物理必修 第三册2 导体的电阻优秀课时作业
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一、单选题
1.两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,取sin37°=0.8,cos53°=0.6,则电阻R1与电阻R2的阻值之比为( )
A. 3:4 B. 4:3 C. 9:16 D. 16:9
【答案】 D
【解析】由图像可知
故答案为:D。
2.砷化铌是一种具有较高电导率的纳米材料,据介绍,该材料的电导率是石墨烯的1000倍,电导率δ就是电阻ρ的倒数,即 。下列说法正确的是( )
A. 电导率的单位是
B. 材料的电导率与材料、形状有关
C. 材料的电导率越小,其导电性能越强
D. 电导率大小与温度无关
【答案】 A
【解析】A.根据电阻定律
解得
电导率的单位是
A符合题意;
BD.电阻率与材料、形状无关,与温度有关,根据 ,电导率也与材料、形状无关,与温度有关,BD不符合题意;
C.根据 ,电导率越小,电阻率越大,导电性能越差,C不符合题意。
故答案为:A。
3.如图所示电路中,电源电动势 、内阻 , ,下列说法中正确的是( )
A. 当S闭合时, B. 当S闭合时,
C. 当S断开时, D. 当S断开时,
【答案】 D
【解析】AB.当S闭合时,AB间的电压为路端电压
BC间没有电势差,电压为零,即
AB不符合题意;
CD.当S断开时,电路不通,电路中电流为零,电源的内电压为0,则路端电压等于电源的电动势E,即
由欧姆定律知UAB=0
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
4.如图所示的 图像中,直线 为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻 的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻 连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 的阻值为 B. 电源内阻为
C. 电阻 功率为 D. 电源内阻消耗功率为
【答案】 C
【解析】A.由图象Ⅱ可知,外电阻
A不符合题意;
B.根据 ,由图象I可知,电源电动势
短路电流
电源内阻
B不符合题意;
C.由两图象的交点坐标,可得电源的路端电压为 ,干路电流为 ,电阻 功率
C符合题意;
D.由两图象的交点坐标,流过电阻的电流为 ,电源内部消耗的功率为
D不符合题意。
故答案为:C。
5.如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A. 若两电阻串联接在电路中,电阻R1两端的电压小
B. 若两电阻串联接在电路中,电阻R1上通过的电流小
C. 若两电阻并联接在电路中,电阻R1两端的电压大
D. 若两电阻并联接在电路中,电阻R1上通过的电流小
【答案】 A
【解析】由于I-U图象的斜率表示电阻的倒数,由图可知,图象1的斜率较大,则其对应的电阻R1较小,而电阻R2的阻值较大;
A、根据串联电路的分压特点可知,电阻值大的电阻分担的电压大,所以电阻R1两端电压小,电阻R2的电压大,A符合题意;
B、根据串联电路的电流特点可知,各电阻上的电流是相等的,B不符合题意;
C、根据并联电路的电压特点可知,各电阻上的电压值是相等的,C不符合题意;
D、根据并联电路的电流特点可知,各电阻上的电流与电阻值成反比,所以若两电阻并联接在电路中,电阻值小的电阻R1上通过的电流大,D不符合题意。
故答案为:A。
6.如图所示,电源电动势为4V、内阻为1Ω,将一电阻丝AB接入电路中时,电路中电流为2A,若将电阻丝均匀拉长到原来的3倍后再接入电路,则下列说法正确的是( )
A. 电阻丝的电阻变为3Ω B. 电源的内电压变为1V
C. 电路中电流变为0.4A D. 电路中的路端电压变为3V
【答案】 C
【解析】A.电阻丝原来的电阻
若将电阻丝均匀拉长到原来的3倍,则截面积变成原来的 ,由电阻定律 知,电阻变成原来的9倍,即电阻丝的电阻变成9Ω,A不符合题意;
B C.此时电路中的电流
电源内电压U内=I'r=0.4×1V=0.4V
B不符合题意,C符合题意;
D.电路中的路端电压U=I'R'=0.4×9V=3.6V
D不符合题意。
故答案为:C。
二、填空题
7.如图所示为一个温差电偶电源。这种电源将两种不同的金属铆接在一起,然后两端插入不同温度的水中。这样,两个输出端a和b之间就会产生电势差,从而可以当作电源使用。在a,b之间架设导线(图中未画出),然后发现导线上方的小磁针N极朝着垂直于纸面向外的方向偏转。在实验中,欧姆在a和b之间接入横截面积相同,但长度不同的同种金属丝。然后用扭秤测小磁针的偏转力。将金属丝的长度记为x,小磁针的偏转力记为y。实验结果表明,x和y之间具有如下关系: ,其中p和q为两个参数。进一步,欧姆发现,如果改变温差,参数p就会随之改变,但参数q不变。上面这个式子其实就是闭合电路欧姆定律的原形。根据上述信息和已学知识,我们可以猜想欧姆实验中的y其实正比于________,而参数q则正比于________。(以上两空选填“电流”/“电压”/“电动势”“内阻”)
【答案】 电流;内阻
【解析】金属丝的长度是x,小磁针的偏转力是y,x和y之间的关系是
如果改变温差,参数p就会随之改变,但参数q不变,由于p是电源电动势, 是闭合电路欧姆定律的原形,由闭合电路的欧姆定律可知 其中y其实正比于电流,而参数q则正比于内阻。
8.在“测电源电动势和内阻”的实验中,根据实验数据作出的U—I图如右,由图可知,电源的电动势为E=________V,电源内阻为r=________Ω。
【答案】 1.5;1
【解析】由图示电源U—I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.5,则电源电动势E=1.5V;电源内阻为
9.如图所示电路,电源电动势为4 V,内阻为1 Ω,小灯泡电阻为3 Ω,则开关闭合后,电源内部的电流方向为________(选填“由A到B”或“由B到A”),电流的大小为________ A.
【答案】 由B到A;1
【解析】开关闭合后,电源内部的电流方向为由B到A,根据闭合电路的欧姆定律可知电流的大小为 .
三、解答题
10.电动势刻画了电源把其它形式的能量转化成电能的本领大小。对于闭合电路,请从能量的角度论述说明“电源的电动势等于外电压与内电压之和”。
【答案】 解:由能量守恒可知,电源提供的电能转化为电路中用电器产生的热量,即 得
即为
【解析】电源提供的电能转化为用电器的内阻,利用能量守恒定律可以导出电动势等于内外电压之和。
11.在如图所示的电路中,电阻 , , ,当电键K断开时,电压表示数为 ,当K闭合时电压表示数为 ,求:电源的电动势E和内电阻r。
【答案】 解:当电键K断开时, 和 串联,路端电压
外电路总电阻
由闭合电路欧姆定律得
代入数据得E=3+r
当电键K闭合时, 短路, 和 并联路端电压为
外电路总电阻
由闭合电路欧姆定律得
代入数据得E=1.8+1.2r
联立解得E=9V
r=6Ω
【解析】当电键断开时,利用串并联的特点可以求出等效的总电阻,结合闭合电路的欧姆定律可以导出电动势和内阻的表达式,当电键闭合时,同理可以得出电动势和内阻的表达式,两式联立可以求出电动势和内阻的大小。
12.一个电源接8Ω电阻时,通过电源的电流为0.15A,接13Ω电阻时,通过电源的电流为0.10A,求电源的电动势和内阻.
【答案】 解:根据闭合电路欧姆定律 ,有: ,
解得:E=1.5V, r=2Ω
【解析】已知电路中电流和外电阻的大小,结合闭合电路的欧姆定律可以求出电动势和内阻的大小。
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