基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一 電流
1.(2022廣東普寧華僑中學(xué)期中)在圖示的導(dǎo)電液體池中,測得在4秒鐘內(nèi)共有8庫侖正電荷和8庫侖的負(fù)電荷沿著相反方向通過池的豎直截面OO',則電路中電流表指示的讀數(shù)應(yīng)為( )
A.0 B.2 A C.4 A D.8 A
2.(2021吉林白城期中)在示波管中,電子槍2 s內(nèi)發(fā)射了6×1013個電子,則示波管中電流的大小為( )
A.4.8×10-6 A B.3×10-13 A
C.9.6×10-6 A D.3×10-6 A
3.(2020遼寧協(xié)作校聯(lián)考)閃電是云與云之間、云與大地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強烈放電現(xiàn)象。若某次閃電是在云與大地之間發(fā)生的,在放電時間t內(nèi)有n個電子從地面向云層移動,電子的電荷量為e,則下列說法正確的是( )
A.該次閃電的放電電流為ent,方向由地面指向云層
B.該次閃電的放電電流為ent,方向由云層指向地面
C.該次閃電的放電電流為net,方向由地面指向云層
D.該次閃電的放電電流為net,方向由云層指向地面
題組二 導(dǎo)體的伏安特性曲線
4.(2022遼寧沈陽月考)如圖所示是某導(dǎo)體的I-U圖像,圖中α=45°,下列說法正確的是( )
A.通過該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比
B.I-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù),所以R=1tan45° Ω=1 Ω
C.此導(dǎo)體的電阻R=0.5 Ω
D.在該導(dǎo)體兩端加6 V電壓時,每秒通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是2 C
5.(2020黑龍江、吉林兩省十校期中聯(lián)考)某元件的一段伏安特性曲線如圖所示,當(dāng)通過元件的電流由0.20 A變?yōu)?.30 A時,元件電阻變化了( )
A.5 Ω B.10 Ω
C.15 Ω D.20 Ω
能力提升練
題組一 等效電流的計算
1.(2021江西宜春月考)如圖所示,
一根橫截面積為S的長直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷,每米橡膠棒所帶電荷量為q,當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時,由于棒運動而形成的等效電流大小為( )
A.vq B.qv C.qvS D.qvS
2.(2022山東聊城陽谷二中月考)安培提出了著名的分子電流假說,根據(jù)這一假說,電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流。設(shè)帶電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時針方向做半徑為r的勻速圓周運動,其等效電流I的大小和方向分別為( )
A.ev2πr 順時針 B.ver 順時針
C.ve2πr 逆時針 D.ver 逆時針
題組二 電流微觀表達式的應(yīng)用
3.(2020河南濮陽期末)在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場,設(shè)其初速度為零,經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m,則在剛射出加速電場時,一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是( )
A.IΔleSm2eU B.IΔlem2eU
C.IeSm2eU D.ISΔlem2eU
4.(2021山東六校聯(lián)考)一根導(dǎo)線的橫截面積為S,已知該導(dǎo)線材料的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,電子電荷量為e,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,設(shè)每個原子只提供一個自由電子,該導(dǎo)線中自由電子定向移動速率為v,則通過的電流為( )
A.NAevρSM B.NAevSρM C.evSρMNA D.NAevSρM
題組三 實驗:測量小燈泡的伏安特性曲線
5.(2021山西臨汾期中)在描繪一個標(biāo)有“3 V,1.8 W”的小燈泡的伏安特性曲線實驗中,要求燈泡兩端的電壓能從零開始逐漸增加到3 V。
(1)實驗電路圖應(yīng)選擇圖中的 。
(2)請按(1)中選擇的電路圖,連接如圖實物間的連線。
(3)接通開關(guān),改變滑動變阻器滑片的位置,并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖所示,電流表示數(shù)為 A,電壓表示數(shù)為
