2023-2023學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理教科版選修3-1練習(xí)：第二章 第2節(jié) 電阻定律

第頁第2節(jié)電阻定律1．本節(jié)探究導(dǎo)體的電阻與________、____________、________之間的關(guān)系時(shí)，采用____________的實(shí)驗(yàn)方法．測(cè)長(zhǎng)度所用儀器是________，要測(cè)橫截面積，需先測(cè)量其直徑，用________________進(jìn)行測(cè)量，也可用________法進(jìn)行測(cè)定．2．電阻率ρ是一個(gè)反映導(dǎo)體____________的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小________，它的單位是：____________，國(guó)際符號(hào)____________．而電阻R反映的是導(dǎo)體的屬性，與導(dǎo)體的________、____________、________有關(guān)．3．電阻率的計(jì)算公式為____________，各種材料的電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的____________________________________________________________________________________________的導(dǎo)體的電阻．4．兩種材料不同的電阻絲，長(zhǎng)度之比為1∶5，截面積之比為2∶3，電阻之比為2∶5，那么材料的電阻率之比為________．5．一粗細(xì)均勻的鎳鉻絲，截面直徑為d，電阻為R.把它拉制成直徑為d/10的均勻細(xì)絲后，它的電阻變?yōu)?)A．R/1000B．R/100C．100RD．10000R【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一電阻和電阻率的理解1．關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的選項(xiàng)是()A．由R＝ρeq\f(l,S)知，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度l、電阻率ρ成正比，與橫截面積S成反比B．由R＝eq\f(U,I)可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比C．將一根導(dǎo)線一分為二，那么半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一D．某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象．發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，溫度不為絕對(duì)零度2．以下關(guān)于電阻率的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()A．金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大B．常用的導(dǎo)線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的C．材料的電阻率取決于導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長(zhǎng)度D．半導(dǎo)體和絕緣體材料的電阻率隨溫度的升高而減小知識(shí)點(diǎn)二電阻定律R＝ρeq\f(l,S)的應(yīng)用3．一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)，通過的電流是I，假設(shè)將此導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?)A．U/2B．UC．2UD．4U4．一根粗細(xì)均勻的金屬裸導(dǎo)線，假設(shè)把它均勻拉長(zhǎng)為原來的3倍，電阻變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？假設(shè)將它截成等長(zhǎng)的三段再絞合成一根，它的電阻變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲?設(shè)拉長(zhǎng)與絞合時(shí)溫度不變)【方法技巧練】一、用電阻公式和歐姆定律相結(jié)合解決有關(guān)問題5．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍，把另一根對(duì)折后絞合起來，然后給它們分別加相同電壓后，那么在同一時(shí)間內(nèi)通過它們的電荷量之比為()A．1∶4B．1∶8C．1∶16D．16∶二、導(dǎo)體電阻率的測(cè)定方法6．用伏安法測(cè)量電阻R的阻值，并求出電阻率ρ.給定電壓表(內(nèi)阻約為50kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為40Ω)、滑動(dòng)變阻器、電源、電鍵、待測(cè)電阻R(約為250Ω)及導(dǎo)線假設(shè)干．圖1(1)畫出測(cè)量R的電路圖．