高中物理模块八恒定电流考点电流的概念及表达式试题
高中物理恒定电流试题及答案

高中物理恒定电流试题及答案高中物理恒定电流试题及答案一、选择题1、关于电流,下列说法中正确的是 ( ) A. 通过导线截面的电量越多,电流越大 B. 电子运动的速率越大,电流越大 C. 单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流越大 D. 电流的方向就是自由电荷定向移动的方向2、短路的电路中会出现以下哪种现象? ( ) A. 灯泡会亮 B. 灯泡不亮 C. 电源被烧坏 D. 电阻被烧坏3、两个完全相同的电容器并联,当两电容器并联的总电荷量等于原来单个电容器所带电荷量时,每个电容器所带的电荷量是多少? ( )A. 1/2B. 2/3C. 3/2D. 1/4二、填空题4、将一根铜导线接在电路中,要使导线发热达到最高值,下列方法中有效的是 ( ) A. 增大原电流 B. 减小原电压 C. 并联一根相同导线 D. 串联一根相同导线41、一根电阻为 R 的导线接在某电源上,测得导线端电压为 U,忽略导线电阻,则该电源的电动势为多少? ( )三、解答题6、有一个电源 E,内阻为 r,外接负载 R,原电源输出电压为 U,负载 R 上电压为 Ud,则 U 与 Ud 之间的关系是什么?为什么?61、设计一个电路,使两个灯泡并联,并且每个灯泡都可以独立控制。
答案:一、选择题1、C 解析:电流的大小取决于单位时间内通过导体横截面的电量,与电荷量的大小和速率均无关。
因此,选项 C 正确。
2、B 解析:短路时,电路中的电阻变得非常小,电流会瞬间变得非常大,导致电源和电阻容易被烧坏。
因此选项 B 正确。
3、A 解析:两个完全相同的电容器并联,总电荷量等于原来单个电容器所带电荷量的两倍,因此每个电容器所带的电荷量为原来的 1/2。
故选项 A 正确。
二、填空题4、C 解析:要使导线发热达到最高值,需要增大导线的电流,根据欧姆定律公式电流与电压成反比,因此需要减小原电压或者并联一根相同导线来分担电压。
故选项 C 正确。
41、根据全电路欧姆定律,有 E = U + Ir,所以 E = U/r + Ir + U。
高三一轮复习 恒定电流

高中物理复习08-恒定电流班级 姓名 得分知识网络:第1单元 基本概念和定律一、.电流条件:1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷方向:正电荷的定向移动的方向; 电源外部由高电势流向低电势, 电源外部由正极流向负极 二、电流强度——(I 标量)——表示电流的强弱。
通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值,叫电流强度,简称电流。
1、定义式:tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
单位:1 C / s = 1 A 1 A = 10 3 mA 1 mA = 10 3 μA 2、电流的微观表达式已知:粒子电量q ,导体截面积s ,粒子定向移动的速率v ,单位体积的粒子的个数n推导: nqsv I tsvtnq t q I =⇒==三、欧姆定律1、内容:导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比2、公式:RU I =3、适用范围:对金属导体和电解液适用,对气体的导电不适用四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比,跟横截面积S 成反比。
sl R ρ= (1)ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导线的性质)。
单位是Ω m 。
(2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
(3)料的电阻率与温度有关系: 五 .电功和电热电功就是电场力做的功,因此是W=UIt ;由焦耳定律,电热Q=I 2Rt 。
其微观解释是:电流通过金属导体时,自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰,使离子的热运动加剧,而电子速率减小,可认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能。
1、电功和电功率电功:电场力对运动电荷所做的功,也叫做电流所做的功 UI p UIt W == 适用于任何电路;能量转化:把电能转化成其他形式的能 2、电热和热功率(焦耳定律)电流通过导体时,释放的热量 R I p RtI Q 22== 适用于任何电路6VU 1 U 2 3、纯电阻电路(一来一去,电能全部转化成内能(电阻、灯泡、电炉、电烙铁))真空中和电阻中电流作功把电能转变为其它形式的能的不同IRU Rt I UIt QW =⇒==24、非纯电阻电路(一来多去电能的一部分转化成热能(电动机、电解槽,电感,电容……)W =I 2 R t +其他形式的能量,即W>Q ,UIt>I 2Rt ,U>IR 5、对于电动机UI = I 2 R + 机械P 输入功率 内耗功率 输出功率 总功率 热功率 机械功率 6、关于用电器的额定值问题额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压,在这个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的额定电流。
2019年高考物理备考:专题08恒定电流:含解析

第一部分特点描述恒定电流主要考查以"电路"为核心三部分内容:一是以部分电路欧姆定律为中心,考查直流电路基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路欧姆定律为中心,考查电源作用、闭合电路功率分配和能量转化关系、电路路端电压与电源电动势和内阴天关系;三是以电路中电工仪表使用为中心,考查电学实验中仪器选取、电表读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题、尤其是电学知识联系实际问题和探究实验问题是近几年高考考查热点、欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透;电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切,是应用型、能力型题目重要内容之一,也是高考命题热点内容之一。
历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识;二是与静电、磁场和电磁感应结合综合题。
