高中同步导学案·物理(人教版选修3-1)习题：第二章 恒定电流 第9节知能达标训练 Word版含答案
《步步高-学案导学》2013-2014学年高中物理人教版(选修3-1)同步-第二章-恒定电流--同步
图1
结果．那么它们体现了什么逻辑关系呢？
-
4
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学案13
(1)事件的两个条件需满足几个，事件才能发生？
(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡 L 是亮还是
熄).
本
条件
结果
学
案
开关 A 开关 B 灯泡 L
栏
目
断
断
开
关
断
通
通
断
通
通
(3)如果把开关的“通”记为 1，“断”记为 0，把灯“亮”
答案 A
关
-
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学案13
例 2 两只晶体二极管组成如图 7 所示 电路，A、B 为输入端，Y 为输出端， 试分析说明它是什么逻辑电路．
本
学 案 栏
图7 解析 根据二极管的特点，只要在二极管上加上正向电
目 开
压，则二极管即可导通．由题中电路结构可知，D1、D2
关
两个二极管只要有一个导通，或者两个都导通，则整个
随时间变化关系的图象，则下列选项中能正确反映该门电
本 路输出端电势随时间变化关系的图象是
学 案 栏 目 开 关
图6
()
-
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本 学 案 栏 目 开 关
-
学案13
15
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学案13
本 解析 题图为与门电路，所以 A、B 输入端都是高电势时，
学 案
输出才为高电势，故 A 正确．
栏
目 开
系；具有“_非__”__逻__辑_关系的电路叫做“非”门．
其符号为______________.
-
3
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人教版高二物理选修3-1第2章 恒定电流练习含答案
2020--2021人教物理选修3—1第2章恒定电流练习含答案人教选修3—1第二章恒定电流1、下列说法中正确的是()A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端的电势差不为零，就有电流存在2、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，导体内部的场强为零，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3、(双选)关于电源与电路，下列说法正确的是()A．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极B．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极C．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功D．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功4、一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为()A．U B．RC．UR D．1R5、电流表的内阻是R g＝200 Ω，满刻度电流值是I g＝500 μA，现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是()A．应串联一个0.1 Ω的电阻B．应并联一个0.1 Ω的电阻C．应串联一个1 800 Ω的电阻D．应并联一个1 800 Ω的电阻6、如图所示为甲、乙两灯泡的I-U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为()A．15 W、30 W B．30 W、40 WC．40 W、60 W D．60 W、100 W7、如图所示为一个小型电热水器。
浸入水中的加热元件的电阻R L＝1.0 Ω，在外部并联的电阻R S＝2.0 Ω，电源为恒流源，在正常工作时，电源始终给电路提供I＝3.0 A的恒定电流。
高中同步导学案·物理(人教版选修3-1)习题：第2章恒定电流第10节知能达标训练版含答案
1．(多项选择)为测定电池的电动势和内阻 ,待测电池、开关、导线配合以下仪器可到达实验目的的是( )A ．一只电流表和一只电阻箱B ．一只电压表和一只电阻箱C ．一只电流表和一个滑动变阻器D ．一只电压表和一个滑动变阻器解析：选AB.由E ＝IR ＋Ir 知测E 、r 用一只电流表测电流 ,用电阻箱改变外电阻并可读出阻值 ,只要获得两组I 、R 数据即可求得E 、r ,用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻 ,故A 可行 ,C 不可行；由E ＝U ＋UR r 知测E 、r 用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U 、R 值求出E 、r ,故B 可行；假设用一只电压表和一个滑动变阻器不可以 ,因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定 ,故D 不可行．2.(多项选择)如下列图是根据某次实验记录数据画出的U －I 图象 ,以下关于这个图象的说法中正确的选项是( )A ．