第二章选修31 恒定电流 练习说课材料.docx

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第二章选修31恒定电流练习说课材料

第二章_选修3—1恒定电流练习

高中物理选修3—1

第二章恒定电流

一、导体中的电场和电流

课堂同步

1．下列叙述中，产生电流的条件是（）

A．有自由电子B．导体两端存在电势差

C．任何物体两端存在电压D．导体两端有恒定电压

2．下列说法中正确的有（）

A．导体中电荷运动就形成了电流

B．电流强度的单位是安培

C．电流强度有方向，它是一个矢量

D．一切导体，只要其两端电势差为零，则电流强度就为零

3．对电流概念的正确理解是（）

A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大

B．导体的横截面越大，电流越大

C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大

D．导体中的自由电荷越多，电流越大

4．下列关于电流的说法中，正确的是（）

A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率

B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大

C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器

D．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速

5．金属导体导电是作定向移动，电解液导电是作定向移动，气体导电是和都作定向移动。

6．通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量是（）

A．20CB．50CC．1200CD．2000C

课后巩固

1.下列说法中正确的是（）.

A．电流的方向就是电荷移动的方向

B．在某一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极

C．电流都是由电子的移动形成的

D．电流是有方向的量，所以是矢量

2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为（）.

A．0B．2ne/tC．3ne/tD．4ne/t

3．有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I。

设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）

　　A．nvS△tB．nv△tC．

D．

４．若上题中单位体积的导线中有n个自由电子改为单位长度的导线中有n个自由电子，则正确的答案为（）

提速训练

１.银导线的横截面积S，通以大小为I的电流，设银的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA.若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n=________。

２.电子绕核运动可等效为一环形电流.设氢原子中的电子沿半径为r的圆形轨道运动，已知电子的质量为m，电子的电量为e，则其等效电流的大小等于________.

高考链接

１．来自质子源的质子（初速为0），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。

已知质子的电量为e=1.6×10-19C，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少？

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，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，其中质子数分别为n1和n2，求n1和n2的比值。

２．一个电解槽中，单位体积内的正负离子数都为n，每个离子的带电量为q，正负离子的平均定向速度率都为v，电解槽的横截面积为S，试求通过电解槽的电流强度。

二、电动势

课堂同步

1．下列说法正确的是（）

A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场。

B．在电源的外部负电荷靠电场力由电源的负极流向正极

C．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极

D．在电池中是化学能转化为电势能

2．干电池的电动势为1.5V，这表示（）

A．电路中每通过1C的电量，电源把1.5J的化学能转化为电能

B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能

C．干电池与外电路断开时两极间电势差为1.5V

D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强

3．关于电源电动势，下列说法中正确的是（）

A．同一电源接入不同的电路电动势会发生改变

B．电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压

C．电源电动势表征电源把其它形式的能化为电能本领的物理量，与是否接外电路无关

D．电源电动势与电势差是一回事

4．关于电源的说法，正确的是（）

A．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大

B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功

C．在电源内部从正极到负极电势逐渐提高

D．在电源外部从正极到负极电势逐渐提高

5．蓄电池的电动势是2V，说明电池内非静电力每移动1C的电荷做功，其电势能（填“增加”或“减小”），是能转化为能的过程。

课后巩固

1．电源电动势的大小反映的是（）.

A．电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小

B．电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小

C．电源单位时间内传送电荷量的多少

D．电流做功的快慢.