该模块复习重点为:1、掌握电路基本概念,会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题、2、掌握闭合电路欧姆定律,能够结合串、并联电路特点分析问题,会分析电路动态变化问题、3、掌握各种电学仪器使用、电学各实验方法和原理,能够设计电路、连接电路、分析电路故障,能够用表格、图象等分析实验数据、第二部分知识背一背一、电流1.电流形成条件:(1)导体中有能够自由移动电荷;(2)导体两端存在持续电压.2.电流方向:与正电荷定向移动方向相同,与负电荷定向移动方向相反. 电流虽然有方向,但它是标量. 3.电流(1)定义式:I =qt、(2)微观表达式:I =nqvS ,式中n 为导体单位体积内自由电荷数,q 是自由电荷电荷量,v 是自由电荷定向移动速率,S 为导体横截面积. (3)单位:安培(安),符号是A,1 A =1 C/s 、 二、电阻定律1.电阻定律:R =ρl S ,电阻定义式:R =UI、2.电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能物理量,是导体材料本身属性. (2)电阻率与温度关系①金属电阻率随温度升高而增大; ②半导体电阻率随温度升高而减小;③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料电阻率突然减小为零成为超导体. 三、欧姆定律(1)内容:导体中电流I 跟导体两端电压U 成正比,跟导体电阻R 成反比.(2)公式:I =U R、(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路.(4)导体伏安特性曲线:用横坐标轴表示电压U ,纵坐标轴表示电流I ,画出I U 关系图线.①线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点直线电学元件,适用于欧姆定律.②非线性元件:伏安特性曲线是曲线电学元件,不适用填适用、不适用)于欧姆定律.四、电功、电热、电功率 1.电功(1)定义:导体中恒定电场对自由电荷静电力做功. (2)公式:W =qU =IU t 适用于任何电路). (3)电流做功实质:电能转化成其他形式能过程. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流做功,表示电流做功快慢. (2)公式:P =W /t =IU 适用于任何电路). 3.焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生热量. (2)计算式:Q =I 2Rt 、 4.热功率(1)定义:单位时间内发热量.(2)表达式:P =Q t=I 2R五、串、并联电路特点 1.电阻串联电流:I =I 1=I 2=…=I n ,电压:U =U 1+U 2+…+U n ,电阻:R =R 1+R 2+…+R n ;电压分配:U 1U 2=R 1R 2,U n U =R n R ,功率分配:P 1P 2=R 1R 2,P n P =R nR。
高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流1.电流 电流的定义式:tqI 决定式:I =R U电流的 微观表达式I=nqvS注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I =q /t 计算电流强度时应引起注意。
1. 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ,向左迁移的负离子所带的电量为3 C .求电解槽中电流强度的大小。
2. 来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV 的直线加速器加速,形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。
已知质子电荷e =1.60×10-19C 。
这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。
假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n 1和n 2,则n 1∶n 2=_______。
第二节 电阻定律在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即R=ρSl. A.在公式R=ρSl中,l 、S 是导体的几何特征量,比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体,它们的电阻率不相同.B.对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时,就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围,不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去..................................,这是非常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论,其正确性也必须通过实践(实验)来检验.C.有人根据欧姆定律I=R U 推导出公式R=IU,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论,可以从两个方面来分析:第一,电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系,加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直接关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式R=IU计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法.D.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中加入其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变化,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象:当温度降低到绝对零度(0K)附近时,某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体,叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为T C ).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用.