纵轴截距表示待测电源的电动势B ．横轴截距表示短路电流C ．根据r ＝EI 短 ,计算出待测电源内阻为12 ΩD ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω解析：选AD.图象与纵轴的交点 ,电流取值为0 ,此时为断路状态 ,截距即等于电源电动势 ,选项A 对；但图象与横轴的交点处 ,电压等于5.0 V ,所以0.5 A 是路端电压为5.0 V 时的电流 ,而不是短路电流 ,所以B 错；根据r ＝E －U I 得：r ＝2 Ω ,所以C 错；根据R ＝U I ＝5.40.3Ω＝18 Ω ,选项D 对． 3．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出如图乙所示的R －1I 图线 ,其中R 为电阻箱读数 ,I 为电流表读数 ,由此可以得到E＝ ,r ＝ ．解析：由闭合电路欧姆定律有E ＝I (R ＋r ) ,得R ＝EI －r .由此知图线的斜率为电动势E ,纵轴截距大小为内阻r . 那么E ＝9－23.5－1.0 V ＝2.8 V ,r ＝1 Ω.答案：2.8 V 1 Ω4．(2021·郑州高二检测)用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 ,被测电源是两节干电池串联成的电池组．可供选择的实验器材如下：A ．电流表 ,量程0～0.6 A ,0～3 AB ．毫安表 ,量程0～100 μA ,0～100 mAC ．电压表 ,量程0～3 V ,0～15 VD ．滑动变阻器 ,0～1 000 Ω ,0.1 AE ．滑动变阻器 ,0～20 Ω ,2 AF ．开关一个 ,导线假设干(1)为了尽量得到较准确的实验结果 ,电流表应选 ,量程应选 ,电压表量程应选 ,滑动变阻器应选 ．(2)有甲、乙两个可供选择的电路如下列图 ,应选 电路进行实验 ,实验中误差是由于 表的读数比真实值偏 (选填 "大〞或 "小〞)而引起的．解析：(1)由于电路中电流会大于0.1 A ,电流表应选A ,量程应选0～0.6 A ,由于电源电动势为3 V ,故电压表量程应选0～3 V ,由于电池内电阻较小 ,故滑动变阻器用E.(2)甲图测得的电阻是电流表内阻R A 与电源内阻r 的串联值 ,由于R A 与r 相差不多 ,因而误差较大 ,乙图测得的电阻是电压表内阻R V 与电源内阻r 的并联值 ,由于R V ≫r ,因而误差较小 ,应选用乙电路．乙图中由于电压表的分流 ,电流表的读数比真实干路电流偏小．答案：(1)A 0～0.6 A 0～3 V E (2)乙 电流 小5．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中 ,备有以下器材：A．待测干电池(电动势约为1.5 V ,内阻小于1.0 Ω)B．电流表G(满偏电流I g＝3 mA ,内阻R g＝10 Ω)C．电流表A(0～0.6 A ,内阻0.1 Ω)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω ,10 A)E．滑动变阻器R2(0～200 Ω ,1 A)F．定值电阻R0(990 Ω)G．开关和导线假设干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图所示的电路；在该电路中,为了操作方便且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选(填写器材前的字母代号)．(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路,利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数) ,那么由图线可得被测干电池的电动势E＝V ,内阻r＝Ω.解析：(1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0. 6×990.1 V≈594 V,而干电池电动势仅约为1.5 V ,所以电路a不合理 ,电路b合理 ,假设滑动变阻器用R1 ,电路中最||小电流约为I＝1.520A＝0.075 A ,所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便．(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10＋990)Ω ,即为电路的路端电压 ,所以由图线可得干电池电动势E×10－3×1 000 V＝1.48 V；从图线上取两点得干电池的内阻r＝错误!Ω＝0.8 Ω.答案：(1)b D(2)1.48(1.47～1.49均正确) 0．8(0.78～0.82均正确)6．(2021·辽宁期中)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右,内阻r约为50 Ω)．该电池允许输出的最||大电流为150 mA ,该同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2 kΩ ,R为电阻箱,阻值范围0～9 999 Ω ,R0是定值电阻,起保护电路的作用．改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙所示的图线,那么根据该同学所作的图线可求得该电池的电动势E为V ,内阻r为Ω.(结果保存两位有效数字)解析：由图示电路图可知 ,电源电动势为：E＝U＋Ir＝U＋UR0＋Rr.