學高中物理 2-7 導體的電阻題組訓練 新人教版選修3-1

第7講導體的電阻(時間：60分鐘)題組一對電阻和電阻率的理解1．金屬材料的電阻率有以下特點：一般而言，純金屬的電阻率小，合金的電阻率大；金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化，有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響．根據(jù)以上的信息，判斷下列的說法中正確的是()A．連接電路用的導線一般用合金來制作B．電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作C．電阻溫度計一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來制作D．標準電阻一般用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料制作答案B解析純金屬的電阻率小，故連接電路用的導線一般用純金屬來制作，A錯誤；合金的電阻率大，故電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作，B正確；有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化，故電阻溫度計一般用純金屬來制作，C錯誤；有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響，故標準電阻一般用合金材料制作，D錯誤；故選B.2．(多選)關于材料的電阻率，下列說法正確的是()A．電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的導體對電流的阻礙作用越大B．金屬的電阻率隨溫度的升高而增大C．銀材料的電阻率較錳銅合金的電阻率小D．金屬絲拉長為原來的兩倍，電阻率變?yōu)樵瓉淼?倍答案BC解析電阻率是材料本身的一種電學特性，與導體的長度，橫截面積無關，D錯誤；金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，B對；合金的電阻率比純金屬的電阻率大，電阻率大表明材料的導電性能差，不能表明對電流的阻礙作用一定大，因為電阻才是反映對電流阻礙作用大小的物理量，而電阻除跟電阻率有關外還跟導體的長度、橫截面積有關．所以A錯誤，C對．3．一只白熾燈泡，正常發(fā)光時的電阻為121Ω，當這只燈泡停止發(fā)光一段時間后的電阻應是()A．大于121Ω B．小于121ΩC．等于121Ω D．無法判斷答案B解析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)光時的電阻大，停止發(fā)光一段時間后，燈絲溫度降低，電阻減小，故選B.題組二電阻定律的理解和應用4．一根粗細均勻的金屬裸導線，若把它均勻拉長為原來的3倍，電阻變?yōu)樵瓉淼腳_______倍．若將它截成等長的三段再絞合成一根，它的電阻變?yōu)樵瓉淼腳_______倍．(設拉長與絞合時溫度不變)答案9eq\f(1,9)解析金屬原來的電阻為R＝ρeq\f(l,S)，拉長后長度變?yōu)?l，因體積V＝Sl不變，所以導線橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,3)，即eq\f(S,3)，故拉長為原來的3倍后，電阻R′＝eq\f(\a\vs4\al(ρ)3l,S/3)＝9eq\f(\a\vs4\al(ρ)l,S)＝9R.同理，三段絞合后，長度為eq\f(l,3)，橫截面積為3S，電阻R″＝ρeq\f(l/3,3S)＝eq\f(\a\vs4\al(ρ)l,9S)＝eq\f(1,9)R.5．如圖2－7－6所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab＝10cm，bc＝5cm，當將A與B接入電壓為U的電路中時，電流為1A，若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為()圖2－7－6A．4A B．2AC．0.5A D．0.25A答案A解析根據(jù)電阻定律公式R＝ρeq\f(l,S)，有：RAB＝ρeq\f(Lab,Sab)…①；RCD＝ρeq\f(Lad,Sab)…②；故eq\f(RAB,RCD)＝eq\f(LabSab,LadSad)＝eq\f(4,1)，根據(jù)歐姆定律，電壓相同時，電流與電阻成反比．故兩次電流之比為1∶4，故第二次電流為4A；故選A.6．兩段材料和質量都相同的均勻電阻線，它們的長度之比為L1∶L2＝2∶3，則它們的電阻比R1∶R2為()A．2∶3B．4∶9C．9∶4D．3∶2答案B解析材料和質量都相同的均勻電阻線的體積是相同的，又因長度之比L1∶L2＝2∶3，故截面積之比S1∶S2＝3∶2.由電阻定律得電阻之比為eq\f(R1,R2)＝eq\f(ρ\f(L1,S1),ρ\f(L2,S2))＝eq\f(L1,L2)·eq\f(S2,S1)＝eq\f(2,3)×eq\f(2,3)＝eq\f(4,9).7．如圖2－7－7所示是橫截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的I－R圖象．現(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則()圖2－7－7A．甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓小B．甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率小C．在相同時間內，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少D．甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率小答案C解析若將兩電阻絲串聯(lián)接入電路中，由于通過兩電阻絲的電流相同，由圖象可知，此時甲的電阻大于乙的電阻，所以甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓大，A錯誤；由于兩電阻絲的橫截面積、長度均相同，故甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率大，B錯誤；由Q＝I2Rt可知，在相同時間內，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少，C正確；由P＝I2R可知D錯誤．8．(多選)如圖2－7－8所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體，但R1的尺寸比R2的尺寸大，在兩導體上加相同的電壓，通過兩導體的電流方向如圖所示，則下列說法中正確的是()圖2－7－8A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．R1中自由電荷定向移動的速率大于R2中自由電荷定向移動的速率D．R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率答案BD題組三綜合應用9．如圖2－7－9所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法相等時間內在電阻中產(chǎn)生的熱量關系正確的是()圖2－7－9A．圖甲產(chǎn)生的熱量比圖乙產(chǎn)生的熱量多B．圖甲產(chǎn)生的熱量比圖乙產(chǎn)生的熱量少C．圖甲產(chǎn)生的熱量和圖乙產(chǎn)生的熱量一樣多D．因為是形狀不規(guī)范的導體，所以判斷不出哪一個產(chǎn)生的熱量多答案A解析將四分之一圓形薄合金片看成一個電阻，設為r，圖甲中等效為兩個電阻并聯(lián)，R甲＝eq\f(r,2)，圖乙中等效為兩個電阻串聯(lián)，R乙＝2r，又因為兩端的電壓是相等的，故由P＝eq\f(U2,R)知電阻小的產(chǎn)熱多，A正確，B、C、D錯誤．10．在如圖2－7－10所示電路中，AB為粗細均勻、長為L的電阻絲，以A、B上各點相對A點的電壓為縱坐標，各點離A點的距離x為橫坐標，則U隨x變化的圖線應為()圖2－7－10答案A解析由U＝IRx＝eq\f(E,R)·eq\f(R,L)x＝eq\f(E,L)x，其中E、L均為定值，故U與x成正比．A項正確．11．某個由導電介質制成的電阻截面如圖2－7－11所示．導電介質的電阻率為ρ，制成內、外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導電介質的球心成為一個引出電極，在導電介質的外層球殼上鍍上一層電阻不計的金屬膜成為另外一個電極．設該電阻的阻值為R.下面給出R的四個表達式中只有一個是合理的，你可能不會求解R，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，R的合理表達式應為()圖2－7－11A．R＝eq\f(ρb＋a,2πab) B．R＝eq\f(ρb－a,2πab)C．R＝eq\f(ρba,2πb－a) D．R＝eq\f(ρba,2πb＋a)答案B解析等式左邊的單位是Ω，右邊的單位也應該是Ω，所以C、D錯誤；將b＝a，代入B項得到R＝0，即電介質沿電流方向的長度為零，是合理的．故A錯誤．B正確．12．如圖2－7－12甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，當里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其U－I圖線如圖乙所示．當U＝10V時，求電解液的電阻率ρ是多少？圖2－7－12答案40Ω·m解析由圖乙可求得電解液的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5×10－3)Ω＝2000Ω由圖甲可知電解液長為：l＝a＝1m截面積為：S＝bc＝0.02m2，結合電阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(2000×0.02,1)Ω·m＝40Ω·m.13．如圖2－7－13所示，P是一個表面鑲有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為L，直徑為D，鍍膜的厚度為d，管兩端有導電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中，測得它兩端電壓為U，通過它的電流為I，則金屬膜的電阻為多少？鍍膜材料電阻率為多少？圖2－7－13答案eq\f(U,I)