例1 关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻解析 本题涉及到的知识,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必须了解的基本知识,认真阅读教材,就可知道选项B 、C 、D 都是正确的.例2 下列说法中正确的是( )A.由R=U/I 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由I=U/R 可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律I=U/R ,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也适用. 解析 由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的,与温度有关.温度发生变化,电阻率也会改变,所以C 错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以D 错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】例1 一只标有“220V 60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V.在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )解析 由电阻的定义式R=IU知:在U —I 图线上,某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U/I 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V 时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大.A 图线表示U/I 为一定值,说明电阻不变,不符要求;C 图线上各点的U/I 值随U 的增大而减小,也不符合实际;D 图线中U/I 的值开始随U 的增大而增大,后来随U 的增大而减小,也不符合实际;只有B 图线中U/I 的值随U 的增大而变化,符合实际.此答案应选A 、C 、D.评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V 的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方.例2 下图是a 、b 两个导体的I-U 图象:(1)在a 、b 两个导体加上相同的电压时,通过它们的电流强度I A ∶I B = . (2)在a 、b 两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压U A ∶U B = . (3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶R B = . 解析 本题给出的是I-U 图象,纵轴表示通过导体的电流,横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a 、b 两端的电压相等时,通过它们的电流比为B A I I =︒︒30tan 60tan =3/13=13 (2)通过a 、b 的电流相等时,a 、b 两端的电压比为B A U U =︒︒30cot 60cot =33/1=31(3)由(1)或(2)都可以推导出a 、b 两个导体的电阻比为B A R R =311.电功和电功率(1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。
高考物理专练题恒定电流(试题部分)

高考物理专练题恒定电流考点一电路的基本概念和规律1.一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。
棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。
在棒两端加上恒定的电压U时,棒内产生电流,则自由电子定向移动的平均速率为()A.UneρL 2neρLC.neρLD.neρSLU答案A2.(2020届山西太原三校联考,6)有两个同种材料制成的导体,两导体是横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体上底面边长为a,小柱体上底面边长为b,则()A.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bB.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bC.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1∶1D.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2答案C3.(2020届河南平顶山联考,8)(多选)如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉,恒定电压U=12V,电解槽内阻r A=2Ω。
当S1闭合,S2、S3断开时,电流表A示数为6A;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表A 示数为5A,且电动机输出功率为35W;当S3闭合,S1、S2断开时,电流表A示数为4A。
则()A.电炉的电阻为2ΩB.仅S1闭合时,电炉的发热功率为72WC.电动机的内阻为2.4ΩD.电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为48W答案AB考点二闭合电路欧姆定律1.(2018河南名校联考,6)(多选)如图电路中,电源的内电阻为r,R1、R3、R4均为定值电阻,电表均为理想电表。
闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑动触头向右滑动时,下列说法中正确的是()A.电压表的示数变小B.电流表的示数变小C.R1中电流的变化量一定大于R4中电流的变化量D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比一定小于电源的内电阻r答案BD2.在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示,则下列说法错误的是()A.当R=r时,电源有最大的输出功率B.当R=r时,电源的效率η=50%C.电源的输出功率P随外电阻R的增大而增大D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大答案C3.(2018河南开封模拟,16)图甲所示是一种专供国内市场的家用电熨斗的电路图(额定电压为220V)。
