教科版高中物理必修第三冊(cè)第二章電路及其應(yīng)用3電阻定律電阻率練習(xí)含答案

第二章電路及其應(yīng)用3電阻定律電阻率基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一實(shí)驗(yàn):研究影響導(dǎo)體電阻大小的因素1.(多選題)(2024山東濟(jì)寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)在探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系時(shí),某同學(xué)按如圖所示的電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,其中導(dǎo)體a與b只是長(zhǎng)度不同,a與c只是粗細(xì)不同,a與d只是材料不同,關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是()A.此電路缺少電流表,所以無(wú)法研究定量關(guān)系B.a與b相比,導(dǎo)體越長(zhǎng),電壓表示數(shù)越大C.a與c相比,導(dǎo)體越粗,電壓表示數(shù)越大D.a與d相比,電壓表示數(shù)越小,表明該種材料的導(dǎo)電性能越好2.探究影響電阻大小的因素:在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時(shí),小兵、小紅兩位同學(xué)有如下猜想:①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān);②導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān);③導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲,規(guī)格、材料如表所示。為了驗(yàn)證上述猜想,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。編號(hào)材料長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2a鎳鉻合金0.50.5b鎳鉻合金1.00.5c鎳鉻合金0.51.0d錳銅合金0.50.5(1)為了驗(yàn)證上述猜想①,應(yīng)該選用編號(hào)為兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn);如果選用編號(hào)為a、c兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),是為了驗(yàn)證猜想(填序號(hào));如果選用編號(hào)為a、d兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),是為了驗(yàn)證猜想(填序號(hào))。分別將a和d兩電阻絲接入電路中M、N兩點(diǎn)間時(shí),電流表示數(shù)不相同,可得結(jié)論是。

(2)在最近幾年,我國(guó)城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行了輸電線路的改造,將原來(lái)細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線,這樣就(選填“增大”或“減小”)了輸電線的電阻,從而可以減小輸電線上的電能損失。

