高中物理课时跟踪检测十五导体的电阻新人教版选修3135
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课时跟踪训练〔十四〕实验:导体电阻率的测量A级—学考达标1.在“测定金属丝的电阻率〞的实验中,以下操作中错误的答案是( )A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表外接法,屡次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变解析:选A 实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法。
故A操作错误。
2.用螺旋测微器测量某一物体厚度时,示数如图甲所示,读数为________mm。
用游标卡尺测量某些工件的外径时,示数如图乙所示,如此读数为________mm。
解析:题图甲读数为1 mm+19.5×0.01 mm=1.195 mm,题图乙读数为11 mm+10×0.05 mm=11.50 mm。
答案:(1)1.195(1.194~1.196均可) 11.503.在“测定金属丝的电阻率〞的实验中,(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时,测得结果如图甲所示,如此该金属丝的直径为________mm。
(2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示,如此电压表的读数为________V,电流表的读数为________A。
(3)用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m。
利用以上测量数据,可得这种材料的电阻率为________Ω ·m(保存两位有效数字)。
解析:(1)螺旋测微器的读数为:d=2.5 mm+43.5×0.01 mm=2.935 mm。
(2)因电压表的每小格读数为0.1 V ,所以应估读到0.01 V ,所以电压表的读数为:U =2.60 V ;同理,电流表的每小格读数为0.02 A ,应估读到0.01 A ,所以电流表的读数为:I =0.52 A 。
2.6 导体的电阻(1)实验探究教师:(多媒体展示)实验目的:探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系实验方法:控制变量法实验过程:长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法长度l:用mm刻度尺测;横截面积S:游标卡尺、螺旋测微器或用累积法测直径;电阻R:伏安法。
回顾伏安法测电阻的实验,注意两点,滑动变阻器的接法和电流变的接法选择。
请学生回顾伏安法测电阻的实验电路,并请一位同学把电路图画到黑板上,并及时指出存在的不足和问题,及时评价。
教师:我们本节需要把每一和电阻丝的长度,横截面积,都测量出来吗?学生:不需要。
教师:我们本节课定量研究导体的电阻和长度,横截面积以及材料之间的关系,并且猜想导体的电阻可能和长度成正比,和横截面积成反比关系,因此,我们做一个对比试验就可以达到目的,请同学们看下面的电路图:a 和b :横截面积、长度相同,长度l之比为1:2a 和c :材料、长度相同,横截面积S之比为1:2a 和d :长度、横截面积相同,材料不同①研究导体电阻与导体长度的关系教师:用电压表分别测量a、b两端的电压,根据串联电路特征,电压之比就是电阻之比②研究导体电阻与导体横截面积的关系教师:分别测量a、c两端的电压,电压之比为电阻之比,从而得出电阻和横截面积的关系③研究导体的电阻与导体材料的关系教师:分别测量a、d两端电压,得出电阻和材料的关系学生展示实验结果和结论结论:导体电阻和长度成正比,与横截面积成反比,还和导体的材料有关(2)理论探究1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系3.实验探究导体的电阻R与材料的关系学生根据串并联电路的总电阻的计算方法,串联电阻相当于增加了导体的长度,并联电阻相当于增大了导体的横截面积。
学生:假设有N个阻值相同的电阻,串联起来接入电路,总电阻是原来的N倍,导体总长度也是原来的N倍,可见,导体的电阻和长度成正比;学生:N个阻值相同的电阻,每个电阻横截面积都为S,并联接入电路,总电阻是原来的N分之一,而横截面积是原来的N倍,可见电阻与导线的横截面积成反比;学生:刚才的实验中,不同材料,相同的长度,相同的横截面积,导体的电阻不同,可见导体的电阻还和材料有关。
课时训练15 导体的电阻1.下列说法中正确的是( )A.据R=可知,当通过导体的电流不变时,加在导体两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍B.据R=可知,加在电阻两端的电压改变,通过导体的电流也改变,但导体的电阻不变C.据ρ=可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关答案:BD解析:本题主要考查了电阻的决定因素和电阻率的决定因素。
导体的电阻是由导体本身的性质决定的,其决定式为R=ρ,而R=为电阻的定义式,所以选项A是不对的,选项B是正确的;而ρ=仅是导体电阻率的定义式,电阻率与式中的各物理量间都无关,所以选项C是不对的,选项D是正确的。
2.一同学将滑动变阻器与一只6V、6~8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发光。
按右图所示的接法,当滑片P向右滑动时,灯泡将( )A.变暗B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡答案:B解析:由题图可知,滑动变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,由于灯泡的额定电压等于电源电压,所以不可能烧坏灯泡。
