Ω
D.由于电压表分流影响,小灯泡电阻的测量值始终大于真实值,该误差为系统误差
4.(24-25高二上·重庆·期中)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S,单位长度所带的电荷量为−q,求由于棒的运动形成的等效电流大小和方向。
A.qv,向右 B.qv,向左 C.,向右 D.,向左
5.(24-25高二上·辽宁·期中)一位同学想测量如图一段金属管件材料的电阻率,他先用刻度尺测得管长为L,再用游标卡尺测得其内径为d、外径为D。又利用电源、电压表、电流表等器材,根据伏安法测得管件沿轴线方向的电阻为R。则该金属管件材料的电阻率为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·河南洛阳·期中)一电源E(电动势4V,内阻1.0Ω) 与灯泡、滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω)连接成如图甲所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。若小灯泡的I—U图像如图乙所示,则闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率约为( )
A.0.39W B.0.57W C.0.027W D.0.99W
7.(24-25高二上·河南驻马店·期中)(多选)如图为某导体的伏安特性曲线,根据图中信息,可以得出( )
A.导体的电阻率随电压的增大而增大 B.导体的电阻率随电压的增大而减小
C.导体两端电压为8V时,电阻等于26.7Ω D.导体两端电压为8V时,电阻等于
8.(24-25高二上·陕西咸阳·期中)(多选)两根材料相同的均匀金属导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.A和B导线中的电流之比为1:2
B.A和B导线两端的电阻之比为3:1
C.A和B导线的横截面积之比为1:3
D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1
9.(24-25高二上·广东梅州·期中)(多选)某些肿瘤可以用“粒子流”疗法进行治疗。在这种疗法中,为了能让粒子进入癌细胞,首先要实现粒子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。粒子先被平行板电容加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞,如图所示,来自粒子源的粒子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,从A处以细柱形的粒子流向右运动。粒子的质量为m,其电荷量为。粒子间相互作用可忽略不计,不考虑粒子重力,粒子不会打到板上,那么( )
A.从A处流出的粒子速度
B.从A处流出的粒子,形成的等效电流方向向右
C.若保持开关S闭合,若只减小平行板距离,从A处流出的粒子的速度将减小
D.若断开开关且板上电荷分布不变,增大平行板距离,从A处流出的粒子的速度将增大
10.(24-25高二上·福建厦门·期中)已知铝的电阻率在20℃时约为,一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径
;
(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式, (用、d、L表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有:
电池组(电动势为、滑动变阻器(,额定电流)、两个相同电流表和(内阻为,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、定值电阻(阻值为,额定电流)、开关和导线若干。
闭合S调节滑动变阻器,使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格,偏转格,有,则这捆铝导线的电阻 (结果保留2位有效数字)。
11.(24-25高二上·四川·期中)要测一个待测电阻丝(约为)的阻值,实验室提供了如下器材:
A.电源:电动势12V,内阻不计;
B.电流表A:量程,内阻为;
C.电压表V:量程,内阻约为;
D.滑动变阻器:最大阻值,额定电流0.5A;
E.滑动变阻器:最大阻值,额定电流0.1A;
F.定值电阻;
G.定值电阻;
H.定值电阻;
L.电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量的阻值,并测量出多组数据。请回答下面问题:
(1)分别用游标卡尺,螺旋测微器测出电阻丝的长度和直径,读数如下图所示, mm, mm。
(2)某同学设计了如图所示的电路,图中滑动变阻器应选 。(选填或)
(3)为了测定待测电阻上的电流,应将定值电阻 (选填或或)与电流表并联,将其改装成一个大量程的电流表。
(4)根据以上实验原理电路图进行实验,若电流表的示数为,电压表的示数为,则其电阻率的表达式为 。(使用题目中所给的字母表示)
12.(24-25高二上·北京·期中)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量,然后被引向轰击肿瘤,杀死其中的恶性细胞,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,形成细柱形的质子流,细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;已知质子的加速长度为d,加速电场为匀强电场,质子电量为q,质量为m,求:
(1)加速电场中质子的加速度大小a;
(2)质子在加速电场中获得的最大速度v。
(3)通过计算说明两金属板间质子的分布规律。
1.下列说法正确的是( )
A.由电流计算公式可知,通过导体某一截面的电荷量q越多,电流I越大
B.导体的电阻率由导体的材料、长度、横截面积和温度共同决定
C.在公式中,是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小;是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小
D.沿电场线方向电势降低,在匀强电场中电势降落的方向就是电场强度的方向
2.已知电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,滑动变阻器的最大阻值也是,下列电路图不能测出未知电阻阻值的是( )
