【創(chuàng)新設(shè)計】2020-2021學年高中物理人教版選修3-1練習：2.7-導體的電阻

對電阻率的理解圖2751．溫度能影響金屬導體和半導體材料的導電性能，在如圖275所示的圖象中分別為某金屬和某半導體的電阻隨溫度變化的關(guān)系曲線，則()A．圖線1反應(yīng)半導體材料的電阻隨溫度的變化B．圖線2反應(yīng)金屬導體的電阻隨溫度的變化C．圖線1反映金屬導體的電阻隨溫度的變化D．圖線2反映半導體材料的電阻隨溫度的變化答案CD解析金屬導體隨著溫度上升，電阻率變大，從而導致電阻增大，對于半導體材料，電阻隨著溫度上升而減小，因此由圖可知，圖1表示金屬導體的電阻隨溫度的變化，圖2表示半導體材料的電阻隨溫度的變化．故C、D正確，A、B錯誤；故選C、D.電阻定律的理解和應(yīng)用2．關(guān)于導體電阻下列說法中正確的是()A．由R＝ρeq\f(l,S)知，導體的電阻與長度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，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比C．將一根導線一分為二，則半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一D．電阻率往往隨溫度的變化而變化答案AD解析導體的電阻率由材料本身的性質(zhì)打算，并隨溫度的變化而變化，導體的電阻與長度、橫截面積有關(guān)，與導體兩端的電壓及導體中的電流無關(guān)，A對，B、C錯．電阻率反映材料導電性能的強弱，電阻率常隨溫度的變化而變化，D對．滑動變阻器的使用圖2763．如圖276所示，A、B間電壓恒為U，當滑動變阻器的滑片P漸漸向上端移動的過程中，燈泡上的電壓數(shù)值()A．始終為UB．始終為0C．漸漸增大到UD．漸漸減小到0答案C解析滑動變阻器為分壓式接法，燈泡兩端的電壓從0～U變化，選項C正確．(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上升而增大，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．依據(jù)以上的信息，推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．關(guān)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上升而增大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(guān)，D錯誤；金屬材料的電阻率隨溫度上升而增大，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肯定大，由于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(guān)外還跟導體的長度、橫截面積有關(guān)．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(yīng)是()A．大于121Ω B．小于121ΩC．等于121Ω D．無法推斷答案B解析由于金屬的電阻率隨溫度的上升而增大，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(yīng)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(shè)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＝eq\f(\x(ρ)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(\x(ρ)3l,S/3)＝9eq\f(\x(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(\x(ρ)l,9S)＝eq\f(1,9)R.圖2775．如圖277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DA．4A B．2AC．0.5A D．0.25A答案A解析依據(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)，依據(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，故其次次電流為4A；故選A.6．兩段材料和質(zhì)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答案B解析材料和質(zhì)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).圖2787．如圖278所示是橫截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的IR圖象．現(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則()A．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(nèi)，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(nèi)，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．圖2798．如圖279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()A．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(yīng)用9．如圖2710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(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法相等時間內(nèi)在電阻中產(chǎn)生的熱量關(guān)系正確的是()圖2710A．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．由于是外形不規(guī)范的導體，所以推斷不出哪一個產(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(shè)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′＝2r，又由于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．圖271110．在如圖2711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(yīng)為()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．圖271211．某個由導電介質(zhì)制成的電阻截面如圖2712所示．導電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)、外半徑分別為a和b的半球殼層外形(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(zhì)的球心成為一個引出電極，在導電介質(zhì)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(shè)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，但是你可以通過肯定的物理分析，對下列表達式的合理性做出推斷．依據(jù)你的推斷，R的合理表達式應(yīng)為()A．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，右邊的單位是Ω，所以C、D錯誤；將b＝a，代入得到R＝0，即電介質(zhì)沿電流方向的長度為零，是合理的．故A錯誤．B正確．12．如圖2713甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)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UI圖線如圖乙所示．當U＝10圖2713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＝1截面積為：S＝bc＝0.02結(jié)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.圖271413．如圖2714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