2．单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量决定于（）

A．电源的电动势

B．通过电源的电流

C．内外电路电阻之和

D．电荷运动一周所需要的时间

3．某电阻两端电压为8V，20s通过的电荷为40C，则此电阻为多大？

20s内有多少电子通过它的横截面积？

4．有几节干电池串联，当移动10C的电荷时非静电力做功为60J，则串联干电池的总电动势是多大？

若给一个用电器供电，供电电流为1A，供电时间为10min，则非静电力做功是多少？

提速训练

1．关于电源电动势，下列说法中正确的（）

A．在电源内部，由负极到正极的方向为电动势正方向

B．在闭合电路中，电动势的正方向与内电路中电流方向相同

C．电动势的正方向是电源内部电势升高的方向

D．电动势是矢量

2．电动势为20V的电源向外供电，已知它在1min时间内移动120C的电荷量，则：

（1）这个回路中的电流是多大？

（2）电源产生了多少电能？

（3）非静电力做的功率是多大？

高考链接

1．某一发电机的电动势为380V，当它与外电路连接成闭合电路时，电路中的电流强度为5A，发电机在1分钟的时间内将多少机械能转化为电能？

发电机做功的功率是多少？

将求得的功率与E、I的乘积相比较。

你能得到什么启发？

三、欧姆定律

课堂同步

1．欧姆定律不适用于（）

A．金属导电B．电解液导电C．稀薄气体导电D．气体导电

2．根据欧姆定律，下列说法正确的是

A．从R=U/I可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比

U

I

0

图2-2

R1

R2

300

600

B．从R=U/I可知，对于某一确定的导体，通过的电流越大，说明导体两端的电压越大

C．从I=U/R可知，导体中的电流跟两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比

D．从R=U/I可知，对于某一确定的导体，所加电压跟通过导体的电流之比是个恒量

U

I

0

图2-3

aS

bS

cS

dS

3.两电阻R1、Ｒ2的电流I和电压U的关系如图2-2所示，可知两电阻R1∶Ｒ2等于

A.1∶３B.３∶１C.１∶

D.

∶１4．有a、b、c、d四个电阻，它们的U—I关系如图2-3所示，则图中电阻最大的是（）

A．aB．bC．cD．d

5．在电阻两端加50V的电压，该电阻10秒内有20C的电量通过横截面，则该电阻的阻值为Ω。

课后巩固

1．下列说法中正确的是（）

A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小

B．当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量

C．通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比

D．导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比

2．鸟儿落在110V的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍安然无恙，这是因为（）

A．鸟有耐高压的天性

B．鸟儿是干燥的，所以鸟体不导电

C．鸟两脚间的电压几乎为零

D．鸟体电阻极大所以无电流通过

U

I

0

AS

I

U

0

BS

U

0

CS

I

U

0

DS

I

图2-4

3．一个标有“220V60W“的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压（U）和电流（I）的关系可用图线表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（）

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量q随时间t变化的图象如图2-5所示，此图象的斜率可表示为（）

t

q

0

图2-5

A．UB．RC．

D．

5.一段导体两端电压是4Ｖ，在2min内通过导体某一横截面积的电量是15C，那么这段导体的电阻应是Ω.

6.人体通过50ｍＡ的电流时，就会引起呼吸器官麻痹.如果人体的最小电阻为800Ω，求人体的安全工作电压.根据以上所给的数据说明：

为什么人体触到220Ｖ的电线时会发生危险，而接触到干电池的两极时却没有感觉?

提速训练

1．加在某段导体两端的电压变为原来的1/3时，导体中电流就减小0.6A；如果所加电压变为原来的2倍时，导体中电流将变为多少？

N

M

图2-6—1

2．如图2-6所示是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度L为50cm左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有电箍MN。

现给你米尺、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键和若干导线。

请你设计一个测定膜层厚度d的实验方案。

（1）实验中应测定的物理量是：

。

（2）在虚线框内用符号画出测量电路图。

（3）计算膜层厚度的公式是。

3．有一小灯泡上标有“6V，0.1A”的字样，现要测量灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：

A．电压表（0～5V，内阻2.0kΩ）

B．电压表（0～10V，内阻3.0kΩ）

C．电流表（0～0.3A，内阻3.0Ω）

D．电流表（0～6A，内阻1.5Ω）

E．滑动变阻器（30Ω，2A）

F．学生电源（直流9V）及开关、导线等

（1）实验中所用的器材为（填字母代号）。

（2）画出实验电路图，要求电压从0开始测量。

高考链接

1．一根长为2m，横截面积为1.6×10-3m2的铜棒，两端电势差为5.0×10-2V，铜棒的电阻为2.19×10-5Ω，铜内自由电子密度为8.5×1029m-3。

求：

（1）通过铜棒的电流

（2）铜棒内的电场强度

（3）自由电子定向移动的速率。

2．如图2-7甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压U时所带电量Q，从而再求出电容器的电容C。

某同学在一次实验时的情况如下：

接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0=490μA，电压表的示数U0=6.0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电压和电流。

断开开关S，同时开始计时，每隔5S（10S）测读一次电流I的值，将测得数据填入表格，并标在图乙坐标纸上（时间t为横坐标、电流i为纵坐标），结果如图中小黑点“．”所示。

（1）在图2-7乙中画出i—t图线。

（2）图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是。

100

200

300

400

500

0

10

20

30

40

50

60

70

i/μA

t/s

图2-7乙

（3）该电容器的电容为：

F

A

V

E

A

F

S

C

R

D

B

图2-7甲

四、串联电路和并联电路

课堂同步

1．三个阻值都为12Ω的电阻,它们任意连接、组合，总电阻可能为（）

A．4ΩB．24ΩC．8ΩD．36Ω

2．下列说法正确是（）

A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零

B．并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻

C．并联电路任一支路电阻增大（其它支路不变）总电阻也增大

D．并联电路任一支路电阻增大（其它支路不变）总电阻一定减少

3．三个电阻之比为R1:

R2:

R3=1:

2:

5，将这三个电阻并联，则通过这三支路的电流强度I1:

I2:

I3之比为（）

A．1:

2:

5B．5:

2:

1C．10:

5:

2D．2:

5:

10

A

B

C

D

E

R1

R2

R3

R4

图2-8

4．如图2-8所示,4只电阻串联于某电路中.已测出UAC=9V，UBD=6V，R2=R4则UAE为（）

A．3VB．7.5V

C．15VD．无法确定

A

B

P

×

图2-9

5．如图2-9所示,AB间电压恒为U,当滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中灯泡上的电压数值是（）

A．一直为UB．一直为0

C．逐渐增大到UD．逐渐增大到0

6．一电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为200Ω。

要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表上（）

A．并联一个200Ω的电阻B．并联一个0.4Ω的电阻

C．串联一个0.4Ω的电阻D．串联一个200Ω的电阻

7．一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（）

A．串联一个10kΩ的电阻B．并联一个10kΩ的电阻

C．串联一个9.5kΩ的电阻D．并联一个9.5kΩ的电阻

R1

R2

R3

图2-10

8．如图2-10所示，R1=8Ω、R2=2Ω、R3=3.2Ω通以电流,各个电阻电压之比U1:

U2:

U3=__________，各电阻电流强度之比I1:

I2:

I3=_________。

A

B

C

D

图2-11

9．如图2-11所示,盒内有一些导线和四个阻值相同的电阻组成的电路,盒外有A、B、C、D四个接线柱,已知两接线柱间阻值有以下关系：

RAB=2RACRCD=2RABRAC=RBD,试在盒内画出电路图.

S1

R1

R2

R3

S2

A

B

图2-12

10．如图2-12所示，求下列几中情况下A、B间的等效电阻。

A．S1S2均断开B．S1合上S2断开

C．S1断开S2合上D．S1S2均合上

课后巩固

1．将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻（）

A．很接近R1而略大于R1B．很接近R1而略小于R1

C．很接近R2而略大于R2D．很接近R2而略小于R2

2．将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2并联起来，则总电阻（）

A．很接近R1而略大于R1B．很接近R1而略小于R1

C．很接近R2而略大于R2D．很接近R2而略小于R2

图2-13

3．把“1.5V0.3A”的电珠接到6V的电源上,为使正常发光,需要串联一只_____Ω的电阻。

4．电阻R1=60Ω和R2串联后，R2上的电压是总电压的2/3，已知总电压为18V，则R2=____ΩR2两端电压____V。

5．如图2-13所示的电路中，UAB=1V，R1=R2=R3=10Ω，那么，电压表的示数为________V，电流表的示数为________A.

6．一电流表的满偏电流为Ig=50μA，内阻Rg=2kΩ，给它并联一个0.02Ω的电阻后，其量程将达到A。

A

C

D

B

R1

R2

R3

R4

图2-14

U

7．将内阻分别为100Ω和80Ω，满偏电流相同的两电流表，通过串联不同的电阻改装成量程相同的电压表，两电压表内阻之比为。

将两电压表串联后去测某一电压，两表示数之比为。

8．如图2-14所示，已知四个电阻阻值完全相同均为R，电压U已知，求干路中的总电流。

R1

R2

R3

R4

R8

R5

R6

R7

A

B

9．如图2-15所示，电路由8个不同电阻构成，已知R1=12Ω，其余未知，测得A、B间总阻为4Ω，若R1变为6Ω，则A、B间电阻变为多大？

图2-15

R1

R2

R3

R4

S

图2-16

10．如图2-16所示电路，电源电压恒定不变为8V，四只电阻的阻值都为3Ω。

求：

（1）总电阻。

（2）R4两端的电压。

提速训练

图2-17

1．如图2-17所示，A、B两点接在恒压电源上，内阻不可忽略的电流表并联，示数分别为2A和3A.若将两只电流表串联起来接入电路中，两只电流表的示数均为4A，那么电路不接入电流表时，流过R的电流是________A.

图2-18

2．如图2-18所示，两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为8V.如果他把电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（）.