当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电阻减小,灯泡变亮,B选项正确。
3.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断。
由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别。
那么熔丝熔断的可能性较大的是( )A.横截面积大的地方B.横截面积小的地方C.同时熔断D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方答案:B解析:根据电阻定律,横截面积小的地方电阻较大,当电流通过时,电阻大的位置发热量大,易熔断。
选项B正确。
4.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。
某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流约为( )A.0.31μAB.0.62μAC.0.15μAD.0.43μA答案:A解析:因为R=,所以R=3.18×108Ω,所以I=≈0.31μA。
课时跟踪检测(十一) 决定导体电阻大小的因素A 组—重基础·体现综合1.(2020·佛山四校联考)关于材料的电阻率,下面说法正确的是( ) A .一根长导线截成等长三段,每段的电阻率是原来的13B .金属导体的电阻率随温度的升高而增大C .纯金属的电阻率比合金的电阻率大D .电阻率是反映材料导电性能的物理量,材料电阻率越大,则导电性能越好解析:选B 把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻都是原来的13,但是电阻率是不变的,故A错误;金属材料的电阻率随温度的升高而增大,故B 正确;纯金属的电阻率较合金的电阻率小,故C 错误;电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,同等长度和横截面积的导体,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大,导电性能越差,故D 错误。
2.一根均匀电阻丝阻值为R ,在以下哪些情况下,阻值仍为R ( ) A .长度变为一半,横截面积增大一倍时 B .横截面积变为一半,长度变为二倍时 C .长度和横截面积都变为原来的2倍时 D .直径变为一半,长度变为原来的12时解析:选C 根据电阻定律R =ρl S =4ρl πd 2可知,长度变为一半,横截面积增大一倍时,阻值变为R 4,A 错误;横截面积变为一半,长度变为二倍时,阻值变为4R ,B 错误;长度和横截面积都变为原来的2倍时,阻值仍为R ,C 正确;直径变为一半,长度变为原来的12时,阻值变为2R ,D 错误。
3.根据公式R =ρl S 可以导出电阻率的表达式ρ=RS l,对温度一定的某种金属导线来说,它的电阻率( )A .跟导线的电阻R 成正比B .跟导线的横截面积S 成正比C .跟导线的长度l 成反比D .只由导线材料的性质决定解析:选D 电阻率的大小由材料的性质决定,与电阻的大小、导线的长度、横截面积无关,故D 正确,A 、B 、C 错误。
4.有一种 “电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。
课时素养评价13 试验:测量金属的电阻率 A 组 合格性考试练1.(多选)在“测量金属丝的电阻率”试验中,下列关于误差的说法正确的是( )A .电流表采纳外接法,将会使ρ测>ρ真B .电流表采纳外接法,由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差C .由ρ=πd 2U 4Il可知I 、d 、U 、l 中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差 D .由ρ=πd 2U 4Il可知对试验结果精确性影响最大的是直径d 的测量 2.某同学测定一根金属丝的电阻率.(1)先用多用电表粗测其电阻.选择开关先调到欧姆挡“×10”挡位,但在测量电阻时,发觉指针偏转角度太大,这时他应当:a .将选择开关换成欧姆挡的__________挡位(选填“×100”或“×1”).b .将红、黑表笔________,调整欧姆调零旋钮,使欧姆表指针指在表盘右端零刻度处.再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,则此段电阻丝的电阻为________ Ω.(2)现要进一步精确测量其阻值,试验室供应了以下器材:4 V 的直流电源;3 V 量程的直流电压表;电键;导线等.还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用:A .电流表(量程0.3 A ,内阻约1 Ω)B .电流表(量程0.6 A ,内阻约0.3 Ω)C.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)D .滑动变阻器(最大阻值为50 Ω)为了尽可能提高测量精确度且要求电压调整范围尽量大.电流表应选________ ,滑动变阻器应选________________(填器材前面的选项字母).3.物理爱好小组欲较精确地测量一个长约几厘米、电阻约为10 Ω、横截面为圆形、粗细匀称的导体的电阻率.(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,读数L=________ cm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,读数D=________ mm.