电流 电阻 电功 电功率
对点训练:电流及其三个表达式的应用
1.在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即f=kv(k是常量),则该导体的电阻应该等于( )
A.C.
kl neSkS nelB.D.
kl ne2SkS ne2lUlkvl,导体中的电流I=neSv,e解析:选B 电子定向移动,由平衡条件,kv=e,则U=电阻R==Ukl,选项B正确。
Ine2S2. (多选)(2015·枣庄期末检测)如图1所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是( )
图1
A.R1中的电流小于R2中的电流 B.R1中的电流等于R2中的电流
C.R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率 D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率 解析:选BD 设正方形的边长为L、厚度为d,则I=,R=ρ=ρ
URLSLL·dρ
=,得I=
dUdρ
,故R1、R2中的电流相等,A错误,B正确。由I=nqSv=nqLdv得,L大则v小,C错误,
D正确。
3. (2015·安徽高考)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( )
1
图2
mv2
A. 2eLC.ρnev
解析:选C 由电流定义可知:I==mv2SnB. eD.ρev SLqnvtSe=neSv,
ttLS由欧姆定律可得:U=IR=neSv·ρ=ρneLv, 又E=,故E=ρnev,选项C正确。 对点训练:电阻及电阻定律的应用
4.(多选)如图3是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的R-I图像。现将甲、乙串联后接入电路中,则( )
UL
图3
A.甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小 B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大
C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少 D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
解析:选BC 将甲、乙串联接入电路中,电流相等,由题图知,甲电阻大于乙电阻,由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率,B正确;由I=知甲两端的电压比乙大,A错误;根据Q=IRt,知乙产生的焦耳热少,C正确;由P=IR知甲消耗的电功率比乙大,D错误。
5.(多选)电位器是变阻器的一种,如图4所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯泡的亮度,下列说法正确的是( )
2
2
UR
图4
A.串接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 B.串接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮
2
C.串接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 D.串接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮
解析:选AD 根据电位器结构和连线可知:串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗,A正确;同理,D正确;串接A、C时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变,故B、C错误。
6.如图5所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ab边长为L1,ad边长为L2。当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时,导体的电阻分别为R1、R2,则R1∶R2为( )
图5
A.L1∶L2 C.L1∶L2
2
2
B.L2∶L1 D.L2∶L1
2
2
解析:选C 设电阻板厚度为h,由电阻定律有R1=ρ
L1L22
,R2=ρ,所以R1∶R2=L1∶hL2hL1
L22,故C正确。
对点训练:欧姆定律、伏安特性曲线的应用
7.如图6所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )
图6
A.a代表的电阻丝较粗 B.b代表的电阻丝较粗
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
解析:选B b图线的斜率大,表示电阻小,由电阻定律R=ρ,可知b代表的电阻丝较粗,选项B正确,A、C错误;电阻是导体本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项D错误。
8.某一导体的伏安特性曲线如图7中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )
lS 3