整理得：1U＝1E＋rE1R0＋R,1U－1R0＋R图线的纵轴截距表示电动势的倒数 ,图线的斜率为：k＝rE ,由图示图象可知：1E ,rE＝5 ,解得：E＝10 V ,r＝50 Ω.答案：10507．(2021·(高|考)江苏卷)小明利用如图甲所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．甲(1)甲图中电流表的示数为 A.(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下：U(V)I(A)乙由图线求得：电动势E ＝ V ；内阻r ＝ Ω.(3)实验时 ,小明进行了屡次测量 ,花费了较长时间 ,测量期间一直保持电路闭合．其实 ,从实验误差考虑 ,这样的操作不妥 ,因为 ．解析：(1)电流表选用量程为0～0.6 A ,分度值为0.02 A ,保存分度值读数为0.44 A. (2)坐标系选择适宜的标度 ,根据表中数据描点作出的U －I 图线如下列图．图线与纵轴交点为 "1.61 V 〞 ,故E ＝1.61 V ,由图线的斜率ΔUΔI ,电源内阻为1.24 Ω.注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴交点值．(3)长时间保持电路闭合 ,电源会发热 ,电源内阻会发生变化 ,干电池长时间放电 ,也会引起电动势变化 ,导致实验误差增大．答案：(1)0.44 (2)U －I 图线见解析 1.61(1.59～1.63都算对) 1.24(1.22～1.26都算对) (3)干电池长时间使用后 ,电动势和内阻会发生变化 ,导致实验误差增大。
高中同步新课标高中物理人教版选修3-1练习：第二章+恒定电流2.4
4．串联电路和并联电路(本栏目内容，在学生用书中分册装订！)1．下列说法正确的是( )A ．一个电阻R 和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零B ．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻C ．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小D ．电阻R 和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大解析： 并联电路的总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，如果电阻R 与电阻为零的导线并联，电阻则被短路，总电阻为零，所以选项A 正确；由1R 总＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n ，知1R 总>1R n ，故R n >R 总，所以总电阻小于支路中最小的电阻；当R n 减小时，则1R n 增大，1R 总增大，故R总减小；同理，R n 增大，R 总增大，所以选项B 、C 正确，选项D 错误．故正确选项为A 、B 、C.答案： ABC2．把表头G 改装成大量程电流表时，下列说法正确的是( ) A ．改装原理为并联电阻能增大通过G 的电流B ．改装成电流表后，表头G 本身允许通过的最大电流并不改变C ．改装后，表头G 自身的电阻减小了D ．改装后使用时，表头G 本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了 解析： 把表头G 改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变．故B 、D 对，A 、C 错．答案： BD 3．如图所示电路中，电压U 不变，R 1＝3R 2，开关S 断开时，电流表示数为I 1，开关S 闭合时，电流表示数为I 2，则I 1∶I 2为( )A ．3∶1B ．1∶3C ．2∶3D ．1∶4答案： D4．某同学用伏安法测电阻时，分别采用了内接法和外接法，测得的某电阻R x的阻值分别为R1和R2，则所测阻值与真实值R x间的关系为()A．R1>R x>R2B．R1<R x<R2C．R1>R2>R x D．R1<R2<R x解析：内接法时测量值大于真实值，即R1>R x；外接法时测量值小于真实值，即R2<R x，所以R1>R x>R2.答案： A5.如图所示，3个完全相同的电阻接在电路中，则它们的电压之比为()A．1∶1∶1B．1∶2∶2C．1∶4∶4D．2∶1∶1解析：R2、R3并联电阻为R12，再根据串联电路分得电压与电阻成正比知U1∶U2∶U3＝2∶1∶1，D项正确．答案： D6．有一只电压表，它的内阻是100 Ω，量程为0.2 V，现要改装成量程为10 A的电流表，电压表上应()A．并联0.002 Ω的电阻B．并联0.02 Ω的电阻C．并联50 Ω的电阻D．串联4 900Ω的电阻解析：扩大量程的倍数n＝II g＝100.002＝5 000需并联的分流电阻R＝R gn－1≈0.02 Ω答案： B7．伏安法测电阻的接法有图甲、乙所示两种，下列说法正确的是()A．两种接法完全等效B．按甲图接法，测得值偏小C ．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小D ．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小解析： 甲图为电流表内接法， 其测量值偏大，当R x ≫R A 时，测量误差较小，该电路适合测大阻值电阻；乙图为电流表外接法，其测量值偏小，当R x ≪R V 时测量误差较小，该电路适合测小阻值电阻，故选C.答案： C8.