高中人教版物理選修3-1課時分層作業(yè)2-6導(dǎo)體的電阻

課時分層作業(yè)十五導(dǎo)體的電阻(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.一阻值為R的均勻電阻絲,長為L,橫截面積為S,設(shè)溫度不變,下列哪種情況下電阻絲的電阻仍為R ()A.長為L,橫截面積為2S的相同材料的均勻電阻絲B.橫截面積為S,長為2L的相同材料的均勻電阻絲C.長為2L,橫截面積為2S的相同材料的均勻電阻絲D.長為2L,橫截面半徑為原來2倍的相同材料的均勻電阻絲【解析】選C。由電阻定律R=ρQUOTE可知長度不變?nèi)詾長,橫截面積變成2S時,有R′=ρQUOTE=QUOTER,故A項錯誤;橫截面積不變?nèi)詾镾,長度變?yōu)?L時,有R′=ρQUOTE=2R,故B項錯誤;長為2L,橫截面積為2S的相同材料的均勻電阻絲,有R′=ρQUOTE=R,故C項正確;長為2L,橫截面半徑為原來2倍的相同材料的均勻電阻絲,橫截面積變成原來的4倍,則有:R′=ρQUOTE=QUOTE,故D項錯誤。2.如圖所示,a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細均勻電阻絲的伏安特性曲線,下列判斷中正確的是 ()A.a電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值B.a代表的電阻絲較粗C.b代表的電阻絲較粗D.圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比【解析】選C。由R=QUOTE知a的電阻大于b的電阻,a電阻絲的截面積小于b電阻絲的截面積。3.(多選)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B,其長度分別為1m和2m,串聯(lián)在電路中時,A.A和B導(dǎo)線兩端的電壓之比為3∶2B.A和B導(dǎo)線兩端的電壓之比為1∶2C.A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為2∶3D.A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為1∶3【解析】選A、D。A、B兩端的電勢差分別為6V、4V,電流相等,根據(jù)歐姆定律得,QUOTE=QUOTE。串聯(lián)時電流相等,則由U=IR可知,電壓之比為3∶2;故A正確,B錯誤;根據(jù)電阻定律得,R=QUOTE,則S=QUOTE。則橫截面積之比QUOTE=QUOTE=QUOTE。故D正確,C錯誤。4.如圖所示,某一導(dǎo)體的形狀為長方體,其長、寬、高之比為a∶b∶c=5∶3∶2,在此長方體的上下、左右四個面分別通過導(dǎo)線引出四個接線柱1、2、3、4。在1、2兩端加上恒定的電壓U,通過導(dǎo)體的電流為I1;在3、4兩端加上恒定的電壓U,通過導(dǎo)體的電流為I2,則I1∶I2為 ()A.9∶25 B.25∶9 C.25∶4 【解析】選C。根據(jù)電阻定律R=ρQUOTE得,當(dāng)在1、2兩端加上恒定電壓U時,R1=ρQUOTE,在3、4兩端加上恒定的電壓時,R2=ρQUOTE,所以QUOTE=QUOTE=QUOTE,根據(jù)歐姆定律I=QUOTE得,電流之比為25∶4,C正確。5.一同學(xué)將變阻器與一只6V,6～8W的小燈泡L及開關(guān)S串聯(lián)后接在6V的電源E上,當(dāng)S閉合時,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光。按圖所示的接法,當(dāng)滑片P向右滑動時,燈泡將 ()A.變暗 B.變亮C.亮度不變 D.可能燒壞燈泡【解析】選B。由題圖可知,變阻器接入電路的是PB段的電阻絲,由于燈泡的額定電壓等于電源電壓,所以不可能燒壞燈泡。當(dāng)滑片P向右滑動時,接入電路中的電阻絲變短,電阻減小,燈泡變亮,B選項正確。6.一段長為L,電阻為R的均勻電阻絲,把它拉成3L長的均勻細絲后,然后再切成等長的三段,則其中每一段電阻絲的阻值為 ()A.3RB.RC.QUOTED.QUOTE【解析】選A。根據(jù)電阻定律,有:R=ρQUOTE把它拉成3L長的均勻細絲后,然后再切成等長的三段,則其中每一段電阻絲的長度不變,橫截面積減小為QUOTE,故:R′=ρQUOTE,聯(lián)立解得:R′=3R,故選A。二、非選擇題(20分)7.在“測定金屬絲電阻率”的實驗中需要測出其長度L、直徑d和電阻R。(1)用螺旋測微器測金屬絲直徑時讀數(shù)如圖甲,則金屬絲的直徑為______mm。

(2)若用圖乙測金屬絲的電阻,則測量結(jié)果將比真實值______。(選填“偏大”或“偏小”)