題組二電阻定律電阻率3.(多選題)(2022四川成都階段檢測(cè))關(guān)于電阻率,下列說(shuō)法正確的是()A.電阻率是表征材料導(dǎo)電性能的物理量,電阻率越大,材料導(dǎo)電的性能越好B.金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大C.超導(dǎo)體是指當(dāng)溫度降低到某一臨界溫度時(shí),它的電阻突然變?yōu)榱鉊.有些合金的電阻率幾乎不受溫度的影響,通常用它們制成標(biāo)準(zhǔn)電阻4.(2023四川成都蓉城名校聯(lián)盟期中)兩根由同種材料制成的圓柱形導(dǎo)線電阻相同,長(zhǎng)度之比為4∶9,則它們的半徑之比為()A.2∶3B.3∶2C.4∶9D.9∶45.如圖所示,某用電器與電源距離為l,線路上的電流為I,若要求線路上的電勢(shì)差不超過(guò)U,已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ,那么該輸電導(dǎo)線的橫截面積的最小值是()A.ρlUB.2ρlIUC.6.(2024福建福州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中)某金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ,電阻為R,現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)到直徑為原來(lái)的一半,那么該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)?)A.4ρ和4RB.ρ和4RC.ρ和16RD.16ρ和16R7.(2024遼寧遼東教學(xué)共同體聯(lián)考)一根細(xì)橡膠管中灌滿鹽水,兩端用短粗銅絲塞住管口,使管中鹽水柱長(zhǎng)為30cm,測(cè)得電阻為R,若溶液的電阻隨長(zhǎng)度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同,將該橡膠管均勻拉長(zhǎng)至40cm時(shí)(鹽水的體積不變,仍充滿橡膠管),鹽水柱的電阻為()A.34RB.43RC.916題組三限流電路與分壓電路8.(2024山東煙臺(tái)招遠(yuǎn)二中月考)如圖所示是滑動(dòng)變阻器的示意圖,下列說(shuō)法正確的是()A.a和b串聯(lián)接入電路中時(shí),P向右移動(dòng),電流增大B.b和d串聯(lián)接入電路中時(shí),P向右移動(dòng),電流減小C.b和c串聯(lián)接入電路中時(shí),P向右移動(dòng),電流減小D.a和c串聯(lián)接入電路中時(shí),P向右移動(dòng),電流減小9.(2024廣東深圳二中深汕實(shí)驗(yàn)學(xué)校第一次考試)甲、乙兩電路圖分別是滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式。R是滑動(dòng)變阻器,P是滑動(dòng)變阻器的滑片,a、b是滑動(dòng)變阻器的兩端,Rx是待測(cè)電阻,下列說(shuō)法正確的是()A.乙圖電路中的滑動(dòng)變阻器采用“一上一下”的連接方式B.在閉合開(kāi)關(guān)測(cè)量前,甲、乙兩圖中滑片P都應(yīng)置于b端C.Rx阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值時(shí),選擇甲圖電路連接D.甲、乙兩圖中待測(cè)電阻Rx上的電壓都可以調(diào)到零10.有一個(gè)電阻Rx,其阻值大約是10Ω,請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?以便測(cè)量其阻值?？晒┻x擇的電路如圖甲、乙所示,可供選擇的器材是:A.電壓4.5V的電源EB.量程為0~15V、內(nèi)阻約為10kΩ的電壓表V1C.量程為0~3V、內(nèi)阻約為6kΩ的電壓表V2D.量程為0~300mA、內(nèi)阻約為4Ω的電流表A1E.量程為0~5A、內(nèi)阻約為2Ω的電流表A2F.最大阻值20Ω、額定電流1.5A的滑動(dòng)變阻器R1G.最大阻值500Ω、額定電流0.5A的滑動(dòng)變阻器R2H.開(kāi)關(guān)和若干根導(dǎo)線則選用的電路是(選填甲或乙),選用的器材是(選填器材的字母代號(hào))。