如图所示电路，滑动变阻器R 1的总阻值是200 Ω，定值电阻R 2的阻值是300 Ω，电源电压是6 V ，且保持不变，内阻忽略不计，当滑动变阻器的滑片P 由a 点滑到b 点时，电压表的变化是( )A ．2.4～6 VB ．3.6～6 VC ．6～3.6 VD ．6～2.4 V解析： 由电路图可知，电阻R 1、R 2串联；由U ＝IR 可知：电流不变时，滑片P 到b 之间的电阻越大，电压表的示数越大；当滑动变阻器的滑片P 在a 点时，电压表的示数最大，此时电压表测量电源的电压，即U 最大＝6 V ；当滑动变阻器的滑片P 在b 点时，电压表的示数最小，此时电路中的电流I ＝U R 总＝6500 A ＝0.012 A ，电压表的示数U 最小＝IR 2＝0.012A ×300 Ω＝3.6 V ．所以，滑动变阻器的滑片P 由a 滑到b 时，电压表的变化是6～3.6 V ．选项C 正确．答案： C 9.如图所示电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等，电池的电阻不计．那么，开关S 接通后流过R 2的电流是S 接通前的( )A.12 B.23 C.13D.14解析： 设电池提供的电压为U ，每个电阻的阻值为R .S 接通前，通过R 2的电流I ＝UR 1＋R 2＝U 2R .S 接通后，通过R 2的电流I ′＝12×U R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝12·U R ＋0.5R ＝U 3R ，I ′I ＝23，B 项正确． 答案： B10.如图所示的电路中，R 1＝R 2＝2 kΩ，电压表V 1的内阻为6 kΩ，电压表V 2的内阻为3 kΩ，A 、B 间的电压U 保持不变，开关S 闭合后，它们的示数变化是( )A ．V 1表的示数变小，V 2表的示数变大B ．V 1表的示数变大，V 2表的示数变小C ．V 1、V 2表的示数均变小D ．V 1、V 2表的示数均不变解析： 开关S 闭合前，电压表V 1、V 2的示数之比U 1∶U 2＝R V 1∶R V 2＝2∶1. S 闭合后，R 1与V 1的并联电阻值R ＝R 1·R V 1R 2＋R V 2＝1.5 kΩ，R 2、V 2的并联电阻值R ′＝R 2·R V 2R 2＋R V 2＝1.2 kΩ.故开关S 闭合后，电压表V 1、V 2的示数之比： U ′1∶U ′2＝R ∶R ′＝1.5∶1.2＝5∶4.即开关S 闭合后，V 1表的示数变小，V 2表的示数变大．A 对． 答案： A11．现要测定一个额定电压为4 V 、电阻约为10 Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线，要求所测电压范围为0.1～4 V .现有器材：直流电源E (电动势4.5 V ，内阻不计)，电压表V(量程4.5 V ，内阻约为4×102 Ω)，电流表A 1(量程250 mA ，内阻约为2 Ω)，电流表A 2(量程500 mA ，内阻约为1 Ω)，滑动变阻器R (最大阻值约为30 Ω)，开关S ，导线若干．如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________；如图所示的甲、乙两个电路中，应该选用的是________．解析： 小灯泡的额定电流约为I ＝U R ＝410 A ＝0.4 A ，故电流表应选用A 2；小灯泡的电阻R 约为10 Ω，电流表A 2内阻约为1 Ω，故应选电流表外接法，即电路图甲．答案： A 2 图甲12．有一电流表G ，内阻R g ＝10 Ω，满偏电流I g ＝3 mA.(1)要把它改装成量程为0～3 V 的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程为0～0.6 A 的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？解析： (1)由题意知电流表G 的满偏电压 U g ＝I g R g ＝0.03 V .改装成量程为0～3 V 的电压表，原理示意图如图所示，当达到满偏时，分压电阻R 的分压U R ＝U －U g ＝2.97 V所以，分压电阻R ＝U g I g ＝2.970.003 Ω＝990 Ω改装后电压表的内阻R V ＝R g ＋R ＝1 000 Ω(2)改装成量程为0～0.6 A 的电流表，原理示意图如图所示，当达到满偏时，分流电阻R 的分流I R ＝I －I g ＝0.597 A所以，分流电阻R ＝U gI g≈0.05 Ω改装后电流表的内阻R A ＝R g RR g ＋R≈0.05 Ω答案： (1)990 Ω 1 000 Ω (2)0.05 Ω 0.05 Ω精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。
2．答：由于A、B都是金属导体，可挪动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B挪动到A的结果。
其中，A得到的电子数为，与B失去的电子数相等。
3．答：图1－4是此问题的示意图。
导体B中的一局部自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排挤力，A、B之间产生吸引力。
4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违犯能量守恒定律。