V,此時小燈泡的電阻R= Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),畫出小燈泡的I-U圖像如圖所示。由圖可知,當(dāng)小燈泡兩端的電壓增加時,小燈泡的電阻將 (選填“增大”或“減小”)。
答案全解全析
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.C 由題意可知,導(dǎo)電液體中正、負(fù)離子同時定向移動,則根據(jù)電流定義可得I=Qt=(8+8)C4s=4 A,所以電路中電流表指示的讀數(shù)應(yīng)為4 A,故選C。
2.A 每個電子的電荷量大小為e=1.6×10-19 C,6×1013個電子的總電荷量為q=6×1013×1.6×10-19 C=9.6×10-6 C,則示波管中電流大小為I=qt=9.6×10-62 A=4.8×10-6 A,選項A正確。
3.D 閃電在云與大地之間發(fā)生,在放電時間t內(nèi)有n個電子從地面向云層移動,由電流的定義式可得I=Qt=net,規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向,放電過程電子從地面向云層移動,由于電子帶負(fù)電,因此電流的方向從云層指向地面,選項D正確。
4.A 由題圖可知,通過該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比,故A正確;I-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù),當(dāng)物理量所取單位不同時,則圖線傾角不同,所以電阻不能通過傾角正切值求得,故B錯誤;由公式R=UI,結(jié)合圖線可得此導(dǎo)體的電阻R=UI=2 Ω,故C錯誤;根據(jù)I-U圖像可知,在此導(dǎo)體兩端加6 V電壓時,電流I=UR=3 A,則每秒通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q=It=3 C,故D錯誤。
5.A 由題圖可知,當(dāng)電流I1=0.20 A時,元件兩端電壓U1=3 V,R1=U1I1=30.20 Ω=15 Ω,當(dāng)電流I2=0.30 A時,元件兩端電壓U2=6 V,R2=U2I2=60.30 Ω=20 Ω,所以當(dāng)通過元件的電流由0.20 A變?yōu)?.30 A時,元件電阻變化了ΔR=R2-R1=5 Ω,選項A正確。
能力提升練
1.A 在運動方向上取一橫截面,則在t時間內(nèi)通過該橫截面的電荷量為Q=vt·q,等效電流I=Qt=vq,選項A正確,B、C、D錯誤。
2.C 電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流,電子的運動周期為T=2πrv,根據(jù)電流的定義式得電流I=qt=eT=ve2πr,因為電子帶負(fù)電,所以電流方向與電子定向移動方向相反,即沿逆時針方向,故C正確。
3.B 設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n,對電子加速過程應(yīng)用動能定理有eU=12mv2,則電子剛射出電場時定向移動速度v=2eUm,由電流的微觀表達式I=nSqv得n=ISqv=ISem2eU,Δl內(nèi)的電子數(shù)為N=n·ΔlS=IΔlem2eU,故B正確。
4.D 設(shè)該導(dǎo)線中自由電子從一端定向移動到另一端所用時間為t,對導(dǎo)線進行研究,導(dǎo)線的體積為V=Svt,導(dǎo)線的質(zhì)量為m=ρV,每個原子只提供一個自由電子,則原子數(shù)與自由電子數(shù)目相等,則自由電子的數(shù)目為n=mMNA,t時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q=ne,則電流為I=qt,聯(lián)立可得I=NAevSρM,選項D正確。
5.答案 (1)乙 (2)圖見解析 (3)0.50 2.60 5.2 (4)增大
解析 (1)燈泡正常發(fā)光時的電阻較小,所以電流表采用外接法,本實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié),所以滑動變阻器采用分壓式接法,因此實驗電路應(yīng)選乙。
(2)實驗電路實物連接圖如圖所示:
(3)電流表選擇0~0.6 A量程,每一小格表示0.02 A,根據(jù)表針的位置可知電流表的示數(shù)為0.50 A。電壓表選擇0~3 V量程,每一小格是0.1 V,則電壓表示數(shù)為2.60 V。此時小燈泡的電阻R= Ω=5.2 Ω。
(4)根據(jù)題圖可知,I-U圖像上的點與坐標(biāo)原點連線的斜率越來越小,說明電阻越來越大,所以當(dāng)小燈泡兩端的電壓增加時,小燈泡的電阻將增大。

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第一節(jié) 導(dǎo)體的伏安特性曲線

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