能力提升練題組一電阻定律的應(yīng)用1.(2022四川成都檢測(cè))當(dāng)電路中的電流超過(guò)熔絲的熔斷電流時(shí),熔絲就會(huì)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是()A.同時(shí)熔斷B.可能是橫截面積大的地方,也可能是橫截面積小的地方C.橫截面積大的地方D.橫截面積小的地方2.(2024四川雅安天立學(xué)校期中)目前集成電路的集成度很高,要求里面的各種電子元件都微型化,集成度越高,電子元件越微型化、體積越小。圖中R1和R2是兩個(gè)材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體,但R2的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R1的尺寸。通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示,則下列關(guān)于這兩個(gè)導(dǎo)體的電阻R1、R2關(guān)系的說(shuō)法正確的是()A.R1>R2B.R1<R2C.R1=R2D.無(wú)法確定3.(2023山東德州祥龍高中月考)如圖所示,某一導(dǎo)體的形狀為長(zhǎng)方體,其長(zhǎng)、寬、高之比為a∶b∶c=3∶2∶1。在此長(zhǎng)方體的上下左右四個(gè)面上分別通過(guò)導(dǎo)線引出四個(gè)接線柱1、2、3、4。在1、2兩端加上恒定電壓,導(dǎo)體的電阻為R1,在3、4兩端加上恒定電壓,導(dǎo)體的電阻為R2,則R1∶R2為()A.1∶1B.1∶9C.4∶9D.1∶4題組二電阻定律、歐姆定律的綜合應(yīng)用4.(2024四川眉山青神中學(xué)期中)銅的電阻率為ρ、單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n。如圖所示,長(zhǎng)方體銅柱長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,已知電子的電荷量大小為e,當(dāng)將A與B分別接電壓為U的電源兩端時(shí),該銅柱內(nèi)自由電子定向移動(dòng)的速率為()A.UcnρbeB.Unρa(bǔ)eC.Ub5.(多選題)(2024遼寧撫順德才中學(xué)期初)如圖所示,兩段長(zhǎng)度和材料相同、各自粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線a、b,橫截面積之比Sa∶Sb=1∶2,已知5s內(nèi)有5×1018個(gè)自由電子通過(guò)導(dǎo)線a的橫截面,電子的電荷量e=1.6×10-19C,下列說(shuō)法正確的是()A.流經(jīng)導(dǎo)線a的電流為0.16AB.流經(jīng)導(dǎo)線b的電流為0.32AC.導(dǎo)線a、b的電阻之比Ra∶Rb=1∶2D.導(dǎo)線a、b兩端的電壓之比Ua∶Ub=2∶16.(2022四川廣安期末)兩根材料相同、質(zhì)地均勻的導(dǎo)線a和b,a長(zhǎng)為l,b長(zhǎng)為3l,串聯(lián)在電路中時(shí)沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)隨位置變化的規(guī)律如圖所示,則導(dǎo)線a和b的橫截面積之比為()A.1∶9B.9∶1C.1∶4D.4∶17.(多選題)(2024浙江嘉興高中期中)一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線,兩端加上電壓U時(shí),通過(guò)導(dǎo)線的電流為I,導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v,若將導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng),使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉?lái)的12,再給它兩端加上電壓U,則A.通過(guò)導(dǎo)線的電流為IB.通過(guò)導(dǎo)線的電流為IC.導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)速率為vD.導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)速率為v8.(2022四川成都新都一中期末)如圖甲所示,一長(zhǎng)方體導(dǎo)電材料的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c;且a>b>c,通入沿PQ方向的電流時(shí),導(dǎo)電材料兩端的電壓U與其通過(guò)的電流I的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)電材料兩端所加電壓為10V時(shí),其電阻為10ΩB.隨著所加電壓的逐漸增大,該導(dǎo)電材料的電阻逐漸減小C.隨著所加電壓的逐漸增大,該導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性能變差D.該導(dǎo)電材料沿PQ方向通電時(shí)比沿MN方向通電時(shí)電阻小題組三限流電路與分壓電路的應(yīng)用9.(2023天津南倉(cāng)中學(xué)期末)某同學(xué)測(cè)量阻值約為25kΩ的電阻Rx,現(xiàn)備有下列器材:A.電流表(量程0~100μA,內(nèi)阻約2kΩ);B.電流表(量程0~500μA,內(nèi)阻約300Ω);C.電壓表(量程0~15V,內(nèi)阻約100kΩ);D.電壓表(量程0~50V,內(nèi)阻約500kΩ);E.直流電源(20V,允許最大電流1A);F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ,額定功率1W);G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)電流表應(yīng)選,電壓表應(yīng)選。(填字母代號(hào))