图2-19

（A）小于4V（B）等于4V

（C）大于4V小于8V（D）等于或大于8V

3.如图2-19所示电路中，已知I=3A，I1=2A，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则通过电流表的电流方向为向________，电流的大小为________A.

高考链接

图2-20

1．如图2-20所示电路中，4个电阻阻值均为R.电键S闭合时，有质量为m带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间.现在断开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并与该极板碰撞.碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰撞后小球所带电量发生变化，所带电荷的性质与该板所带电荷相同.碰撞后小球恰好能运动至另一极板.设两极板间距离为d，设电源输出电压恒定.问:

（1）电源输出电压多大?

（2）小球与极板碰撞后所带电量q’为多少?

图2-21

2．电阻R1、R2、R3连接成如图2-21所示的电路，放在一个箱中，箱面上有三个接线柱A、B、C，请用多用表和导线设计一个实验，通过在A、B、C的测量，确定各个电阻的阻值.要求写出实验步骤并用所测值表示电阻R1、R2、R3。

五、焦耳定律

课堂同步

1.通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2时，则在时间t内产生的热量为（）

A．4QB．2QC．Q/2D．Q/4

2.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（）

A．Q=UItB．Q=I2RtC．Q=

tD．W=Pt

3．一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机工作时（）.

A．每秒消耗10kw电能B．每秒对外做10kw功

C．每秒消耗10kJ电能D．每秒对外做10kJ功

4.电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是（）.

A．电动机消耗的电能为UItB．电动机消耗的电能为I2Rt

C．电动机线圈产生的热量为I2RtD．电动机线圈产生的热量为U2t/R

5．一台电动机的电阻为4Ω，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min，则电流做功________J.

6．一个用电器上标有“2kΩ，20W”，允许加在这个用电器两端的最大电压为________V，这个用电器允许通过的最大电流为________A.当这个用电器两端加上20V电压时，它实际消耗电流功率为________W.

7．三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是________V，并联时允许通过的最大总电流是________A.

8.一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R=0.5Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A，电动机正常工作10min，求

（1）消耗的电能.

（2）产生的热量.（3）输出的机械能.

课后巩固

1.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内（）

A.由Q=I2Rt可知，电炉的发热量减少B.由Q=UIt可知，电炉的发热量不变

图2-22

C.由Q=

可知，电炉的发热量增加D.无法确定

2．如图2-22所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω.当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是（）.

图2-23

A．I=1.5AB．I＜1.5AC．P=15WD．P＜15W

3.如图2-23所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:

A灯“10V，10W"，B灯"60V，60W”，c灯"40V，40W"，D灯"30V，30W".在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是（）.

A．PB＞PD＞PA＞PCB．PB＞PA＞PD＞PC

C．PB＞PD＞PC＞PAD．PA＞PC＞PD＞PB

4.两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图2-24所示电路中最合理的是图（）.

图2-24

5.有一电热器上标有“220V，40Ω”字样，用这个电热器在额定电压下将质量是2kg、初温度为20℃的水煮沸，若电热器的效率为50%，需要多长时间？

6.一个灯泡L，标有"6V，12W"字样，一台直流电动机D，其线圈电阻为2Ω，把L与D并联，当电动机正常丁作时，灯泡也正常发光.把L与D串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率（假定灯泡电阻保持不变）.

图2-25

7．如图2-25所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω,R=10Ω,U=160V，电压表的读数为110V，求：

（1）通过电动机的电流是多少？

（2）输入到电动机的电功率是多少？

（3）在电动机中发热的功率是多少？

（4）电动机工作1h所产生的热量是多少？

图2-26

8．如图2-26所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源的电动势ε=110V.不计电源电阻及各处的摩擦，当电动机以v=0.9m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，试求电动机线圈的电阻.

提速训练

1．某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转蕊的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s转一转；冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明“2000r／（kW·h）”.该同学还测得冰箱每小时致冷10min，保温50min.每月按30d（天）计.则该冰箱月耗电为_________________（kW·h）（度）。

2．电饭锅工作时有两种状态:

一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态.如图2-27所示是电饭锅电路的示意图，S是用感温材料制造的开关，R1是电阻，R2是供加热用的电阻丝.

图2-27

（1）试判断开关S接通时和断开时，电饭锅分别处于哪种工作状态，说明你的理由.

（2）如果要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的一半，R1/R2应是多大?

3．微型吸尘器的直流电动机的电阻一定，当加在电机上的电压为0.3V时，电机不转，但流过电机的电流为0.3A；当所加电压为2V时，电机正常工作，工作电流为0.8A，求此时电动机输出的有用功率是多少？

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1.某品牌电动自行