(2)测量导体的电阻时,除导线和开关外,还有以下器材可供选择:A.电源E(电动势为6.0 V)B.电压表V(量程为0~6 V,内阻约为8 kΩ)C.电流表A1(量程为0~0.6 V,内阻约为0.2 Ω)D.电流表A2(量程为0~3 A,内阻约为0.05 Ω)E.滑动变阻器R2(最大阻值5 Ω,额定电流2 A)为便于调整,测量尽可能精确,试验中所用电流表应选用________(填选项即可).(3)设测得导体的电阻为R、长度为L、直径为D,求得导体的电阻率为________.(用R、L、D三个物理量表示)4.某同学欲测量一阻值大约为10 Ω的金属圆柱体的电阻率.试验室除游标卡尺、螺旋测微器、导线、开关和待测金属以外,还有以下可供选择的器材:A.电源EB.电压表 V(量程为0~6 V,内阻R V≈8 kΩ)C.电流表A(量程为0~0.6 A,内阻R A=0.2 Ω)D.滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω,额定电流为2 A)(1)用游标卡尺测该金属的长度L,如图甲所示,读数L=________ mm,用螺旋测微器测该金属的直径D,如图乙所示,读数D=________mm;(2)为了测量尽可能精确,设计最合理的试验电路图将图丙的虚线框部分补充完整;(3)若电压表示数记为U,电流表示数记为I,则该金属电阻率的表达式ρ=________(用题中相关物理量的字母符号表示).5.某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率.该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径为D,游标卡尺测量该圆柱体的长度为L.(1)该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线.(2)测得该圆柱体的伏安特性曲线如图丙所示,若其斜率为k,则该圆柱体的电阻值R =________.(3)写出该圆柱体材料电阻率的表达式ρ=________(用已知量D、L、k字母表达).(4)从系统误差分析,这时测得的电阻率比真实值偏________(选填“大”或“小”).B组选择性考试练6.某同学设计电路来探究镍铜丝的电阻与长度的关系.(1)请思索电流表应选择的量程________,并用笔画线代替导线把电流表和滑动变阻器连接好.(2)调整P的位置,闭合开关,读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数,算出对应的电阻R,利用多组数据绘出如图(b)所示的Rx图像.通过图线分析,写出镍铜丝的电阻与长度的函数关系式________________.(3)假如该镍铜丝的直径为d,Rx图像的斜率为k,试用k、d写出其电阻率ρ的表达式________________.(4)如图(c),用螺旋测微器测金属丝直径为________ mm;如图(d),用游标卡尺测量金属丝长度为________ cm.7.某试验小组要精确测量阻值约为40 Ω的电阻R x的阻值,依据试验室供应的器材设计电路并组成如图甲所示的电路,其中电压表V1的量程为0.5 V.电压表V2的量程为1 V.(1)定值电阻有50 Ω、100 Ω、200 Ω三种规格,为了能尽量减小误差,定值电阻R0应选用阻值为________ Ω的定值电阻.滑动变阻器有最大电阻为10 Ω、最大电阻为200 Ω两种规格,则滑动变阻器应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器;(2)闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端,闭合开关,调整滑动变阻器,测得多组电压表V1、V2的示数U1、U2,作出U1U2图像如图乙所示,依据图像求得被测电阻的大小为R x=________ Ω(结果保留三位有效数字);(3)由于电压表分流,被测电阻的测量值________(选填“肯定大于”“可能等于”或“肯定小于”)真实值.8.在“金属丝电阻率的测量”的试验中,待测金属丝的电阻R x约为5 Ω,试验室备有下列试验器材:A.电压表(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ);B.电压表(量程0~15 V,内阻约为75 kΩ);C.电流表(量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω);D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω);E.滑动变阻器R1(0~10 Ω,0.6 A);F.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A)G.电池组E(3 V)H.开关S,导线若干.(1)为减小试验误差,应选用的试验器材有________(填器材前面的序号).(2)为减小试验误差,本试验采纳的电路图如图1所示.请把如图2中的实物图用线连接起来.(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm ,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图3所示,则金属丝的直径为________ mm ,电阻值为________ Ω.课时素养评价13 试验:测量金属的电阻率1.解析:由于金属丝阻值较小,若电流表采纳内接法,则电流表分压产生的误差太大,故电流表采纳外接法,R 测<R 真,由R =ρl S 可知ρ测<ρ真,选项A 错误.电流表采纳外接法时,由于电压表的分流作用会引起测量误差,故选项B 错误.