(3)用電壓表和電流表測金屬絲的電壓和電流時讀數(shù)如圖所示,則電壓表的讀數(shù)為______V,電流表的讀數(shù)為______A。

【解析】(1)螺旋測微器的讀數(shù)為(0+0.5+0.01×19.7)mm=0.697(0.696mm,0.698(2)圖乙中電流表采用外接法故測量值偏小。(3)電壓表精度為0.1V,其讀數(shù)為2.60V;電流表精度為0.02A,其讀數(shù)應(yīng)為答案:(1)0.697(0.696,0.698也對)(2)偏小(3)2.600.52【補償訓(xùn)練】1.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中,要供選擇的實驗儀器如下:器材規(guī)格器材規(guī)格小電珠標有“3.8V,0.3A滑動變阻器R1最大阻值10Ω,額定電流1.0電壓表V量程0～5V,內(nèi)阻5kΩ滑動變阻器R2最大阻值1kΩ,額定電流0.5電流表A1量程0～100mA,內(nèi)阻4Ω直流電源E電動勢約為6V,內(nèi)阻約為0.5Ω電流表A2量程0～500mA,內(nèi)阻0.4Ω導(dǎo)線、電鍵等(1)在上述器材中,滑動變阻器應(yīng)選______;電流表應(yīng)選______。

(2)在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,把實驗儀器連接成完整的實驗電路?！窘馕觥?1)為方便電路調(diào)節(jié),滑動變阻器應(yīng)選擇R1;小電珠正常工作時I額=0.3A=300mA>100mA,故電流表應(yīng)選A(2)因為要求小電珠上的電壓從0增大,應(yīng)選用分壓電路;而小電珠正常工作時R燈=QUOTE=QUOTEΩ≈13Ω?RV=5kΩ,故電流表應(yīng)選擇外接法。答案:(1)R1A2(2)如圖所示。2.如圖所示,分別把一個長方體銅柱的a、b端,c、d端,e、f端接入電路時,計算接入電路中的電阻各是多大。(設(shè)電阻率為ρ銅)【解析】根據(jù)電阻定律R=ρQUOTE可以算出接入電路中的電阻。由圖可以看出,當(dāng)接入點不同時,導(dǎo)體的長度和橫截面積是不一樣的。當(dāng)接入a、b端時,電阻Rab=ρ銅QUOTE當(dāng)接入c、d端時,電阻Rcd=ρ銅QUOTE當(dāng)接入e、f端時,電阻Ref=ρ銅QUOTE答案:ρ銅QUOTEρ銅QUOTEρ銅QUOTE3.如圖甲所示為一測量電解液電阻率的玻璃容器,P、Q為電極,設(shè)a=10.2m,c=0.1m,當(dāng)里面注滿某電解液,且P、Q加上電壓后,其UI圖象如圖乙所示,當(dāng)U=10V時【解析】由題圖乙可求得電解液的電阻為R=QUOTE=QUOTEΩ=2000Ω。由題圖甲可知電解液長為l=a=1m,橫截面積為S=bc=0.02m2。結(jié)合電阻定律R=ρQUOTE得ρ=QUOTE=QUOTEΩ·m=40Ω·m。答案:40Ω·m(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.當(dāng)電路中的電流超過熔絲的熔斷電流時,熔絲就要熔斷,由于種種原因,熔絲的橫截面積略有差別,那么熔絲熔斷的可能性較大的地方是 ()A.橫截面積大的地方B.橫截面積小的地方C.同時熔斷D.可能是橫截面積大的地方,也可能是橫截面積小的地方【解析】選B。根據(jù)電阻定律,橫截面積小的地方電阻較大,當(dāng)電流通過時電阻大的位置發(fā)熱量大易熔斷,B正確。2.(多選)如圖所示為滑動變阻器示意圖,下列說法中正確的是 ()A.a和b串聯(lián)接入電路中,P向右移動時電流增大B.b和d串聯(lián)接入電路中,P向右移動時電流增大C.b和c串聯(lián)接入電路中,P向右移動時電流增大D.a和c串聯(lián)接入電路中,P向右移動時電流增大【解析】選B、C。當(dāng)a和c或d接入電路且P向右移動時,串聯(lián)接入電路的有效電阻絲增長,電阻增大,電流減小,因此D錯;當(dāng)b和c或d接入電路且P向右移動時,接入電路的有效電阻絲變短,電阻變小,電流變大,B、C都對;當(dāng)a和b串聯(lián)接入電路時,無論P向何方移動,接入電路的電阻絲長度不變,電阻不變,電流就不變,A錯;因此,本題正確選項為B、C。3.(多選)對于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲,下列說法正確的是 ()A.常溫下,若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍,則電阻變?yōu)?0RB.常溫下,若將電阻絲從中點對折,電阻變?yōu)镼UOTEC.加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U,則在任意狀態(tài)下的QUOTE的值不變D.若把溫度降到絕對零度附近,電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象【解析】選B、D。常溫下,若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍,則截面積變?yōu)樵瓉淼腝UOTE,根據(jù)電阻定律R=ρQUOTE,A錯誤;常溫下,若將電阻絲從中點對折,長度為原來的一半,截面積為原來的2倍,則電阻變?yōu)镼UOTE,B正確;電阻絲隨著溫度變化阻值會發(fā)生變化,C錯誤;根據(jù)超導(dǎo)現(xiàn)象知,D正確。4.如圖所示,a、b、c為不同材料做成的電阻,b與a的長度相等,橫截面積是a的兩倍,c與a的橫截面積相等,長度是a的兩倍。當(dāng)開關(guān)閉合后,三個理想電壓表的示數(shù)關(guān)系是V1∶V2∶V3=1∶1∶2。關(guān)于三種材料的電阻率ρa、ρb、ρc,下列說法中正確的是 ()A.ρa是ρb的2倍 B.ρa是ρc的2倍C.ρb是ρc的2倍 D.ρc是ρa的2倍【解析】選C。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系,Ra∶Rb∶Rc=V1∶V2∶V3=1∶1∶2,根據(jù)R=ρQUOTE得:ρ=QUOTE,所以QUOTE=QUOTE=QUOTE,A錯誤;同理B、D錯誤,C正確。5.兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線,如果把一根導(dǎo)線對折起來當(dāng)一條導(dǎo)線(R1)使用,把另一根均勻地拉伸到原來長度的2倍(R2)使用,假如它們的密度和電阻率不發(fā)生變化,則第一條電阻R1與第二條電阻R2的比值為 ()A.1∶4 B.1∶8 C.1∶16 【解析】選C。根據(jù)電阻定律知:R1=ρQUOTE=QUOTE,R2=ρQUOTE=4R,所以兩個電阻之比為:QUOTE=QUOTE,C正確。6.如圖所示,一段長為a、寬為b、高為c(a>b>c)的導(dǎo)體,將其中的兩個對立面接入電路中時,最大的電阻為R,則最小的電阻為 ()A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.R【解析】選A。最大電阻對應(yīng)的接法應(yīng)是橫截面積最小而長度最大的,即S1=bc,L1=a,此時R=ρQUOTE;最小的電阻對應(yīng)最大的橫截面積與最小的長度,即S2=ab,L2=c,此時R′=ρQUOTE,則有ρ=QUOTE=QUOTE,得R′=QUOTER。二、非選擇題(20分)7.圖為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖。(1)為了通過測量得到圖所示IU關(guān)系的完整曲線,在圖甲和乙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖______。簡要說明理由:____________________________________。(電源電動勢為9V,內(nèi)阻不計,滑動變阻器的阻值為0～100Ω。)

