2024版高中同步新教材必修第三冊人教物理備課資源　電源和電流含答案

2024版高中同步新教材必修第三冊人教物理備課資源第十一章電路及其應(yīng)用1電源和電流基礎(chǔ)過關(guān)練題組一對電源的理解1.(2022江蘇連云港海頭中學(xué)月考)下列說法正確的是()A.電源的作用是使電路中產(chǎn)生電荷B.電源的作用是使電路中的電荷發(fā)生定向移動C.只要電路中有電源,電路中就會形成持續(xù)電流D.導(dǎo)線中的電場是由電源兩極在空間直接形成的題組二電流的理解及計算2.(2022山東棗莊八中月考,改編)下列關(guān)于電流的說法正確的是()A.電荷的移動形成電流B.金屬導(dǎo)體中電流方向是自由電子定向移動的方向C.電流既有大小又有方向,所以電流是矢量D.由I=qt可知,電流越大,3.(2023陜西西安西北大學(xué)附屬中學(xué)期中)在某一示波管中,電子槍在2s內(nèi)連續(xù)發(fā)射了6×1013個電子,已知一個電子的電荷量為-1.60×10-19C,則該示波管中電子運動形成的電流大小為()A.4.8×10-6AB.3×10-13AC.9.6×10-6AD.3×10-6A4.(2023廣東廣州六中期中)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,大量電子從地面流向云層。放電過程的平均電流為I,持續(xù)時間為t,電子的電荷量為e,則下列說法正確的是()A.放電過程中,云層的電勢比地面的電勢低B.放電電流的方向由云層指向地面C.此次放電流過地面的電荷量為IteD.此次放電從地面流向云層的電子數(shù)量為It5.(2023安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)如圖,在氯化鈉溶液中,Na+和Cl-做定向移動,在t時間內(nèi),分別有n1個Na+和n2個Cl-通過溶液內(nèi)部的橫截面M。已知元電荷為e,則溶液中的電流大小為()A.(C.(題組三電池容量6.(2023北京豐臺期中)某手機說明書的部分內(nèi)容如下表所示,若用該手機播放視頻,可以播放約20小時。下列說法正確的是()……手機類型智能手機、4G手機屏幕分辨率1920×1080像素電池容量4000mA·h電池類型不可拆卸式電池待機時間約22天……A.充滿電時電池可儲存的最大能量為4JB.充滿電時電池可儲存的最大電荷量為4CC.播放視頻時電流約為200mAD.待機狀態(tài)時電流約為6.7A能力提升練題組一等效電流的計算1.(2022河北石家莊二中月考)如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻地帶有負電荷,單位長度內(nèi)電荷量為q,當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.vqB.q2.(2023重慶八中適應(yīng)性檢測)如圖所示,一段截面積為S、長度為l的圓弧形橡膠棒,均勻帶有負電荷,圓弧的半徑為R,橡膠棒單位長度所帶的電荷量為q,當此棒繞垂直于圓弧平面過圓心的軸、沿順時針方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,由于棒的運動而形成的環(huán)形等效電流的大小和方向為()A.大小為ωql2π,B.大小為ωql2π,C.大小為ωqlS2π,D.大小為ωqlR2π,3.(2022湖南益陽箴言中學(xué)月考)電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流,設(shè)氫原子中的電子沿半徑為r的圓形軌道運動,已知電子的質(zhì)量為m,電子的電荷量為e,靜電力常量為k,則等效電流的大小為()A.eC.e題組二電流微觀表達式的應(yīng)用4.(2023北京通州期中)已知銅棒的截面積為S,密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,電子電荷量為e,若通過銅棒的電流為I,并認為銅棒中每一個銅原子貢獻一個自由電子,則銅棒中自由電子定向移動的速率為()A.IMC.IMS5.(2022重慶萬州第二高級中學(xué)月考)某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進行治療。在這種療法中,為了能讓質(zhì)子進入癌細胞,首先要實現(xiàn)質(zhì)子的高速運動,該過程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來實現(xiàn)。質(zhì)子先被加速到較高的速度,然后轟擊腫瘤并殺死癌細胞。如圖所示,來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后,形成細柱形的質(zhì)子流。已知細柱形的質(zhì)子流橫截面積為S,等效電流為I;質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為e。