由ρ=πd 2U 4Il可知要测量的物理量是d 、U 、I 和l ,测量时都会引起测量误差,且直径d 在公式中是平方关系,所以影响最大,故选项C 、D 正确.答案:CD2.解析:(1)指针偏转角度太大,说明所测电阻的阻值较小,故应当选用小倍率的挡,应将选择开关换成欧姆挡的×1挡位;将红、黑表笔短接,调整欧姆调零旋钮,使欧姆表指针指在表盘右端零刻度处.再次测量电阻丝的阻值,此段电阻丝的电阻为12×1 Ω=12 Ω.(2)伏安法测电阻,有I =U R =312A =0.25 A ,故选用0.3 A 量程电流表即可,电流表应选A ;为了尽可能提高测量精确度且要求电压调整范围尽量大,故须要采纳滑动变阻器分压式接法,所以选用总阻值小的变阻器,滑动变阻器应选C.答案:(1)×1 短接 12 (2)A C3.解析:(1)游标卡尺的主尺读数为52 mm ,游标尺读数为0.05×7 mm=0.35 mm ,所以最终读数等于主尺的读数加上游标尺的读数52 mm +0.35 mm =52.35 mm =5.235 cm ;螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm ,可动刻度读数为0.01×15.0 mm=0.150 mm ,所以最终读数等于固定尺与可动尺的读数之和为2 mm +0.150 mm =2.150 mm.(2)待测电阻的最大电流I max =U R =0.6 A ,因此选择A 1,故选C.(3)依据电阻定律得R =ρL π(D 2)2,解得ρ=πRD 24L . 答案:(1) 5.235 2.150 (2) C (3)πRD 24L4.解析:(1)依据游标卡尺的读数规则可知L =60 mm +4×0.05 mm=60.20 mm ,依据螺旋测微器读数规则可知D =4.5 mm +25.0×0.01 mm=4.750 mm.(2)待测电阻远小于电压表电阻,则电流表采纳外接法,电路图如图所示(3)依据电阻率公式R =ρL S 可得ρ=R x S L ,圆的面积公式可知S =14πD 2,由公式可知R x =U I ,代入可得ρ=πD 2U 4IL . 答案:(1)60.20 4.750(4.749~4.752均可) (2)图见解析 (3)πD 2U 4IL5.解析:(1)依据电路图甲,完成实物图乙,如图所示(2)依据欧姆定律R =U I 可得,I U 图像中图像的斜率表示电阻的倒数,则有k =1R,解得R =1k. (3)依据公式R =ρl S 可得,电阻率为ρ=RS l ,又有S =πr 2=πD 24,代入整理得ρ=πD 24kL . (4)依据题意可知,伏安法测电阻采纳的外接法,由于电压表分流,所测电阻的测量值偏小,则测得的电阻率比真实值偏小.答案:(1)图见解析 (2)1k (3)πD 24kL(4)小 6.解析:(1)由题图(a)(b)可知试验中电源电压在3 V 左右,镍铜丝接入电路的最大阻值在4 Ω左右,则通过滑动变阻器可以使通过镍铜丝的电流在0.6 A 以内,所以为了读数能够更加精确,应选择电流表的0~0.6 A 量程.由于此试验不须要测量镍铜丝接入电路长度肯定时多组的电压和电流值,而是每变更一次长度只测量一组电压和电流值,因此滑动变阻器采纳限流式接法即可,连接图如图所示.(2)R x 图像为一条过原点的倾斜直线,且斜率为10,则镍铜丝的电阻与长度的函数关系式为R =10x (Ω).(3)依据电阻定律有R =ρx S =ρ4x πd 2,由图像可知k =R x ,联立解得ρ=k πd 24.(4)用螺旋测微器测金属丝直径为d =6 mm +12.2×0.01 mm =6.122 mm ,用游标卡尺测量金属丝长度为l =10.2 cm +7×0.05 mm=10.235 cm.答案:(1)0~0.6 A 见解析 (2)R =10x (Ω)(3)ρ=k πd 24 (4) 6.122(6.121~6.123内均可) 10.235 7.解析:(1)为了能保证两个电压表的指针均能有较大偏转,因此选用R x 与R 0比值与两电压表量程比值差不多的电阻,因此应选用100 Ω的定值电阻.由于滑动变阻器为分压接法,应选用较小阻值的滑动变阻器,即选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器.(2)闭合开关前,为了使滑动变阻器输出电压为零,因此滑动变阻器的滑片应移到最左端,依据图像,结合串联电路特点,得到U 1U 2=R x R 0,结合图像有k =R x R 0,则R x =kR 0=0.40.95×100 Ω=42.1 Ω.(3)由U 1U 2=R xR 0,试验测得R x =U 1R 0U 2,真实关系是U 1R V1+U 1Rx 真=U 2R V2+U 2R 0因此被测电阻的真实值Rx 真=U 1U 2R 0+U 2R V2-U 1R V1,由此可以推断若U 1R V1=U 2R V2,则测量值等于真实值.答案:(1)100 10 (2)左 42.1(41.5~42.5) (3)可能等于8.解析:(1)由于电源电动势为3 V ,所以电压表应选A ;被测电阻约为5 Ω,电路中的最大电流约为I =0.6 A ,电流表应选D ;依据滑动变阻器允许通过的最大电流可知,滑动变阻器应选E ;还要选用电池组和开关,导线若干.故应选用的试验器材有A 、D 、E 、G 、H.(2)实物连接如图所示.(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.636 mm ,从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V ,从电流表可以读出通过电阻的电流为0.50 A ,被测金属丝的阻值为R x =U x I x =1.200.50Ω=2.4 Ω.答案:(1)ADEGH (2)见解析图(3)0.636(0.634~0.638均可) 2.4。