(2)圖丙所示電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻R1=250Ω。由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為______V,電阻R2的阻值為______Ω。

【解析】(1)為了獲取更多的實驗數(shù)據(jù),常采用圖乙測量電路。測量時電壓可從0調(diào)到最大值,調(diào)節(jié)范圍較大。(2)通過R1的電流I1=QUOTE=QUOTE=36mA,則流過R2及熱敏電阻的電流I2=II1=34mA。從IU曲線圖上可讀出對應(yīng)此時的熱敏電阻上的電壓為UR=5.2V,則R2=QUOTE≈111.8Ω。答案:(1)乙測量時電壓可從0調(diào)到最大值,調(diào)節(jié)范圍較大(2)5.2111.8【補償訓(xùn)練】1.在圖中滑動變阻器作分壓器使用。負載電阻R一端接在變阻器的固定端AC上,另一端接在滑動端P上,滑動端P在AB間移動時,R上就得到不同的電壓。(1)當(dāng)滑動端從A向B移動時,R上的電壓怎樣變化?(2)如果電壓U=6V,變阻器的電阻RAB=50Ω。負載電阻R=100Ω。當(dāng)滑動端P在A點、B點時,R上的電壓各是多少?(3)當(dāng)P在AB的中點時,R上的電壓是否為3V?通過變阻器各部分的電流是否相等?！窘馕觥?1)當(dāng)滑動端P在A端時,R被短路,UR=0;當(dāng)滑動端P位于A、B間某處時,R與RPA并聯(lián)后與RPB串聯(lián),將分得一部分電壓,而且P越向右滑,RPA越大,并聯(lián)部分總電阻越大,而RPB越小,因而R兩端電壓越大;當(dāng)滑動端在B端時,UR=U。即當(dāng)滑動端P從A向B滑動時,UR從0逐漸增大到U。(2)當(dāng)滑動端在A點時,UR=0;當(dāng)滑動端在B點時,UR=6V。(3)當(dāng)P在AB中點時,等效電路如圖所示。顯然,R兩端電壓不是3V,通過變阻器兩部分電流也不相等。答案:(1)從0逐漸增大到U(2)06V(3)不是3V,不相等2.神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類?，F(xiàn)代生物學(xué)認為,髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,髓質(zhì)有很大的電阻,已知蛙有髓鞘神經(jīng),髓鞘的厚度只有2μm左右,而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6×105Ω。(1)若不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻,計算髓質(zhì)的電阻率。(2)若有一圓柱體是由髓質(zhì)制成的,該圓柱體的體積為32πcm3,當(dāng)在其兩底面上加上1000V的電壓時,通過該圓柱體的電流為10πμA,求該圓柱體的圓面半徑和高?！窘馕觥?1