A. B. C. D.
3.有两个相同材料制成的导体,两导体为上、下面为正方形的柱体,柱体高均为,大柱体柱截面边长为,小柱体柱截面边长为,现将大小柱体串联接在电压上,已知通过导体电流方向如图,大小为,则( )
A.导体电阻率为:
B.导体电阻率为:
C.大柱体中自由电荷定向移动的速率小于小柱体中自由电荷定向移动的速率
D.大柱体中自由电荷定向移动的速率大于小柱体中自由电荷定向移动的速率
4.如图所示,图线1表示导体A的电阻,设为,图线2表示导体B的电阻,设为,则下列说法正确的是( )
A.
B.把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2
C.将A与B串联后接在电源上,二者两端的电压之比
D.将A与B并联后接于电源上,通过二者的电流之比
5.如图所示为某金属元件的伏安特性曲线,点切线与纵轴交点的纵坐标是1.5,下列说法正确的是( )
A.该金属元件为线性元件
B.该元件可用于制作标准电阻
C.P点时该金属电阻阻值为
D.由图像可知,随着电压增大,该金属电阻阻值逐渐减小
6.如图甲所示的电路中, 是三个完全相同的灯泡,已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,已知该伏安特性曲线过点,闭合电键后流过电源的电流为.则下列说法正确的是( )
A.灯泡两端电压为灯泡两端电压的2倍
B.灯泡的功率为
C.灯泡的阻值为
D.灯泡的电功率之比为
7.(多选)如图所示为三种元件1、2、3的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.元件1可能是白炽灯
B.元件2是线性元件,其阻值等于图像的斜率
C.将三个元件串联,当电路中电流小于I0时,随着电流增大,元件1、3的电阻差减小
D.将三个元件并联,当电路两端电压小于U0时,电压从零开始逐渐增大,元件1、2的电流差先增大后减小
8.(多选)甲、乙为同种材料做成的两柱状导体,横截面积之比为1∶2,长度之比为2∶1。相同时间内,通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2,则甲、乙两导体中( )
A.电流之比为1∶2 B.电流之比为1∶1
C.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1 D.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2
9.(多选)图(a)所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,R为定值电阻,L1、L2为阻值随温度变化的相同小灯泡,它们的伏安特性曲线如图(b)。当开关闭合电路稳定后,理想电流表A的示数为0.2A,则此时( )
A.L1的电阻为12Ω B.L1的电功率为0.25W
C.L2的电阻为7.5Ω D.L2的电功率为0.25W
10.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路如图甲所示,实验器材有:标有“”字样的待测小灯泡、电压恒为的电源、标有“”的滑动变阻器、电流表(量程为,)、电压表(量程为,)、开关及导线若干。
(1)为保护电路元件安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至 (选填“A”或“B”)端。
(2)按图连接好电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障是 。
(3)向左移动变阻器滑片P,会看到灯泡变 (选填“暗”或“亮”)一些。
(4)实验中电压表示数如图乙所示,为描绘完整的小灯泡伏安特性曲线,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为 时为止。
(5)记录多组电压、电流表数据,描点作图完成实验。
11.为了测量阻值约为的金属圆柱体的电阻率,除待测金属圆柱体外,实验室还备有如下实验器材:
A.电流表(量程,内阻约);
B.电流表(量程,内阻约);
C.电压表(量程,内阻约);
D.电压表(量程,内阻约);
E.滑动变阻器R();
F.电源E(电动势为,内阻不计);
G.开关、若干导线。
(1)某次测量中,螺旋测微器和游标卡尺的示数如下图所示:
螺旋测微器的示数是 mm,游标卡尺的示数是 .
(2)为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 (选填“A”或“B”),电压表应选 (选填“C”或“D”)。
(3)根据所选用的实验器材,应选用电路图 (选填“甲”或“乙”)进行实验,测得的电阻值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
12.一个金属电阻R的阻值在一定范围内随温度呈线性变化,如图甲所示.将该电阻接入如图乙所示电路,图中R0为定值电阻,C为平行板电容器,极板长度为l,极板间距为d,极板的右侧距极板L处有一荧光屏.现让一束电子(质量为m,电量为e)以速度v0平行于极板沿中线进入电容器,若所有电子均能从右侧穿出,则当R的温度在t1—t2之间变化时,电子束在荧光屏上扫描的范围如何?(电源电动势为E,内阻不计)
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