课时分层作业(十五) 导体的电阻A 组 基础达标练1.下列关于电阻率的叙述正确的是( )A .半导体材料的电阻率会随温度、光照等发生变化B .常用的导线是用电阻率较大的铝、铜材料做成的C .各种材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度 D.各种材料的电阻率不会随温度的变化而变化2.有甲、乙两根材料不同、长度和横截面积都相同的金属丝,在温度一定的情况下,甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍.以下有关它们电阻值的说法正确的是( )A .甲、乙两根金属丝的电阻值相等B.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍C.乙金属丝的电阻值是甲金属丝电阻值的2倍D.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的4倍3.(多选)一根粗细均匀的细铜丝,原来的电阻为R ,则下列说法正确的是( )A .截去13,剩下部分的电阻变为13RB .均匀拉长为原来的2倍,电阻变为2RC .对折后,电阻变为14RD .均匀拉长,使横截面积变为原来的12,电阻变为4R4.如图所示为甲、乙两电阻的I U 图像,则下列说法正确的是( ) A .甲的电阻是乙的电阻的3倍B .在两个电阻两端加上相同的电压,通过甲的电流是通过乙的电流的2倍C .欲使通过两个电阻的电流相同,加在乙两端的电压应是加在甲两端电压的3倍D .甲的电阻是乙的电阻的2倍5.某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示.下列判断中正确的是( )A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强B.图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而增强C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样D.图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40V)时,反向电流才急剧变大6.某同学用理想电流表和电压表分别对三个定值电阻各进行一次测量,并将所测三组电流和电压值描点到如图所示的IU坐标系中.则这三个电阻的大小关系正确的是( ) A.R a=R b>R c B.R a>R b>R cC.R a=R b<R c D.R a>R b=R c7.甲、乙、丙三个长度、横截面积都相同的金属导体分别接入电路后各自进行测量,把通过上述导体的电流I、导体两端的电压U在如图所示的UI坐标系中描点,O为坐标原点,甲、乙、丙三个点恰好在一条直线上.则下列表述中正确的是( )A.甲的电阻率最小B.乙的电阻率最小C.丙的电阻率最小D.三个金属导体的电阻率一样大8.(多选)取一段额定电压为220V,额定功率大于100W的废灯泡的灯丝约2cm长.灯丝与两节干电池及2.5V小灯泡的电路连接如图所示.闭合开关,灯泡发光并且较亮,再用点燃的蜡烛给灯丝加热,则( )A.小灯泡和灯丝是并联连接B.观察到的现象是小灯泡变暗C.小灯泡变暗的原因是灯丝的电阻随温度升高而增大D.上述现象说明了温度升高,灯丝的电阻率变大9.某电路需要20A的保险丝,但手边只有用同种材料制成的“15 A”和“5 A”两种型号的保险丝,它们的规格如下表所示.能否将这两种保险丝取等长的两段并联后接入该电路中?说明其理由.10.滑动变阻器的结构如图所示.A、B是绕在绝缘筒上电阻丝的两个端点,C、D是金属杆的两个端点.电阻丝上能够与滑片P接触的地方的绝缘漆已被刮去,使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来.把A和C接线柱接入电路中,当滑片P由B向A移动时,接入电路的电阻将由大变小,这是为什么?你是否可以设计出另外几种连接方案,使滑片P移动时,接入电路的电阻由大变小?B组能力提升练11.发光二极管简称为LED,它被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域.如图为某LED的伏安特性曲线,根据此伏安特性曲线,下列说法错误的是( )A.当LED两端电压在2V以下时,通过LED的电流几乎为零B.当LED两端电压为3.0V时,它消耗的功率约为0.15WC.如果把电压3V~3.5V段近似看作直线,那么这一电压范围内,电阻几乎保持不变,其电阻约为2.5ΩD .在电压3V ~3.5V 范围内,LED 的电阻随接入两端电压的增大而减小12.[2023·山西朔州高二开学考试](多选)如图甲所示电路中,电源电动势为3.0V ,内阻不计,L 1、L 2、L 3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.开关S 闭合后下列判断正确的是( )A .L 1电流为L 2电流的2倍B .此时L 2的电阻约为7.5ΩC .L 1、L 2、L 3的电阻相等D .此时L 2消耗的电功率为0.3W课时分层作业(十五) 导体的电阻1.解析:电阻率是反映材料导电性能的物理量,一般半导体材料的电阻率随着温度的升高而减小,A 正确;常用导线选择铜、铝作为原料是因为铜、铝的电阻率较小,B 错误;电阻率由材料决定,与导体的电阻、横截面积和长度无关,C 错误;部分合金的电阻率不变,大部分材料的电阻率会随温度的变化而变化,D 错误.答案:A2.解析:由电阻定律公式R =ρl S可以知道,长度和横截面积都相同的金属丝,电阻与电阻率成正比,因为甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍,所以甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍,故B 正确,A 、C 、D 错误.