(2)圖1中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；求出的電阻值R＝________(保存3位有效數(shù)字)．(3)待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑，結(jié)果分別如圖2、圖3所示，由圖可知其長(zhǎng)度為________，直徑為________．圖2圖3(4)由以上數(shù)據(jù)可以求出ρ＝________(保存3位有效數(shù)字)．1．導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，以下表述正確的選項(xiàng)是()A．橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B．長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C．電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比D．電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比2．關(guān)于電阻的計(jì)算式R＝eq\f(U,I)和決定式R＝ρeq\f(l,S)，下面說法正確的選項(xiàng)是()A．導(dǎo)體的電阻與其兩端電壓成正比，與電流成反比B．導(dǎo)體的電阻僅與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積和材料有關(guān)C．導(dǎo)體的電阻隨工作溫度變化而變化D．對(duì)一段一定的導(dǎo)體來說，在恒溫下比值eq\f(U,I)是會(huì)變的，導(dǎo)體的電阻隨U或I的變化而變化3．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．超導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用幾乎等于零B．金屬電阻率隨溫度的升高而增大C．用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻的錳銅合金和鎳銅合金的電阻率不隨溫度的變化而變化D．半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大4．一根阻值為R的均勻電阻絲，長(zhǎng)為l，橫截面積為S，設(shè)溫度不變，在以下哪些情況下其阻值仍為R()A．當(dāng)l不變，S增大一倍時(shí)B．當(dāng)S不變，l增大一倍時(shí)C．當(dāng)l和S都減為原來的eq\f(1,2)時(shí)D．當(dāng)l和橫截面的半徑都放大一倍時(shí)5．如圖4所示，均勻的長(zhǎng)方形薄片合金電阻板abcd，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，當(dāng)端點(diǎn)1、2或3、4接入電路時(shí)，R12∶R34是()圖4A．L1∶L2B．L2∶L1C．1∶1D．Leq\o\al(2,1)∶Leq\o\al(2,2)6．一只白熾燈泡，正常發(fā)光時(shí)的電阻為121Ω，當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是()A．大于121ΩB．小于121ΩC．等于121ΩD．無法判斷7．兩根同種材料制成的電阻絲a和b，a的長(zhǎng)度和橫截面的直徑均為b的兩倍，要使兩電阻絲接入電路后消耗的電功率相等，加在它們兩端的電壓之比Ua∶Ub為()A．1∶1B．2∶1C.eq\r(2)∶1D．1∶eq\r(2)8．現(xiàn)有半球形導(dǎo)體材料，接成如圖5所示(a)、(b)兩種形式，那么兩種接法的電阻之比Ra∶Rb為()圖5A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶題號(hào)12345678答案9．甲、乙兩根粗細(xì)相同的不同導(dǎo)線，電阻率之比為1∶2，長(zhǎng)度之比為6∶1，那么兩根導(dǎo)線加相同的電壓時(shí)，其電功率之比P甲∶P乙________；如果通過兩根導(dǎo)線的電流強(qiáng)度相同，那么其電功率之比P甲∶P乙＝________.10．相距40km的A、B兩地架設(shè)兩條輸電線，電阻共為800Ω.如果在A、B間的某處發(fā)生短路，如圖6所示．這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10V，電流表示數(shù)為40mA.求發(fā)生短路點(diǎn)相距A有多遠(yuǎn)．圖6第2節(jié)電阻定律答案課前預(yù)習(xí)練1．長(zhǎng)度橫截面積材料控制變量直尺螺旋測(cè)微器纏繞2．導(dǎo)電性能無關(guān)歐姆·米Ω·m材料橫截面積長(zhǎng)度3．ρ＝Req\f(S,l)長(zhǎng)度為1m，橫截面積為1m24．4∶35．D[由R＝ρeq\f(l,S)，V＝lS，得R′＝10000R.]課堂探究練1．AD[導(dǎo)體的電阻率由材料本身的性質(zhì)決定，并隨溫度的變化而變化，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流無關(guān)，A對(duì)，B、C錯(cuò)．電阻率反映材料的導(dǎo)電性能，電阻率常與溫度有關(guān)，并存在超導(dǎo)現(xiàn)象．