高中物理恒定电流问题归纳讲解

恒定电流问题归纳讲解一、对电流概念的理解1、下列有关电流的说法中正确的是( )A 在电解液中阳离子定向移动形成电流,阴离子定向移动也形成电流B 粗细不均匀的一根导线中通以电流,在时间t 内,粗的地方流过的电荷多,细的地方流过的电荷少C 通过导线横截面的电荷越多,则导线中电流越大D 物体之间存在电流的条件是物体两端存在电压 二、电流的微观表达式2、有一横截面为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设单位体积的导线有n 个自由电子,电子电量为e ,电子的定向移动速度为v ,在t 时间内,通过导体横截面的自由电子数目N 可表示为( ) A .nvSt B .nvt C .It/e D .It/Se 三、电流的计算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强度是( )A 0B 0.8AC 1.6AD 3.2A4.一个半径为r 的细橡胶圆环,均匀地带上Q 库伦的负电荷,当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时,环中等效电流为多大( ) A Q Bπ2Q C πϖ2Q D πϖQ 2四、对电动势概念的理解5.下列关于电动势的说法中正确的是A 电动势的大小与非静电力的功成正比,与移送电荷量的大小成反比B 电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样C 电动势公式E=W/q 中W 与电压U=W/Q 中的W 是一样的,都是电场力的功D 电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 五、电路中的能量转化6.将电动势为3.0V 的电源接入电路中,测得电源两节间的电压为2.4V ,当电路中有6C 的电荷流过时,则 A 有18J 其它形式的能转化为的电能B 外电路有14.4J 的电能转化其他形式的能-C 内电路有3J 的电能转化其他形式的能D 内电路有3.6J 的电能转化其他形式的能 六、伏安特性曲线7. 用伏安法测小灯泡的电阻 (1)画出电路图(2)将图中实物按电路图连接好(3)连电路时, 开关应 ;连完电路后, 闭合开关前, 应将滑动片置于 端。
高考物理恒定电流题目训练集

高考物理恒定电流题目训练集在高中物理的学习中,恒定电流这一板块是重点也是难点。
为了帮助同学们更好地掌握这部分知识,提高解题能力,下面为大家精心准备了一系列的题目训练。
首先,来看一道基础概念题:一个电阻为 10 欧姆的导体,通过它的电流为 2 安培,那么它两端的电压是多少?这道题主要考查了欧姆定律的基本应用,即 U = IR 。
将电阻 R = 10 欧姆,电流 I = 2 安培代入公式,可得电压 U = 20 伏特。
接下来,我们增加一点难度。
有一个电路由电源、电阻 R₁和 R₂组成,电源电动势为 12 伏特,内阻为 1 欧姆,R₁= 5 欧姆,R₂=10 欧姆。
求通过 R₁和 R₂的电流分别是多少?对于这道题,我们首先需要计算出电路的总电阻 R 总= R₁+ R₂+ r ,其中 r 为电源内阻。
即 R 总= 5 + 10 + 1 = 16 欧姆。
然后根据闭合电路欧姆定律 I = E/ R 总,可求出总电流 I = 12 / 16 = 075 安培。
再根据串联电路电流处处相等的特点,通过 R₁和 R₂的电流均为 075 安培。
再看这道题目:在一个并联电路中,有两个电阻 R₃= 6 欧姆,R₄= 12 欧姆,它们两端的电压为 6 伏特,求通过 R₃和 R₄的电流以及总电流。
对于并联电路,各支路电压相等,所以通过 R₃的电流 I₃= U / R₃= 6 / 6 = 1 安培,通过 R₄的电流 I₄= U / R₄= 6 /12 = 05 安培。
总电流 I 总= I₃+ I₄= 1 + 05 = 15 安培。
下面这道题考查了电功和电功率的知识。
一个用电器的电阻为 20欧姆,通过它的电流为1 安培,工作5 分钟,求消耗的电能和电功率。
电能 W = I²Rt ,将数值代入可得 W = 1² × 20 × 5 × 60 = 6000 焦耳。
电功率 P = I²R = 1² × 20 = 20 瓦特。
高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题-(20247)

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流Uq 决定式: I =R1.电流 电流的定义式: It电流的 微观表达式 I=nqvS注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I = q / t计算电流强度时应引起注意。
1. 在 10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ,向左迁移的负离子所带的电量为 3 C .求电解槽中电流强度的大小。
2. 来自质子源的质子(初速度为零) ,经一加速电压为 800kV 的直线加速器加速,形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流。
已知质子电荷 e=1.60 ×10-19C 。
这束质子流每秒打到靶上的质子数为 _________。
假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质 子源相距 L 和 4L 的两处,各取一段极短的相v 1v 2等长度的质子流,其中的质子数分别为 n 1 和质子源n 2,则 n 1∶ n 2=_______ 。
