高中物理稳恒电流专题训练答案及解析一、稳恒电流专项训练
1．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S020mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路．M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I125A，电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：
xmm6007008009001000120014001600180020002100220023002400
UV395450510590650665682693702715785850905975
⑴绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；⑵求出金属丝的电阻率ρ，并进行比
较．
【答案】（1）如图所示；（2）电阻率的允许范围：
a：096106m110106mb：85106m110107mc：096106m110106m
通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率．【解析】（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随
fOP间距离x变化的图线．
（2）根据电阻定律Rl可得RSUS．
S
lIl
a

65390201061251000600103
m
104106m
b

716502010612520001000103
m

96107m
c

977102010612524002000103
m
104106m
通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率．
2．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。如图所示：一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有
个自由电子，每一个电子电量为e。该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。
（1）求导线中的电流I；（2）有人说“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”。这种说法是否正确，通过计算说明。（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，
定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为j，导线的
电阻率为，试证明：Uj。l
【答案】（1）I
eSv；（2）正确，说明见解析；（3）证明见解析
【解析】
【详解】
（1）电流的定义式IQ，在t时间内，流过横截面的电荷量Q
Svtet
因此I
eSv
（2）这种说法正确。
在电路中，导线中电流做功为：WUIt
在导线中，恒定电场的场强EU，导体中全部自由电荷为q
Sle，l
导线中的恒定电场对自由电荷力做的功：WqEvtqUvt
SelUvt
SevUt
l
l
又因为I
eSv，则WUIt
故“导线中电流r