因为，在把A、B分开的过程中要克制A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1．答：根据库仑的发现，两个一样的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电；再把B球与C球接触，那么B、C球分别带电；最后，B球再次与A球接触，B球带电。
2．答：〔注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度！〕3．答：设A、B两球的电荷量分别为、，间隔为，那么。
当用C接触A时，A的电荷量变为，C的电荷量也是；C再与接触后，B的电荷量变为；此时，A、B间的静电力变为：。
在此情况下，假设再使A、B间距增大为原来的2倍，那么它们之间的静电力变为。
4．答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排挤力如图1－6所示。
共受三个力的作用，，由于，互相间间隔分别为、、，所以，。
根据平行四边形定那么，合力沿对角线的连线向外，且大小是。
由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。
5．答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图1－7。
静电斥力，又，，所以，第三节1．答：A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2．答：电子所在处的电场强度为，方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为，方向沿着半径指向质子。
学人教版高中物理选修3-1学案2-1电源和电流2
第二章恒定电流1 电源和电流学习目标1.了解电源的形成过程.2.掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.自主探究1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置.2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的,导线内的电场保持和平行.3.由分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流.5.电流的程度用电流这个物理量表示;规定定向移动的方向为电流的方向;电流的单位是,符号是;公式为.合作探究【提出问题】问题1:电流形成的条件是什么?问题2:导体中产生电流的条件是什么?问题3:如何使电路中有持续电流?【要点提炼】一、电源1.要使电路中保持持续的电流,电路两端之间要有一定的.2.电源的作用:维持电路两端始终有一定的,使电路中保持.二、恒定电场问题:在有电源的电路中,导线内部的电场强度有什么特点呢?【要点提炼】1.由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为.2.在恒定电场中,任何位置的电场强度都不随时间变化,所以它的基本性质与相同.在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中.【合作探究】问题:在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用,而发生定向运动,从而形成电流,恒定电场中的电流有什么特点呢?三、恒定电流问题:1.什么样的电流被称为恒定电流?2.我们用什么物理量来描述电流的强弱程度?【巩固练习1】1.关于电流的方向,下列叙述中正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同2.电流方向与正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向.3.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为.结论:电流等于通过导体横截面的与通过这些所用的比值.4.某电解槽横截面积为0.5 m2,若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C,则电解液中的电流为.在电解液中,电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值的.【例题】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A.已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1,电子的电荷量e=-1.6×10-19 C.求铜导线中自由电子定向移动的速率.【合作探究】问题:你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符?怎样解释?【巩固练习2】1.下列叙述中正确的有()A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的单位是安C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,如果两端电势差不为零,则电流一定不为零2.关于电流,下列说法正确的是()A.根据I=qt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,是标量D.电流的单位“安培”不是国际单位制单位3.某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流是多大?课堂检测一、选择题1.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出电能C.