L4L第二节 电阻定律在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即 R=ρ l.A. 在公式 R=ρ l中, l 、S 是导体的几何特征量,比例系数Sρ( 电阻率 ) 是由导体的物理S特性决定的 . 不同的导体,它们的电阻率不相同.B. 对于金属导体, 它们的电阻率一般都与温度有关, 温度升高时电阻率增大, 导体的电阻也随之增大 . 电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用 . 温度变化时,就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围, 不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去 ,这是非 ..................................常重要的 . 根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论, 其正确性也必须通过实践 ( 实验 ) 来检验 .C. 有人根据欧姆定律 I=U推导出公式 R=U,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端RI的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比 .对于这一错误推论, 可以从两个方面来分析: 第一, 电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系, 加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直接关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电 压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式R=U计算出电阻值,这I是测量电阻的一种方法 .D. 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻随温度的升高而减小的材料. 改变半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中加入其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变化,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E. 超导现象:当温度降低到绝对零度(0K) 附近时,某些材料 ( 金属、合金、化合物 ) 的电阻率突然减小到零. 这种现象叫做超导现象. 处于这种状态的导体,叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度( 记为 T C). 目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用 .例 1关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大C. 所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻解析本题涉及到的知识,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必须了解的基本知识,认真阅读教材,就可知道选项B、C、 D 都是正确的 .例 2下列说法中正确的是( )A. 由 R=U/I 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B. 由 I=U/R 可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率D. 欧姆定律I=U/R ,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也适用.解析由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关. 所以 A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的,与温度有关. 温度发生变化,电阻率也会改变,所以 C 错 .部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以 D 错 .故正确答案为 B.【难题巧解点拨】例 1一只标有“ 220V 60W”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V. 在此过程中,电压 U 和电流 I 的关系可用图线表示 . 在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )解析由电阻的定义式R=U知:在 U— I 图线上,某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I I的比值 U/I 就对应着电阻值 R. 由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到 220V 时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大 .A 图线表示 U/I 为一定值,说明电阻不变,不符要求; C 图线上各点的 U/I 值随 U 的增大而减小,也不符合实际; D 图线中 U/I 的值开始随 U 的增大而增大,后来随 U的增大而减小,也不符合实际;只有 B 图线中 U/I 的值随 U 的增大而变化,符合实际. 此答案应选A 、 C 、 D.评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到 220V 的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大 . 不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方 .例 2下图是 a 、 b 两个导体的 I -U 图象:(1) 在 a 、 b 两个导体加上相同的电压时,通过它们的电流强度 I A ∶I B = . (2) 在 a 、b 两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压 U A ∶ U B =.(3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶ R B =.解析 本题给出的是 I-U 图象,纵轴表示通过导体的电流, 横轴表示加在导体两端的电压.(1) 加在 a 、 b 两端的电压相等时,通过它们的电流比为I A tan 603 3I B ===tan 301/ 3 1(2) 通过 a 、 b 的电流相等时, a 、 b 两端的电压比为U A cot 601/ 3 1U B ===cot 303 3(3) 由 (1) 或 (2) 都可以推导出 a 、 b 两个导体的电阻比为RA= 1R B 31.电功和电功率( 1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。
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考点1 电路的基本概念与规律
考点1.1 电流的概念及表达式
1.形成电流的条件
(1)导体中有能够自由移动的电荷.
