2024年高考物理必修三專題練習(xí)第2節(jié) 導(dǎo)體的電阻

《模型畫法·物理課堂》馮考必勝第2節(jié)導(dǎo)體的電阻課時1電阻伏安特性曲線【刷基礎(chǔ)】【題型1對R＝eq\f(U,I)的理解和簡單應(yīng)用】1．關(guān)于R＝eq\f(U,I)，下列說法不正確的是()A．R＝eq\f(U,I)適用于金屬導(dǎo)電B．R＝eq\f(U,I)適用于電解質(zhì)溶液導(dǎo)電C．R＝eq\f(U,I)適用于純電阻電路導(dǎo)電D．R＝eq\f(U,I)適用于任何電路導(dǎo)電答案：D解析：R＝eq\f(U,I)適用于純電阻電路，包括金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，但不適用于非純電阻電路，故D錯誤．本題選說法不正確的，故選D.2．[黑龍江雙鴨山一中2020高二上月考]對于R＝eq\f(U,I)，下列理解正確的是()A．由R＝eq\f(U,I)可知，導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零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．由I＝eq\f(U,R)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D．由U＝IR可知，導(dǎo)體兩端的電壓隨電阻的增大而增大答案：C解析：導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身決定的，與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體中的電流無關(guān)，選項A、B錯誤；由I＝eq\f(U,R)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，選項C正確；由U＝IR可知，只有當電流一定時，導(dǎo)體兩端的電壓隨電阻的增大而增大，選項D錯誤．3．如圖所示，在A、B兩端加一恒定不變的電壓U，電阻R1為60Ω，若將R1短路，R2中的電流增大到原來的4倍，則R2為()A．40ΩB．20ΩC．120ΩD．6Ω答案：B解析：根據(jù)I＝eq\f(U,R)，有I＝eq\f(U,R1＋R2)，代入數(shù)據(jù)有I＝eq\f(U,60Ω＋R2)，又4I＝eq\f(U,R2)，解得R2＝20Ω，故選B.【題型2對伏安特性曲線的理解】4．[河南洛陽第一高級中學(xué)2020高二上月考](多選)如圖所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體的電阻為25ΩB．導(dǎo)體的電阻為0.04ΩC．當導(dǎo)體兩端的電壓為10V時，通過導(dǎo)體的電流為0.4AD．當通過導(dǎo)體的電流為0.1A時，導(dǎo)體兩端的電壓為2.5V答案：ACD解析：導(dǎo)體的電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5V,0.2A)＝25Ω，故A正確，B錯誤；當導(dǎo)體兩端的電壓為10V時，通過導(dǎo)體的電流I′＝eq\f(U′,R)＝eq\f(10V,25Ω)＝0.4A，故C正確；當通過導(dǎo)體的電流為0.1A時，導(dǎo)體兩端的電壓U″＝I″R＝0.1A×25Ω＝2.5V，故D正確．5．[河北邢臺2021高二上聯(lián)考](多選)圖示是金屬導(dǎo)體A和B的U－I圖像，由此圖像可知()A．通過導(dǎo)體的電流越大，電阻越小B．加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，電阻越大C．導(dǎo)體A的電阻比導(dǎo)體B的電阻大D．通過兩導(dǎo)體的電流相同時，導(dǎo)體A兩端的電壓比導(dǎo)體B兩端的電壓大答案：CD解析：電阻大小與電流和電壓無關(guān)，只由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，選項A、B錯誤；U－I圖像中圖線上的點與原點的連線的斜率表示電阻，本題中A、B圖線都為過原點的直線，則圖線的斜率即表示電阻；由題圖可知，導(dǎo)體A的電阻大于導(dǎo)體B的電阻，選項C正確；由題圖可以看出，當電流相同時，圖線A對應(yīng)的電壓更大，即通過兩導(dǎo)體的電流相同時，導(dǎo)體A兩端的電壓比導(dǎo)體B兩端的電壓大，選項D正確．6．[安徽安慶2021高二上期中](多選)某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減?。谝淮螌嶒炛?，將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián)，通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點．關(guān)于熱敏電阻和小燈泡，下列說法中正確的是()A．圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線B．圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線C．圖線中的M點，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D．圖線中M點對應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的電阻等于熱敏電阻的阻值答案：BD解析：隨著電壓的增大，元件的溫度升高，小燈泡的燈絲是金屬，其阻值隨溫度的升高而增大，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，所以圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線，A錯誤，B正確；兩圖線的交點M，表示此狀態(tài)兩元件兩端的電壓和所通過的電流相等，由R＝eq\f(U,I)可知此時兩者的阻值相等，C錯誤，D正確．7．[湖南長郡中學(xué)2020高二上聯(lián)考改編]某同學(xué)研究白熾燈時得到某白熾燈的U－I圖像如圖所示．圖線上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，則()A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B．在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC．通過白熾燈的電流與兩端電壓成正比D．在A點，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)答案：D解析：由題圖可知，隨電壓的增大，通過白熾燈的電流增大，電壓與電流的比值增大，白熾燈的電阻增大，通過白熾燈的電流與兩端電壓不成正比，故A、C錯誤；在A點，白熾燈的電阻R＝eq\f(U0,I0)，由于縱坐標與橫坐標的標度不確定，所以不能用R＝tanα計算電阻值，更不能用tanβ計算，故B錯誤，D正確．【刷易錯】【易錯點不了解伏安特性曲線的意義】8．(多選)如圖所示為某一金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線，下列說法正確的是()A．該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而增大B．