电源的作用就是能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2.金属导体中有电流时,自由电子定向移动的速率为v1,电子热运动速率为v2,电流的传导速率为v3,则()A.v1最大B.v2最大C.v3最大D.无法确定3.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为().8×10-6×10-13.6×10-6×10-6 A4.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.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是通过甲导体电流的两倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的两倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等5.某正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道,当环中的电流为10 mA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().0×1011.0×1019.0×1013.0×1036.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.vqB.C.qvSD.7.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面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→AB.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→B,电流I=D.溶液内电流方向A→B,电流I=8.来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流.已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为()A. B. C. D.9.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,现有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.C.D.二、计算题10.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为多少?11.导线中的电流是1 A,导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内,有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e=1.6×10-19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m,平均要多少时间?12.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?。
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流综合测试题答案及详解.docx
高中物理学习材料桑水制作第二章恒定电流综合测试题答案及详解本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．答案：C解析：电视机在不使用时，应切断电源以保证安全，所以可排除②，故选C.2．答案：A3．答案：D解析：在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．对于选项A，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B，不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；对于选项C，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的．4．答案：AD解析：R1增大→R增大→I减小→U R减小，R2减小→R减小→I增大→U减小→UR1增大→U R减小，∴A、D正确．5．答案：D解析：整个回路为断路，稳定后电流强度为零，故伏特表示数为零，D正确，静电计上电势差不为零为E，其它选项错误．6．答案：A解析：由题给条件知L1中电流变小，L2中电流变大，只有R1断路才会出现这种结果．7．答案：C解析：可变电阻的滑片向a移动，使支路的电阻减小，从而引起整个电路的外电阻R外减小，据闭合电路欧姆定律可知，电路的总电流I总＝ER外＋r增大，电路的外电压U外＝E－I总r减小，即R1两端的电压U1＝U外减小，通过R1的电流I1减小．又因I总增大，I1减小，通过R2的电流I2＝I总－I1增大．8．答案：B解析：本题答案为B.设每个灯泡正常发光时，其电流为I，则图(甲)中总电流为3I，图(乙)总电流为I，所以，P1＝3IU，P2＝IU，P1＝3P2，故选B.9．答案：B解析：a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻R b＝R1＋R2，c中总电阻为R c＝R 1，d 中总电阻为R d ＝R 1R 2R 1＋R 2，由公式P ＝U 2R，故d 方式为“高”档，c 方式为“中”档，b方式为“低”档，所以B 对，A 、C 、D 错．