(2)导体两端存在电压.
2.电流
(1)定义式:I =q t .
其中q 是某段时间内通过导体横截面的电荷量.
a.若是金属导体导电,则q 为自由电子通过某截面的电荷量的总和.
b.若是电解质导电,则异种电荷反向通过某截面,q =|q 1|+|q 2|.
(2)带电粒子的运动可形成等效电流,如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动,此时I =q T ,q 为带电粒子的电荷量,T 为周期.
(3)方向:电流是标量,为研究问题方便,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在外电路中电流由电源正极到负极,在内电路中电流由电源负极到正极.
(4)微观表达式:假设导体单位体积内有n 个可自由移动的电荷,电荷定向移动的速率为v ,电荷量为q ,导体横截面积为S ,则I =nqSv .
1. 关于电流的说法中正确的是( D )
A.根据I =q t
,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,电流是矢量
D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
2. 关于对电流的理解,下列说法中正确的是( D )
A.只有自由电子的定向移动才能形成电流
B.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向
C.同一段电路中,相同时间内通过各不同横截面的电荷量一定不相等
D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位
3. 如图所示,一根截面积为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度为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 )
A .vq B.q v C .qvS D .qv /S
4. 铜的原子量为m ,密度为ρ,每摩尔铜原子有n 个自由电子,今有一根横截面积为S 的铜导线,当通过的电流为I 时,电子平均定向移动的速率为( D )
A .光速c B.I neS C.ρI neSm D.mI neSρ
5. 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ,导体单位长度内的自由电子数为n ,金属内的自由电子的电荷量为e ,自由电子做无规则热运动的速率为v 0,导体中通过的电流为I .则下列说法中正确的有( D )
A .自由电子定向移动的速率为v 0
B .自由电子定向移动的速率为v =I neS
C .自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D .自由电子定向移动的速率为v =I ne
6. (多选)半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q ,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有( AB )
A .若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
B .若电荷量不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
C .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大
D .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小
7. 在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束.已知电子的电荷量为e 、质量为m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( B )
A.IΔl
eS
m
2eU
B.
IΔl
e
m
2eU
C.
I
eS
m
2eU
D.
ISΔl
e
m
2eU
8. 如图所示的电解槽接入电路后,在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S,有n2个1价负离子通过溶液内截面S,设e为基元电荷,以下说法正确的是( D )
A.当n1=n2时电流强度为零
B.当n1>n2时,电流方向从A→B,电流强度为I=n1-n2e
t
C.当n1<n2时,电流方向从B→A,电流强度I=n2-n1e
t
D.电流方向从A→B,电流强度I=n2+n1e
t
9. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。
在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( C )
A.mv2
2eL
B.
mv2Sn
e
C.ρnev D.
ρev
SL
10. 夏季某日午后,某地区距地面约1 km的空中有两块乌云,相距3 km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109 V不变.已知空气的电场击穿场强为
3×106 V/m.请对以下问题进行估算.
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?
(2)当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电荷量为500 C,可释放多少能量?
(3)这次放电现象历时约0.01 s,则其平均电流约为多大?
【答案】(1)1 000 m (2)1.5×1012 J (3)5×104 A。