該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而減小C．導(dǎo)體兩端的電壓為2V時，電阻為0.5ΩD．導(dǎo)體兩端的電壓為2V時，電阻為1Ω答案：AD解析：I－U圖線上某點與原點連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題圖可知，隨著電壓的升高，圖線上某點與原點連線的斜率在減小，所以電阻在增大，故A正確，B錯誤；當導(dǎo)體兩端的電壓為2V時，此時對應(yīng)的電流為2A，所以電阻R＝eq\f(U,I)＝1Ω，故C錯誤，D正確．【易錯分析】要準確理解概念，不能把不同情境下的情況隨意遷移到另一情境．伏安特性曲線上某一點的電阻等于該點的電壓U與電流I的比值，而不是圖線在該點的切線斜率．本題易錯選B、C.課時2導(dǎo)體的電阻率【刷基礎(chǔ)】【題型1R＝ρeq\f(L,S)的理解及應(yīng)用】1．[山東濟南歷城第二中學(xué)2021高二上月考]在神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)纖維分為有髓鞘和無髓鞘兩大類．現(xiàn)代生物學(xué)認為，髓鞘是由多層類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的，具有很大的電阻，經(jīng)實驗測得髓質(zhì)的電阻率ρ＝8×106Ω·m.某生物體中某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可視為高為20cm、半徑為4cm的圓柱體，當在其兩端所加電壓U＝100V時，該神經(jīng)纖維發(fā)生反應(yīng)，則引起神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流為()A．0.31μAB．0.62μAC．0.15μAD．0.43μA答案：A解析：根據(jù)電阻定律，可得該段神經(jīng)纖維的電阻為R＝ρeq\f(L,S)＝8×106×eq\f(20×10－2,π×（4×10－2）2)Ω≈3.18×108Ω，根據(jù)歐姆定律知，I＝eq\f(U,R)≈0.31×10－6A＝0.31μA，A正確，B、C、D錯誤．2．[黑龍江大慶實驗中學(xué)2021高二上月考]如圖甲所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2大得多，把它們分別連接在如圖乙所示的電路的A、B兩端，接R1時電壓表的讀數(shù)為U1，接R2時電壓表的讀數(shù)為U2，則下列判斷正確的是()A．R1<R2B．R1>R2C．U1＝U2D．U1>U2答案：C解析：根據(jù)電阻定律知，上下表面都為正方形的導(dǎo)體的電阻為R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(a,ad)＝eq\f(ρ,d)，材料相同，厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)體，盡管尺寸不同，但電阻相同，所以R1＝R2，因為電阻相等，所以電壓表的讀數(shù)也相等，所以U1＝U2，C正確，A、B、D錯誤．3．[吉林白城一中2020高二上月考]一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為()A．eq\f(mv2,2eL)B．eq\f(mv2Sn,e)C．ρnevD．eq\f(ρev,SL)答案：C解析：金屬棒內(nèi)的電流I＝neSv，金屬棒的電阻R＝ρeq\f(L,S)，金屬棒兩端的電壓U＝IR，金屬棒內(nèi)的電場強度E＝eq\f(U,L)，聯(lián)立解得E＝ρnev，故選C.【題型2電阻率的理解】4．[江蘇泰州中學(xué)2021高二上檢測](多選)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)答案：CD解析：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，選項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，選項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，選項C正確；電阻率是由導(dǎo)體的材料決定的，與導(dǎo)體的長度和橫截面積無關(guān)，選項D正確．5．將兩根長為L、橫截面積為S、電阻率為ρ的保險絲串起來作為一根使用，則它的電阻和電阻率分別為()A．eq\f(2ρL,S)，ρB．eq\f(2ρL,S)，eq\f(1,2)ρC．eq\f(ρL,2S)，ρD．eq\f(ρL,2S)，eq\f(1,2)ρ答案：A解析：因為兩根保險絲的電阻率相同，所以串起來后電阻率不變，串聯(lián)后總電阻等于兩電阻之和，即R＝ρeq\f(L,S)＋ρeq\f(L,S)＝eq\f(2ρL,S)，故A正確．6．有些材料沿不同方向的物理性質(zhì)不同，我們稱之為各向異性．如圖所示，長方體材料的長、寬、高分別為a、b、c，由于其電阻率各向異性，將其左右兩側(cè)接入電源時回路中的電流與將其上下兩側(cè)接入該電源時回路中的電流相同，則該材料左右方向的電阻率與上下方向的電阻率之比為()A．eq\f(ac,b2)B．eq\f(a2,bc)C．eq\f(c2,a2)D．eq\f(a2,b2)答案：C解析：電流相等，說明兩種接法的電阻相等，根據(jù)電阻定律有ρ1eq\f(a,bc)＝ρ2eq\f(c,ab)，可得eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(c2,a2)，C正確．【刷易錯】【易錯點忽略了導(dǎo)線長度變化導(dǎo)致的橫截面積的變化】7．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長到原來的2倍，把另一根對折后絞合起來，然后給它們分別加相同電壓后，則在相同時間內(nèi)通過它們的電荷量之比為()A．1∶4B．1∶8C．1∶16D．16∶1答案：C解析：設(shè)未處理前導(dǎo)線的電阻為R，其中的一根均勻拉長到原來的2倍，長度變?yōu)樵瓉淼?倍，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)得電阻R1＝4R；另一根對折后絞合起來，長度減小為原來的eq\f(1,2)，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)得電阻R2＝eq\f(1,4)R，則兩電阻之比為16∶1.電壓相等，根據(jù)歐姆定律可知電流之比為1∶16，根據(jù)q＝It知相同時間內(nèi)通過它們的電荷量之比為1∶16，故C正確．8．某同學(xué)想探究導(dǎo)電溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律．她拿了一段細橡膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱，并測得鹽水柱的電阻為R.現(xiàn)握住橡膠管的兩端把它均勻拉長到原長的2倍，如果溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同，此時鹽水柱的電阻應(yīng)等于()A．8RB．4RC．2R