絕對(duì)零度只能接近，不可能到達(dá)，D對(duì)．]2．ABD3．D[導(dǎo)線原來的電阻為R＝ρeq\f(l,S)，拉長(zhǎng)后長(zhǎng)度變?yōu)?l，橫截面積變?yōu)閑q\f(S,2)，所以R′＝ρeq\f(l′,S′)＝ρeq\f(2l,\f(S,2))＝4R.導(dǎo)線原來兩端的電壓為U＝IR，拉長(zhǎng)后為U′＝IR′＝4IR＝4U.]4．9eq\f(1,9)解析金屬原來的電阻為R＝eq\f(ρl,S)，拉長(zhǎng)后長(zhǎng)度變?yōu)?l，因體積V＝Sl不變，所以導(dǎo)線橫截面積變?yōu)樵瓉淼?/3，即S/3，故拉長(zhǎng)為原來的3倍后，電阻R′＝eq\f(ρ3l,S/3)＝9eq\f(ρl,S)＝9R.同理，三段絞合后，長(zhǎng)度為l/3，橫截面積為3S，電阻R″＝ρeq\f(l/3,3S)＝eq\f(ρl,9S)＝eq\f(1,9)R.點(diǎn)評(píng)某導(dǎo)體形狀改變前后，總體積不變，電阻率不變．當(dāng)長(zhǎng)度l和橫截面積S變化時(shí)，應(yīng)用V＝Sl來確定S和l在形變前后的關(guān)系，然后再利用電阻定律即可求出l和S變化前后的電阻關(guān)系．5．C[此題應(yīng)根據(jù)導(dǎo)體的電阻R＝ρl/S，歐姆定律R＝U/I和電流定義式I＝q/t求解．對(duì)于第一根導(dǎo)線，均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍，那么其橫截面積必然變?yōu)樵瓉淼?/2，由導(dǎo)體的電阻公式可知其電阻變?yōu)樵瓉淼?倍．第二根導(dǎo)線對(duì)折后，長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼?/2，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，故其電阻變?yōu)樵瓉淼?/4.給上述變化后的裸導(dǎo)線加上相同的電壓，由歐姆定律得：I1＝eq\f(U,4R)，I2＝eq\f(U,R/4)＝4U/R由I＝q/t可知，在同一時(shí)間內(nèi)，電荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16故C項(xiàng)正確．]6．見解析解析(1)由于待測(cè)電阻(約250Ω)與電流表內(nèi)阻(約40Ω)相近，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻(50kΩ)，因此采用電流表外接法，測(cè)量誤差較?。刂拼郎y(cè)電阻電壓的線路，用滑動(dòng)變阻器連接成限流式接法或分壓式接法均可，如以下圖所示．(2)作U—I直線，舍去左起第2點(diǎn)，其余5個(gè)點(diǎn)在一條直線上，不在這條線上的點(diǎn)盡量均勻分布在直線兩側(cè)；求該直線的斜率k，那么R＝k＝229Ω(221～237Ω均為正確)．(3)因?yàn)橛螛?biāo)為50分度，所以游標(biāo)卡尺的精確度為eq\f(1,50)mm＝0.02mm，另外游標(biāo)卡尺不能估讀，讀出待測(cè)電阻的長(zhǎng)度為8.00×10－3m，直徑為1.98×10－3m.(4)將數(shù)據(jù)代入公式ρ＝eq\f(RS,l)＝Req\f(πd2,4l)得ρ＝8.81×10－2Ω·m.課后穩(wěn)固練1．A[根據(jù)電阻定律：R＝ρeq\f(l,S)，可見當(dāng)橫截面積S一定時(shí)，電阻R與長(zhǎng)度l成正比，A正確．]2．BC3．AB[超導(dǎo)現(xiàn)象是在溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，電阻率突然減小到接近零的現(xiàn)象，故A正確；C中材料只是電阻率變化不明顯，而半導(dǎo)體材料的電阻率應(yīng)隨溫度的升高而減?。甝4．C[由R＝ρeq\f(l,S)和V＝Sl得：l不變、S增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)；S不變，l增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼亩?；l、S都減小為原來的eq\f(1,2)時(shí)，R不變；l和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2).]5．D[設(shè)薄片厚度為d，那么由電阻定律，得R12＝ρeq\f(L1,L2d)，R34＝ρeq\f(L2,L1d).故R12∶R34＝Leq\o\al(2,1)∶Leq\o\al(2,2)，選項(xiàng)D正確．]6．B[由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故白熾燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻大，停止發(fā)光一段時(shí)間后，燈絲溫度降低，電阻減小，應(yīng)選B.]7．D[由公式R＝ρeq\f(l,S)，S＝eq\f(1,4)πD2，P＝eq\f(U2,R)得，U＝eq\r(\f(4ρlP,πD2))，解得Ua∶Ub＝1∶eq\r(2)，故D正確．]8．D[將(a)圖半球形導(dǎo)體材料看成等大的兩半局部的并聯(lián)，那么(b)圖中可以看成等大的兩半局部的串聯(lián)，設(shè)每一半局部的電阻為R，那么(a)