答案:B3.解析:截去细铜丝的13,剩余部分长度变为原来的23,根据电阻定律R =ρlS 可知,剩余电阻变为23R ,A 错误;将细铜丝均匀拉长为原来的2倍,由于体积不变,则横截面积变为原来的12,根据电阻定律R =ρlS 可知,电阻变为4R ,B 错误,D 正确;将细铜丝对折后,长度变为原来的12,横截面积变为原来的2倍,根据电阻定律R =ρl S 可知,电阻变为14R ,C 正确.答案:CD4.解析:由I U 图线可知,电阻为图线斜率的倒数,则有R 甲R 乙=tan30°tan60°=13,故甲的电阻是乙的电阻的13,A 、D 错误;两电阻两端电压相同,则由I =UR 可知,通过甲的电流是通过乙的电流的3倍,故B 错误;根据I =UR可知,欲使通过两个电阻的电流相同,加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍,故C 正确.答案:C 5.解析:由题图甲可知,随着电压增加图线斜率不变,即该元件电阻阻值的倒数不变,阻值不变,导电性能不变,故A 错误;由题图乙可知,随着电压增加图线斜率变小,该元件电阻阻值的倒数变小,阻值增加,导电性能随电压的增大而减弱,但不能说明和温度的变化情况,故B 错误;由题图丙可知,加正向电压和反向电压时图线关于原点不对称,因为横坐标不一样,故导电性能不一样,故C 错误;根据图丙可知该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40V)时,反向电流才急剧变大,故D 正确.答案:D6.解析:根据I =U R =1RU 可知,电阻的I U 图像的斜率的倒数等于电阻,可知a 、b 与原点连线的斜率相等且大于c 与原点连线的斜率,可知a 、b 电阻相等且小于c 的电阻,即R a =R b <R c ,故C 正确.答案:C 7.解析:根据U =IR 可知,U I 图像中图线上的点与坐标原点连线的斜率的大小表示电阻,根据给出的点得出对应的图线如图所示.甲与坐标原点连线的斜率最大,那么其对应的电阻最大,丙与坐标原点连线的斜率最小,那么其对应的电阻最小.由于三个金属导体的长度、横截面积均相同,由电阻定律R =ρl S 可知,电阻率ρ=RS l,因此甲的电阻率最大,丙的电阻率最小.C 正确.答案:C8.解析:由图可知小灯泡和灯丝是串联连接,A 错误;用点燃的蜡烛给灯丝加热,灯丝的电阻随温度升高而增大,则观察到的现象是小灯泡变暗,B 、C 正确;根据公式R =ρl S可知灯丝的电阻增大,电阻率增大,即温度升高,灯丝的电阻率变大,D 正确.答案:BCD9.解析:这两段等长的保险丝横截面积之比为S 1∶S 2=1∶4,由电阻定律R =ρl S得电阻之比为R 1∶R 2=S 2∶S 1=4∶1.并联接入电路后两端的电压相等,由欧姆定律得,通过的电流之比为I 1∶I 2=R 2∶R 1=1∶4,即第2根保险丝中的实际电流是第1根中的4倍,而额定电流只是第1根的3倍,所以不能这样来使用.答案:见解析 10.解析:把A 和C 接入电路,当滑片P 由B 向A 移动时,接入电路的电阻将由大变小.因为接入电路的电阻丝的长度变小.A 、D 接入电路,当滑片P 由B 向A 移动时,接入电路的电阻由大变小.B 、C 或B 、D 接入电路,P 由A 向B 移动时,接入电路的电阻均由大变小.答案:见解析11.解析:由图像可知,当LED 两端电压在2V 以下时,通过LED 的电流几乎为零,故A 正确;当LED 两端电压为3.0V 时,电流为50mA ,则它消耗功率为P =UI =3×0.05W=0.15W ,故B 正确;根据R =U I,由图像可知,在电压3~3.5V 范围内,LED 的电阻随接入两端电压的增大而减小,故C 错误,D 正确.答案:C12.解析:根据图像,L 1的电压为3.0V ,对应的电流为0.26A ,L 2两端电压为1.5V ,对应的电流为0.2A ,L 1电流不是L 2电流的2倍,A 错误;此时三个灯泡的电阻约为R 2=1.50.2Ω=7.5Ω,R 3=3.00.26Ω=11.5Ω,B 正确,C 错误;此时L 2消耗的电功率为P 2=UI =1.5×0.2W=0.3W ,D 正确.答案:BD。
课时跟踪检测(十五)导体的电阻1.白炽灯的灯丝是由钨制成的,下列说法中正确的是()A.由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体,故两种情况下电阻相同B.白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻C.白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻D.条件不足,不能确定解析:选B白炽灯的灯丝为金属,所以电阻率随温度的升高而增大,正常工作时温度高于不工作时的温度,所以工作时的电阻大于不工作时的电阻,B 对。
2.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断。
由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别。
那么熔丝熔断的可能性较大的是() A.横截面积大的地方B.横截面积小的地方C.同时熔断D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方解析:选B根据电阻定律,横截面积小的地方电阻较大,当电流通过时,电阻大的位置发热量大易熔断。
选项B正确。
3.两根材料相同的均匀导线,质量之比为1∶3,长度之比为2∶1,当加上相同的电压后,通过两导线的电流之比为()A.12∶1B.1∶12C.3∶4 D.2∶3解析:选B两根材料相同的均匀导线,质量之比为1∶3,体积之比为1∶3,据横截面积S=,横截面积之比为1∶6;据电阻定律R=ρ,导体电阻之比为12∶1;加上相同的电压后,据I=,通过两导线的电流之比为1∶12;故B正确。