10． 答案：AD解析：由直线a 可知R ＝U I ＝22Ω＝1Ω，由直线b 可知E ＝3V ，r ＝E I 短＝36Ω＝0.5Ω.电源的输出功率：P 出＝I 2R ＝(E R ＋r )2·R ＝(31＋0.5)2×1W ＝4W ，∴选项A 对，选项B 错．电源的效率η＝I 2R I 2(R ＋r )×100%＝11＋0.5×100%≈67%，所以选项C 错，D 对．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，共21分．把答案直接填在横线上) 11．答案：L 1，L 3；串；L 2，L 3；并；L 312．答案：电路图如图所示．电流表的示数为0.20A ，电压表的示数为4.0V ，小灯泡L 的电阻为R ＝U I ＝4.0V0.20A＝20Ω.13．答案：(1)略 (2)也逐渐增大 (3)增大解析：在图像中，斜率k ＝1R，从斜率随电压的逐渐增大而逐渐减小可知，灯泡的电阻在逐渐增大，这是由于电压越大，灯泡的电功率大，则其温度就越高，根据金属的电阻率随温度的升高而增大，故灯泡的钨丝电阻越来越大．14．答案：①如下图所示②2.86,5.70～6.(两位有效数字均给分) ③CD(含有错误答案不给分)三、论述·计算题(共5小题，共39分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．答案：本题看起来虽然简单，但实际上是一道开放型试题，它可以几乎计算出所有电学中的基本物理量，能够涉及到所有的电学概念和定律．题中隐含的条件：额定电压下，灯泡的额定功率，且灯泡正常发光．可求出的物理量有： (1)灯泡两端的实际电压：U 实＝U 额＝12V (2)灯泡的额定功率P 实＝P 额＝36W (3)通过灯泡的电流I 实＝I 额＝P /U ＝3A(4)灯泡原电阻R L ＝U 2/P ＝4Ω. 通电 10s(5)通过灯泡的电荷量Q ＝It ＝30C (6)灯泡消耗的电能W L ＝Pt ＝360J(7)灯泡、电阻两端的电压U 总＝ U R ＝U L ＝12V (8)通过电阻的电流I R ＝U /R ＝12V/6Ω＝2A(9)电阻消耗的电能W R ＝UI R t ＝12V ×2 A ×10s ＝240J (10)电阻的功率P R ＝UI R ＝12V ×2A ＝24W(11) 电阻上的电热Q R ＝(I R )2Rt ＝(2A)2×6Ω×10s ＝240J 16．(8分)答案：(1)E ＝6V ；r ＝1Ω (2)当R ＝r ＝1Ω时，P m ＝9W解析：(1)由闭合电路欧姆定律E ＝U 1＋U 1R 1r ①E ＝U 2＋U 2R 2r ②联立①②并代入数据解得E ＝6V ，r ＝1Ω (2)由电功率表达式P ＝E 2(R ＋r )2R ③将③式变形为P ＝E 2(R －r )2R＋4r ④ 由④式知，当R ＝r ＝1Ω时P 有最大值P m ＝E 24r＝9W.17．答案：(1)R 1＝1.4Ω R 3＝2.0Ω (2)U ＝1.0V P 2＝2.0W解析：(1)R 3＝U 3I 3＝3.01.5Ω＝2.0Ω由E ＝I 3(R 1＋R 3＋r )代入数据有6.0＝1.5(R 1＋2.0＋0.6) 解得：R 1＝1.4Ω (2)S 闭合后，R 总＝R 1＋r ＋R 2·R 3R 2＋R 3＝2.4Ω电压表的示数U ＝E R 总×R 2·R 3R 2＋R 3＝62.4×0.4V ＝1V R 2上消耗的功率P 2＝U 2R 2＝120.5W ＝2.0W18．答案：(1)F ＝mg tan θ (2)F ＝mgI ′kh(R 0＋kL )·(I ′－I 0) 解析：(1)有风力时，对金属球P ，受力如图所示F ＝F 1·sin θ mg ＝F 1·cos θ 所以F ＝mg tan θ(2)无风时，电路中 U ＝I 0(R 0＋kL ) 有风力时，电路中 U ＝I ′(R 0＋kL ′) L ′＝L －h ·tan θ 由以上三式解出F ＝mgI ′kh(R 0＋kL )·(I ′－I 0) 19．答案：(1)见解析(2)0.03kW ·h 1.3A 原因见解析解析：(1)从表中可想到工作电压是我们国家的民用交流电压；洗涤电动机的工作功率为110W ，脱水电动机的工作功率为176W ；用欧姆定律I ＝U R求出的电流和工作电流是不同的，原因是欧姆定律适合纯电阻电路，而电动机主要是用来输出机械能的，不是用来发热的，不是纯电阻电路．(2)从洗衣机洗涤为正、反转和停的时间程序图可知，停和转的时间分别为125s 和775s ，由洗涤做功W 洗＝P 洗·t ＝UIt ＝220×0.5×10－3×0.215kW ·h ≈0.0237kW ·hW 脱＝P 脱·t ＝UIt ＝220×0.8×10－3×260kW ·h ＝0.0059kW ·h则W ＝W 洗＋W 脱＝0.0237kW ·h ＋0.0059kW ·h ≈0.03kW ·h当洗涤和脱水同时操作时， 就相当于两个用电器并联，则流过插座的电流应为两个用电器单独使用时工作电流之和，故I ＝I 洗＋I 脱＝(0.5＋ 0.8)A ＝1.3A.。
2021年卓越学案高中同步导学案·物理（人教版选修3－1）课件：第二章 恒定电流 实验1
F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)
G．学生电源(直流 6 V)、开关、导线若干
(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请
说明理由：描绘小灯泡的I－U图线所测数据需从零开始，
并要多取几组数据
.