那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是()A.IC.IeS答案與分層梯度式解析第十一章電路及其應(yīng)用1電源和電流基礎(chǔ)過關(guān)練1.B2.D3.A4.BD5.A6.C1.B導(dǎo)體中存在自由電荷,電源的作用是使正負電荷分開,電源正極聚集正電荷,負極聚集負電荷,電源兩端產(chǎn)生電壓,使電路中電荷定向移動形成電流,A錯誤,B正確;電路中有電源,且電路閉合,電路中才會形成持續(xù)的電流,C錯誤;導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的,D錯誤。2.D只有電荷的定向移動才能形成電流,A錯誤;金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反,B錯誤;電流雖然有方向,但電流的運算并不遵循平行四邊形定則,所以電流是一個標量,C錯誤;由I=qt可知,電流的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量,3.A6×1013個電子總電荷量大小為q=6×1013×1.60×10-19C=9.6×10-6C,電子運動形成的電流大小為I=qt=4.8×10-6A,4.BD放電過程中,電子由地面流向云層,即電子所受的電場力由地面指向云層,由于電子帶負電,電場力的方向與電場強度的方向相反,故云層的電勢比地面的電勢高;電流的方向與負電荷定向移動的方向相反,故放電電流的方向由云層指向地面,A錯誤,B正確。此次放電過程中流過地面的電荷量為q=It,則從地面流向云層的電子的數(shù)量為n=qe=Ite5.A由于Na+和Cl-在電場力的作用下沿相反方向運動,而電流的方向與正電荷定向移動的方向相同,與負電荷定向移動的方向相反,所以由圖可知Na+移動產(chǎn)生的電流方向為A→B,而Cl-由B→A移動,產(chǎn)生的電流方向也為A→B,故時間t內(nèi)通過橫截面的電荷量為兩種離子的電荷量絕對值之和,故電流大小為I=qt=方法技巧不同導(dǎo)體中電流的計算方法(1)金屬導(dǎo)體中的自由電荷只有自由電子,運用I=qt計算時,q(2)電解液中的自由電荷是正、負離子,若正、負離子定向移動的方向相反,運用I=qt計算時,q(3)處于電離狀態(tài)的氣體中的自由電荷既有正、負離子,也有自由電子,若正、負電荷沿相反的方向定向移動,利用公式求氣體導(dǎo)電電流時,q應(yīng)是三種帶電粒子通過橫截面的電荷量的絕對值之和。6.C根據(jù)q=It,可知充滿電時電池可儲存的最大電荷量為q=4×3600C=14400C,由于不知道電壓,故無法計算可儲存的最大能量,A、B錯誤;用該手機播放視頻時電流為I'=qt'=1440020×3600A=0.2A=200mA,C正確;待機狀態(tài)時電流為I″=qt″=14400能力提升練1.A2.B3.A4.A5.D1.A經(jīng)過時間t,通過右端橫截面的電荷量Q=qvt,根據(jù)I=Qt得I=vq,2.B棒沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,每轉(zhuǎn)一圈通過橫截面的電荷量為Q=ql,所用的時間為t=2πω,根據(jù)電流的定義式I=Qt可得到等效電流為I=ωql2π;3.A電子繞核做圓周運動,由庫侖定律和牛頓第二定律可得ke2r2=m4π2T2r,根據(jù)4.A設(shè)銅棒中自由電子定向移動的速率為v,銅棒的質(zhì)量為m,體積為V,則單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n=mMVNA=ρNAM,根據(jù)電流的微觀表達式I5.D質(zhì)子在加速電場中加速,有Ue=12mv2,根據(jù)電流的微觀表達式I=nqSv,解得n=IeS易錯警示利用I=nqSv分析問題應(yīng)注意的三個方面(1)各個物理量都要用國際單位制單位。(2)正確理解各符號的意義,特別是n表示導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),v表示自由電荷定向移動速度的大小。(3)若已知單位長度的自由電荷數(shù)為n,則電流的微觀表達式為I=nqv。第十一章電路及其應(yīng)用2導(dǎo)體的電阻基礎(chǔ)過關(guān)練題組一對R=UI1.(2022山東泰安月考)對于下列表達式理解正確的是()A.從R=UI可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,B.從U=IR可知,導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻成正比C.從I=UR可知,導(dǎo)體中的電流跟加在它兩端的電壓成正比,D.從R=UI可知,導(dǎo)體兩端的電壓為零時,2.(2022山東煙臺月考)某同學(xué)對四個電阻各進行了一次測量,把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在平面直角坐標系中描點,得到了圖中A、B、C、D四個點。則關(guān)于這四個電阻的大小關(guān)系正確的是()A.RA=RB>RC=RDB.RA=RC>RB=RDC.RA>RB=RC>RDD.RA>RB>RC>RD題組二實驗:影響導(dǎo)體電阻大小的因素3.“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系”的實驗電路如圖所示,a、b、c、d是四種不同的金屬絲?，F(xiàn)有幾根康銅合金絲和鎳鉻合金絲,其規(guī)格如下表所示。編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.80.8B鎳鉻合金0.50.5C鎳鉻合金0.30.5D鎳鉻合金0.31.0E康銅絲0.30.5F康銅絲0.80.8(1)電路圖中a、b、c、d四根金屬絲應(yīng)分別選上表中的(用編號表示);