(2)該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路,為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,并使測(cè)量誤差盡量減小,實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路,指出電路在接線上存在的問(wèn)題:①;

②。

10.(2023北京第九十四中學(xué)期中)某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為50Ω的電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的電路圖。請(qǐng)你幫助他完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。(1)如果實(shí)驗(yàn)室提供的滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω,想要實(shí)現(xiàn)對(duì)Rx的測(cè)量,要求電路簡(jiǎn)單,可操作性強(qiáng),則在此電路圖的基礎(chǔ)上去掉一根導(dǎo)線(選填“ab”“cd”“ed”或“ef”)即可。

(2)如果實(shí)驗(yàn)室提供的滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為200Ω,想要實(shí)現(xiàn)對(duì)Rx的測(cè)量,要求電路簡(jiǎn)單,可操作性強(qiáng),則在此電路圖的基礎(chǔ)上去掉兩根導(dǎo)線、即可。(均選填“ab”“cd”“ed”或“ef”)

答案與分層梯度式解析第二章電路及其應(yīng)用3電阻定律電阻率基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.BD3.BCD4.A5.B6.C7.D8.D9.B1.BD根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn),通過(guò)各電阻的電流都相同,則電阻兩端的電壓與阻值成正比,所以可以研究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系,則A錯(cuò)誤;a與b相比,導(dǎo)體越長(zhǎng),電阻越大,則電壓表示數(shù)越大,所以B正確;a與c相比,導(dǎo)體越粗,電阻越小,則電壓表示數(shù)越小,所以C錯(cuò)誤;a與d相比,電壓表示數(shù)越小,電阻越小,則表明該種材料的導(dǎo)電性能越好,所以D正確。2.答案(1)a、b②③導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體的材料有關(guān)(2)減小解析(1)為了研究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同,長(zhǎng)度不同,應(yīng)該選用a、b兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn);如果選用編號(hào)為a、c兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),兩導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同,橫截面積不同,可以研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系,是為了驗(yàn)證猜想②;如果選用編號(hào)為a、d兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),兩導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積相同,材料不同,可以研究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系,是為了驗(yàn)證猜想③;分別將a和d兩根電阻絲接入電路中M、N兩點(diǎn)間時(shí),電流表示數(shù)不相同,由于a、d兩根電阻絲長(zhǎng)度和橫截面積相同,材料不同,可得結(jié)論是導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體的材料有關(guān)。(2)將原來(lái)細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線,橫截面積變大,導(dǎo)體電阻減小。3.BCD電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量,導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積決定,導(dǎo)體的電阻率越大,導(dǎo)電的性能越差,A錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大,B正確;超導(dǎo)體是指當(dāng)溫度降低到某一臨界溫度時(shí),它的電阻突然變?yōu)榱?C正確;有些合金的電阻率幾乎不受溫度的影響,通常用它們制成標(biāo)準(zhǔn)的電阻,D正確。4.A根據(jù)電阻的決定式R=ρLS知,當(dāng)R、ρ一定時(shí),橫截面積S與長(zhǎng)度L成正比,又由S=πr2,得半徑r與L成正比,故半徑之比為2∶3。故選A5.B由歐姆定律及電阻定律可得R=UI=ρ2lS,解得S=2ρlI6.C因溫度和材料不變,所以電阻率不變;將導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到直徑為原來(lái)的一半,導(dǎo)線體積不變,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的14,長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,根據(jù)電阻定律公式R0=ρ4l14S=16ρl方法技巧公式R=ρlS(1)公式R=ρlS中的l是導(dǎo)體沿電流方向的長(zhǎng)度,S(2)一定形狀的導(dǎo)體,電阻的大小與接入電路的具體方式有關(guān),在應(yīng)用公式R=ρlS(3)一定導(dǎo)線的長(zhǎng)度和橫截面積發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)線的電阻率不變,體積不變,由V=Sl可知l和S成反比,這是解決此類電阻變化問(wèn)題的關(guān)鍵。