(2)实验中所用电压表应选用 A ，电流表应选用 D ， 滑动变阻器应选用 E ．(用序号字母表示)． (3)把图丙中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．
1．电流表的内接法和外接法的比较 内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表的分压
电压表的分流
内接法
外接法
测量值和 真实值的
比较
R 测＝UI测测＝Rx＋RA 测量值大于真实值
R 测＝UI测测＝IxU＋测IV 测量值小于真实值
适用于 测量
测大电阻或RRAx＞RRVx 测小电阻或RRVx＞RRAx
2.滑动变阻器的两种接法比较 限流式
丙
如下图所示
[解析] 因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要 多次改变小灯泡两端的电压，故采用甲图所示的分压式电路 合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数 据．因小灯泡额定电压为 4 V，则电压表选 0～5 V 的 A 而舍 弃 0～15 V 的 B，因 15 V 的量程太大，读数误差大．小灯泡 的额定电流 I＝0.5 A，则电流表只能选 D.滑动变阻器 F 的最 大阻值远大于小灯泡内阻 8 Ω，调节不方便，电压变化与滑 动变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去．小灯泡内阻 为电流表内阻的08.4＝20 倍，电压表内阻是小灯泡的10×8103 ＝1 250 倍，故电流表采用了外接法．
2．滑动变阻器两种不同接法的电路选择 (1)要求回路中的某部分电路的电压从 0 开始连续变化，必须 选择分压接法． (2)若题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的最大允许电 流不够，则选择分压接法． (3)滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的 其他电阻时，必须选择分压接法． (4)分压接法、限流接法都可以时，因为采用限流接法能耗小， 优先采用限流接法．
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1．(多选)下列关于多用电表的使用说法正确的是()
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在“－”、“＋”插孔，则会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻时，应把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
解析：选AC.测量电阻时，若指针偏转过大，说明被测电阻较小，应选用倍率较小的挡位，A正确；测量时按规定红、黑表笔分别插在“＋”、“－”插孔，但表笔只是测量的两根引线，本身并没有正负，故调换不会影响测量结果，B错误；根据多用电表电阻挡的使用规则知，C正确；换挡后必须重新调零，若测量不同的电阻，不用换挡则不需要重新调零，D错误．
2．用多用电表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管，其结果依次如图中甲、乙、丙所示，由图可知，图中的二极管是好的，该二极管的正极是端．
解析：二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管已被击穿，加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开．由题图可知，图甲、丙二极管是坏的，图乙中二极管是好的，且左边图加的是反向电压，右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋”测试孔，与内部电池负极相连，故二极管的正极是a端．答案：乙a
3.用多用电表探测如图所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E 点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是图中的()
解析：选B.由于E、G两点之间与F、G两点之间有电压，说明黑箱内有电源，且电源一定与G相连，因为利用欧姆挡测量E、F两点的电阻时，正、反向的电阻差别比较大，说明E、F两点间有二极管，且E端接二极管的正极，由以上分析可得B正确．4．(2016·山东青岛二中月考)如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针如图所示，则：
(1)所测电阻的阻值为Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是(选填“×10”“×100”或“×1 k”)．
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为mA.
(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为V.
解析：(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103Ω；测阻值约为2.0×104Ω的电阻时应选“×1 k”的欧姆挡．
(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为30.2 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为152 mA.
(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为1/2估读)，指针对应的读数为5.9 V.
答案：(1)1.5×103×1 k
(2)30.2(30.1～30.3都正确)152
(3)5.9
5．(2016·景德镇高二检测)如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的挡．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明可能有故障．
解析：(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路．当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡．
(2)当电路中两点间有电压时，表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的．当测出两点间电压等于电源电动势而又确定电路故障是由断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间．
答案：(1)电压欧姆(2)开关或连接点5、6之间
6．(2016·淄博高二检测)小明同学在测定金属丝电阻率的实验中，进行了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整．
(1)他首先用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，该金属丝的直径为mm.
(2)他再用多用电表粗测金属丝的阻值，操作过程如下：
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择开关旋至电阻挡“×10”挡位；
②将红、黑表笔短接，调节图乙中的旋钮(填“A”或“B”)，使欧姆表指针对准电阻的处(填“0刻线”或“∞刻线”)；
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如图丙所示；
④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些，小明将选择开关旋至电阻挡(填“×1”或“×1 k”)挡位，重新进行；
⑤重新测量得到的结果如图丁所示，则金属丝的电阻为Ω.
解析：(1)金属丝的直径为：0.5 mm＋35.0×0.01 mm＝0.850 mm.
(2)②欧姆调零时，应调节图乙中的B旋钮，使指针对准电阻的0刻度线．
④由图丙看出，金属丝的阻值较小，应将选择开关旋至“×1”挡，并重新进行欧姆调零．
⑤由图丁看出电阻为6 Ω.
答案：见解析。