(2)在相互交流時,有位同學(xué)提出用如圖所示的電路,只要將圖中P端分別和觸點1、2、3、4相接,讀出電流,利用電流跟電阻成反比的關(guān)系,也能探究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系,你認為上述方法是否正確,并說出理由。

題組三電阻定律4.(2022河南洛陽聯(lián)考)兩根同種材料制成的導(dǎo)線,橫截面積之比為3∶2,長度之比為3∶1,則它們的電阻之比為()A.9∶2B.2∶9C.1∶2D.2∶15.(2022湖南益陽聯(lián)考)如圖所示,某用電器與電源距離為l,線路上的電流為I,若要求線路上的電勢差不超過U,已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ,那么該輸電導(dǎo)線的橫截面積的最小值是()A.ρl6.(2023遼寧六校協(xié)作體聯(lián)考)一根細橡膠管中灌滿鹽水,兩端用短粗銅絲塞住管口,管中鹽水柱長為30cm時,測得電阻為R,若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同,現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至40cm(鹽水的體積不變,仍充滿橡膠管),則鹽水柱的電阻為()A.347.(2023山東鄆城第一中學(xué)期中)如圖所示為某種金屬材料制成的均勻長方體元件,該元件的長為2L,寬為0.8L,高為0.6L。當電流分別沿ab和cd方向流入時,其電阻之比Rab∶Rcd為()A.3∶100B.100∶3C.9∶100D.100∶9題組四導(dǎo)體的電阻率8.(2021江蘇泰州中學(xué)檢測)關(guān)于電阻率,下列說法中正確的是()A.電阻率反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,電阻率越大,導(dǎo)電性能越好B.電阻率大的導(dǎo)體,電阻一定大C.用來制作標準電阻的材料的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化D.電阻率與導(dǎo)體的長度和橫截面積無關(guān)9.(2023山西運城教育發(fā)展聯(lián)盟聯(lián)考)隨著居民生活水平的提高,純凈水已經(jīng)進入千家萬戶。某市對市場上售出的純凈水質(zhì)量進行了抽測,檢測樣品的電導(dǎo)率(電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù),是檢驗純凈水是否合格的一項重要指標),來判斷純凈水是否合格。下列說法正確的是()A.電導(dǎo)率的單位是Ω-1B.任何材料的電導(dǎo)率的大小均與溫度無關(guān)C.不合格的純凈水的電導(dǎo)率偏大D.材料的電導(dǎo)率越小,其導(dǎo)電性能越強10.(2023河南中原名校聯(lián)考)甲、乙為不同材料制成的兩個長方體金屬導(dǎo)電板,長、寬、高分別為a、b、c,其中a>b>c,如圖,它們的外形完全相同?，F(xiàn)將甲、乙兩金屬導(dǎo)電板按下圖兩種方式先后接入同一電路中,若回路中的電流相同,那么甲、乙兩金屬導(dǎo)電板的電阻率之比為()A.ac11.(2023河南創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟聯(lián)考)有一種“電測井”技術(shù),用鉆頭在地上鉆孔,在鉆孔中進行電特性測量,可以反映地下的有關(guān)情況。一鉆孔如圖所示,其形狀為圓柱狀,半徑為r=10cm,將鉆孔里充滿濃度均勻的鹽水,其電阻率ρ=0.314Ω·m,現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓(可認為鉆孔與周圍絕緣),測得U=100V,I=100mA,則該鉆孔的深度h約為()A.50mB.80mC.100mD.120m能力提升練題組一伏安特性曲線1.(2021江蘇南通調(diào)研)某學(xué)習(xí)小組描繪了三種電學(xué)元件的伏安特性曲線,如圖甲、乙所示,則()甲乙A.圖甲中,電學(xué)元件A的阻值隨電壓的增大而增大B.圖甲中,兩電學(xué)元件阻值的關(guān)系為RB>RAC.圖乙中,電學(xué)元件為線性元件D.圖乙中,電學(xué)元件所加正向電壓大于0.75V時,其阻值隨電壓的增大而減小2.(2022山東德州夏津第一中學(xué)期中)如圖所示是電阻R的I-U圖像,圖中α=45°,由此可得出()A.歐姆定律適用于該元件B.電阻R=0.5ΩC.因I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),故R=1tanD.在R兩端加上6V的電壓時,每秒通過電阻橫截面的電荷量是2C3.