4.如图所示,某一导体的形状为长方体,其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶2。
在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4。
在1、2两端加上恒定电压,导体的电阻为R1;在3、4两端加上恒定电压,导体的电阻为R2,则R1∶R2为()A.1∶1 B.9∶25C.25∶4 D.4∶25解析:选D根据电阻定律R=ρ得,当在1、2两端加上恒定电压时,R1=ρ,在3、4两端加上恒定的电压时,R2=ρ,所以==,故D正确。
5.两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为L和2L,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为()A.2∶3 B.1∶3C.1∶2 D.3∶1解析:选B由图像可知两导线电压降分别为U A=6 V,U B=4 V;由于它们串联,则3R B=2R A;由电阻定律可知=,得=,选项B正确。
导体的电阻合格考达标练1.用电器A 的电阻是用电器B 的电阻的2倍,加在A 上的电压是加在B 上的电压的一半,那么通过A 、B 的电流I A 和I B 的关系是( )A.I A =2I BB.I A =I BC.I A =12I B D.I A =14I BI=UR 得IA IB =U A RB U B R A=12×12=14,即I A =14I B ,故选项D 正确。
2.在边长为a 、厚度为h 的导体中,通以图示方向的电流,导体的电阻为R 1,现将其四等分,取其中之一通以图示方向的电流,其电阻为R 2,则R 1∶R 2为( )A.4∶1B.1∶1C.1∶2D.2∶1R=ρLS可知,长度变为原来的一半,面积变为原来的一半,电阻不变,则电阻之比为1∶1,B 正确。
3.一个内阻可以忽略的电源接在一个装满水银的绝缘圆管两端,通过的电流为0.1 A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里,通过的电流将是( ) A.0.4 A B .0.8 A C .1.6 A D .3.2 A,横截面积变为原来的4倍,由于水银体积不变,故水银长度变为原来的14,则由电阻定律知电阻变为原来的116,由欧姆定律知电流变为原来的16倍,为1.6 A,C 正确。
4.金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,如图的四个图像中可能表示金属铂电阻的U -I 图像是( ),电阻随温度的升高而增大,在一定温度下其U -I 图线是非线性的,且图线的斜率越来越大,B 正确,A 、C 、D 错误。
5.(2020安徽黄山高二上学期期末质量检测)某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U -I 坐标系中描点,得到了如图所示的a 、b 、c 、d 四个点,其中电阻值最大的是( )A.a 点对应的电阻B.b 点对应的电阻C.c 点对应的电阻D.d 点对应的电阻R=U I可知,某点与原点连线的斜率越大,则电阻越大,由图像可知a 点与原点连线的斜率最大,电阻最大,选项A 正确。
人教版物理选修3-1第二章:导体的电阻一、多选题1. 关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是()知,导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比,与横截面积S成反比A.由R=ρlS可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由R=UIC.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.电阻率往往随温度的变化而变化2. 下面关于螺旋测微器读数正确的是()A.甲图中的读数为3.40mmB.甲图中的读数为3.400mmC.乙图中的读数为1.032mmD.乙图中的读数为1.532mm3. R1和R2是材料相同,厚度相同,表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图电路的A、B端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,下列判断正确的是()A.R1=R2B.R1>R2C.U1<U2D.U1=U2二、选择题.对于温度一定的某种金属导线来说,它的电阻率根据电阻定律,电阻率ρ=R⋅SL()A.跟导线的电阻成正比B.跟导线的横截面积成正比C.跟导线的长度成反比D.由所用金属材料本身特性决定用游标卡尺测量某一物体的厚度,测量时游标卡尺的示数如图所示,下列读数中正确的是()A.3.90cmB.31.0mmC.30mmD.30.0mm一同学将变阻器与一只“6V、6∼8W”的小灯泡L及开关S串联后接在6V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发光.按如图所示的接法,当滑片P向右滑动时,灯泡将()A.变暗B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡关于导体的电阻,下列说法正确的是()A.R=ρlS是电阻的定义式B.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体的长度决定,与温度有关C.各种材料的电阻率都随温度升高而增大D.