7.D將橡膠管均勻拉長(zhǎng)時(shí),鹽水的體積不變,長(zhǎng)度變?yōu)?0cm,則鹽水柱的橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的34,根據(jù)電阻定律有R=ρ30cmS,R'=ρ40cm34S方法技巧根據(jù)電阻定律判斷電阻的變化規(guī)律某一導(dǎo)體形狀改變后,討論其電阻變化要抓住兩點(diǎn):①電阻率不變;②總體積不變。由V=lS可知l和S的關(guān)系,在ρ、l、S都確定后,應(yīng)用R=ρlS8.D滑動(dòng)變阻器有分壓和限流兩種接法,在限流時(shí)接入的兩個(gè)接線柱為上面一個(gè),下面一個(gè),故A錯(cuò)誤;當(dāng)下端接b時(shí),P向右移動(dòng),電阻減小,電路中電流變大,故B、C錯(cuò)誤;當(dāng)下端接a時(shí),滑片P向右移動(dòng),電阻變大,電路中電流減小,故D正確。9.B乙圖電路中的滑動(dòng)變阻器沒(méi)有采用“一上一下”的連接方式,A錯(cuò)誤;在閉合開(kāi)關(guān)測(cè)量前,為了保護(hù)電路,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)該最大,即甲、乙兩圖中滑片P都應(yīng)置于b端,B正確;當(dāng)Rx阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值時(shí),如果選擇甲圖電路連接,則通過(guò)待測(cè)電阻的電流幾乎不發(fā)生變化,所以應(yīng)選擇分壓式電路,即選擇乙圖電路,C錯(cuò)誤;甲圖電路滑動(dòng)變阻器采用限流式接法,滑片滑到b端時(shí),加在Rx兩端的電壓最低但不為零,D錯(cuò)誤。歸納總結(jié)滑動(dòng)變阻器必須采用分壓式接法的幾種情況(1)要求電壓(或電流)能從零開(kāi)始變化;(2)當(dāng)待測(cè)電阻Rx?R(R為滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí);(3)若采用限流式接法,電路中的最小電流仍超過(guò)電路中電表、電阻的允許電流。10.答案甲ACDFH解析Rx的阻值約為10Ω,小于滑動(dòng)變阻器的總阻值,故采用限流接法,選用甲電路;電源電壓U=4.5V,U=Im(Rx+RA),若采用電流表A1時(shí)有I=4.514A=0.321A=321mA,若采用電流表A2時(shí)有I=4.512A=0.375A=375mA,故電流表選D。Rx兩端的最大電壓約為U1=ImRx=0.3×10V=3V,因而電壓表選C,滑動(dòng)變阻器R2最大阻值為500Ω,與R能力提升練1.D2.C3.B4.B5.AD6.A7.BC8.B1.D通過(guò)熔絲的電流相同,根據(jù)電阻定律R=ρLS可知,長(zhǎng)度L相同的兩段熔絲,橫截面積越小電阻R越大,則產(chǎn)生的熱量就越多,就越容易燒斷,故D正確2.C設(shè)正方形導(dǎo)體表面的邊長(zhǎng)為a,厚度為d,材料的電阻率為ρ,根據(jù)電阻定律得R=ρlS=ρa(bǔ)ad=ρd,可見(jiàn)正方形導(dǎo)體的阻值只和材料的電阻率及厚度有關(guān),R1=R23.B解題關(guān)鍵解此題的關(guān)鍵是正確理解公式R=ρlS中l(wèi)和S根據(jù)電阻定律R=ρlS,當(dāng)在1、2兩端加上恒定電壓U時(shí)阻值為R1=ρcab,當(dāng)在3、4兩端加上恒定電壓時(shí)阻值為R2=ρa(bǔ)bc,可得R1R4.B沿電流方向銅柱的電阻為R=ρLS=ρa(bǔ)bc,通過(guò)銅柱的電流為I=UR,電流的微觀表達(dá)式為I=neSv=nebcv,聯(lián)立解得v=Uρa(bǔ)ne5.AD流經(jīng)導(dǎo)線a的電流為I=qt=5×1018×1.6×10-195A=0.16A,故A正確;因兩段導(dǎo)線串聯(lián),電流相等,所以流過(guò)導(dǎo)線b的電流也是0.16A,故B錯(cuò)誤;根據(jù)電阻定律有Ra∶Rb=ρlSa∶ρlSb=Sb∶Sa=2∶1,故C錯(cuò)誤;根據(jù)U=IR,有U6.A由圖像可知a、b兩段導(dǎo)線兩端的電壓之比為Ua∶Ub=6∶2=3∶1,可知電阻之比為Ra∶Rb=3∶1,根據(jù)R=ρlS可得S=ρlR,則SaSb=l7.BC若將導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng),使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉?lái)的12,導(dǎo)線的橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的14,導(dǎo)線的長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,由電阻定律R=ρlS可知,導(dǎo)線電阻變?yōu)樵瓉?lái)的16倍,由歐姆定律I=UR可知,通過(guò)導(dǎo)線的電流變?yōu)镮16,故B正確,A錯(cuò)誤;由電流的微觀表達(dá)式I=nqSv,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)不變,電子所帶電荷量不變,電流變?yōu)樵瓉?lái)的116,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的14,則導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)速率變?yōu)樵瓉?lái)