(2023廣東廣州市第十六中學(xué)期中)圖中的實線分別是電阻a、b的伏安特性曲線,虛線c是曲線b在U=1V時的切線,a、c相互平行,下列說法正確的是()A.U=1V時,b的電阻為5ΩB.U=1V時,a、b的電阻相等C.b的電阻隨電壓的升高而增大D.U=3V時,a、b并聯(lián)后的總電阻為2.5Ω題組二電阻定律與歐姆定律的綜合應(yīng)用4.P234定點1兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y,x長為1m,y長為2m,將它們串聯(lián)在電路中時,沿長度方向電勢的變化如圖所示,則x、y導(dǎo)線的橫截面積之比為()A.2∶3B.1∶3C.1∶2D.3∶15.(2023廣東廣州執(zhí)信中學(xué)期中)如圖甲,一長方體導(dǎo)電材料的長、寬、高分別為a、b、c,且a>b>c,通入沿PQ方向的電流時,導(dǎo)電材料兩端的電壓U與通過的電流I的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A.導(dǎo)電材料兩端電壓為10V時,其電阻為10ΩB.隨著電壓的增大,導(dǎo)電材料的電阻增大C.隨著電壓的增大,導(dǎo)電材料的導(dǎo)電能力變差D.該導(dǎo)電材料沿PQ方向通電時比沿MN方向通電時電阻大

答案與分層梯度式解析第十一章電路及其應(yīng)用2導(dǎo)體的電阻基礎(chǔ)過關(guān)練1.C2.C4.D5.B6.D7.C8.CD9.C10.C11.C1.CR=UI是電阻的定義式,導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的特性決定,與電流、電壓無關(guān),A、D錯誤;從U=IR可知,只有通過導(dǎo)體的電流I一定時,導(dǎo)體兩端的電壓才與導(dǎo)體的電阻成正比,B錯誤;根據(jù)歐姆定律I=UR可知,導(dǎo)體中的電流跟加在它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比2.C由U=IR知U-I圖線的斜率表示導(dǎo)體的電阻,分別作A、B、C、D四個點與原點的連線,可知RA>RB=RC>RD,選項C正確。3.答案(1)C、B、D、E(2)不正確,因為P端分別和觸點1、2、3、4相接時,電阻兩端的電壓不一定相同解析(1)C和B材料相同、橫截面積相同,長度不同;C和D材料相同、長度相同,橫截面積不同;C和E長度相同、橫截面積相同,材料不同。選用C、B、D、E四根金屬絲能用控制變量法完成研究。(2)接不同的電阻時,電阻分得的電壓不同,無法保證電流與電阻成反比,不能完成探究。4.D兩根導(dǎo)線制作材料相同,即ρ1=ρ2,橫截面積之比S1S2=32,長度之比l1l2=315.B由歐姆定律及電阻定律可得R=UI=ρ2lS,6.D將管中鹽水柱均勻拉長時,鹽水的體積不變,則鹽水柱的橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,根據(jù)電阻定律有R=ρ30cmS,R'=ρ40cm34S,解得R'方法技巧根據(jù)電阻定律判斷電阻的變化規(guī)律某一導(dǎo)體形狀改變后,討論其電阻變化要抓住兩點:①電阻率不變;②總體積不變。由V=lS可知l和S的關(guān)系,在ρ、l、S都確定后,應(yīng)用R=ρlS7.C當電流沿ab方向流入時,由電阻定律可得Rab=ρ0.6L0.8L×2L=3ρ8L;當電流沿cd方向流入時,由電阻定律可得Rcd=ρ2L0.8易錯警示應(yīng)用公式R=ρlS一定幾何形狀的導(dǎo)體,電阻的大小與其接入電路的方式有關(guān),l是沿電流方向的導(dǎo)體長度,S是垂直于電流方向的橫截面積。8.CD電阻率反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,電阻率越小,導(dǎo)電性能越好,A錯誤;導(dǎo)體的電阻與電阻率、長度和橫截面積都有關(guān),可知電阻率大的導(dǎo)體,電阻不一定大,B錯誤;用來制作標準電阻的材料的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化,C正確;電阻率與導(dǎo)體的材料、溫度有關(guān),與導(dǎo)體的長度和橫截面積無關(guān),D正確。9.C根據(jù)電阻定律R=ρLS,解得ρ=RSL,可知電阻率的單位為Ω·m,電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù),則電導(dǎo)率的單位是Ω-1·m-1,A錯誤;金屬材料的電阻率與溫度有關(guān),金屬材料的電導(dǎo)率的大小也與溫度有關(guān),B錯誤;不合格的純凈水中含有較多的離子,導(dǎo)電能力好,電阻率小,電導(dǎo)率偏大,C正確;材料的導(dǎo)電性能越強,電阻率越小,電導(dǎo)率越大10.C設(shè)甲、乙兩種金屬的電阻率分別為ρ1、ρ2,根據(jù)電阻定律可得,導(dǎo)電板接入電路的電阻分別為R1=ρ1cab,R2=ρ2abc,兩金屬板先后接入同一電路中,回路中的電流相同,則R1=R2,可得ρ11.C依題意,可得鹽水柱的電阻R=UI=100V0.1A=1000Ω,由電阻定律得R=ρhS,S=πr2=3.14×10-2m2