教科版高中物理选修3-12-1

高中物理学习材料
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(时间：60分钟)
知识点一电流
1．以下说法正确的是()．
A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流
B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
解析导体中要有持续电流必须有电压，A不对；导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B正确．电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对．
答案 B
2．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．
解析电流是有方向的，电流的方向是人为规定的．物理上规定正电荷定向
移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反．答案 C
知识点二欧姆定律
3．根据欧姆定律公式I＝U
R，可变形得到R＝
U
I.对此，下列说法中正确的是
()．
A．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B．导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关
解析本题考查的是欧姆定律及电阻的物理意义．我们知道，电阻是导体本身的一种性质，它的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，欧姆定
律的变形公式R＝U
I只是为我们提供了一种测电阻的方法，但导体的电阻却与加
在导体两端的电压和通过导体中的电流大小无关．显然本题的正确答案是D.
答案 D
4．小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低．加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高．已知一只灯泡两端的电压为1 V时，通过灯泡的电流是0.5 A，灯泡两端的电压为3 V时，通过灯泡的电流是1 A；则当灯泡两端的电压为2 V时，通过灯泡的电流可能是()．A．0.5 A B．0.6 A C．0.8 A D．1 A
解析从题意可知，电流应大于0.5 A而小于1 A．.灯泡两端的电压为1 V 时，电流为0.5 A，灯泡的电阻R1＝2 Ω；灯泡两端的电压为3 V时，电流为1 A，灯泡的电阻R2＝3 Ω；当灯泡两端的电压为2 V时，灯泡的电阻大于2 Ω而小于
3 Ω.所以这时通过灯泡的电流大于2 V
3 Ω＝0.67 A，而小于2 V
2 Ω＝1 A，故选C. 答案 C
图2-1-12
5．如图2-1-12所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是
()．A．a和b串联接入电路中，P向右移动时电流增大
B．b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大
C．b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
D．a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
解析滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(题图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b 是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．
当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝增长，电阻增大，电流减小，因此D项错，当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C两项都对．当a和b 串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A项错．
答案BC
知识点三伏安特性曲线的应用
6．如图2-1-13所示为实验测得的小灯泡的I-U曲线，由图像可知()．
图2-1-13
A．灯泡的电阻随两端电压的增加而变大，R B>R A
B．灯泡在状态A时的电阻等于连线OA的斜率的倒数
C．灯泡在状态A时的电阻等于连线OA的斜率
D．该实验说明，对于灯丝材料——钨，欧姆定律不适用
解析灯泡电阻随两端电压的增大而增大，IU图像上各点对应的电阻等于
曲线上各点与O 点连线斜率k 的倒数，即R ＝1k ，A 、B 对，C 错；欧姆定律适用
于线性电阻，尽管金属导体的电阻率随温度的升高而增大，仍可用电阻定义式R ＝U I 求每一个状态的电阻，D 对．
答案 ABD
7．如图2-1-14所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知，下列说法正确的是
( )．
图2-1-14
A ．导体的电阻是25 Ω
B ．导体的电阻是0.04 Ω
C ．当导体两端的电压是10 V 时，通过导体的电流是0.4 A
D ．当通过导体的电流是0.1 A 时，导体两端的电压是2.5 V
解析 由图像可知，导体的电阻：
R ＝U I ＝50.2 Ω＝25 Ω，
当电压U 1＝10 V 时，电流I 1＝U 1R ＝1025 A ＝0.4 A ，
当电流I 2＝0.1 A 时，电压U 2＝I 2R ＝0.1×25 V ＝2.5 V .
答案 ACD
8．如图2-1-15甲所示为某同学探究额定电压为2.5 V 的小灯泡的IU 图线实验电路图．
图2-1-15
(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物元件连接成完整实验电路．
(2)开关S闭合之前，图2115乙中滑动变阻器的滑片应该置于________(填“A 端”“B端”或“AB正中间”)．
(3)已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝273＋t)．根据图2115丙中画出的小灯泡的IU特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为________℃(结果保留两位有效数字)．
解析对于分压电路，开关S闭合前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端(A端)，使待测电路上电压为零．由灯丝电阻与热力学温度成正比可得R＝kT.当灯丝温度为300 K时电阻为1.5 Ω可得k＝0.005 Ω/K.由小灯泡的IU特性曲线可得当电压为2.5 V时灯丝中电流约为0.27 A，根据电阻定义式可得出灯丝电阻R′＝U/I≈9.3 Ω.由R＝kT解得此时灯丝热力学温度T′＝R′/k＝1 860 K，即灯丝温度为t＝T′－273＝1 587 ℃≈1.6×103℃.
答案(1)实物连线图如图所示(2)A端(3)1.6×103。