电阻率ρ很大的导体,电阻可以很小如图所示,一段长为a,宽为b,高为c(a>b>c)的导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大的电阻为R,则最小的电阻为()A.c2Ra2B.c2RabC.a2RbcD.R如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc.当将A与B接入电压U(V)的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U(V)的电路中,则电流为()A.4IB.2IC.12I D.14I欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是()A. B.C. D.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc,当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比R AB:R CD为()A.1:4B.1:2C.2:1D.4:1在如图所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为()A. B.C. D.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω⋅m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A.0.31μAB.0.62μAC.0.15μAD.0.43μA某同学想探究导电溶液是否与金属一样遵从电阻定律.她拿了一根有弹性的细橡胶管,里面灌满了盐水,两端用铁棒塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.她量得盐水柱的长度是20cm,并测出此时盐水柱的电阻等于R.然后,她握住橡胶管的两端把它拉长,使盐水柱长度变为40cm.如果溶液的电阻也遵从电阻定律,此时盐水柱的电阻值应为()A.RB.12R C.2R D.4R两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为()A.2:3B.1:3C.1:2D.3:1某个由导电介质制成的电阻截面如图所示.导电介质的电阻率为ρ、制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极.设该电阻的阻值为R,下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,R的合理表达式应为()A.R=ρ(b+a)2πab B.R=ρ(b−a)2πabC.R=ρab2π(b−a)D.R=ρab2π(b+a)三、实验题在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测电阻丝:R x(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);A2(量程3A,内阻约0.05Ω);电源:E1(电动势3V,内阻不计);E2(电动势12V,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω)螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均选填器材代号),在虚线框内完成电路原理图.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和图乙所示,长度为________cm,直径为________mm.(2)按图丙连接电路后,实验操作如下:①将滑动变阻器R1的阻值置于最________(选填“大”或“小”)处;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;②将电阻箱R2的阻值调至最________(选填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω.(3)由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.四、解答题一根长为l=3.0m、横截面积为S=1.5×10−3m2的铁棒,两端加电压U=8.0×10−2V.(铁的电阻率ρ=1.0×10−7Ω⋅m)求:(1)通过铁棒的电流.(2)铁棒内的电场强度.测量液体的电阻率,工业上采用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如图所示,A、B是两片面积为1cm2的正方形铂片,间距为d=1cm,把它们浸在待测液体中,若通过两根引线加上一定的电压U=6V时,测出电流I=1μA,则(1)这种液体的电阻为多少?(2)这种液体的电阻率是多少?材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1−αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0∘C时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数.金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数.利用具有正、负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:在0∘C时,铜的电阻率为1.7×10−8Ω⋅m,碳的电阻率为3.5×10−8Ω⋅m;在0∘C附近,铜的电阻温度系数为3.9×10−3∘C−1,碳的电阻温度系数为−5.0×10−4∘C−1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长10m的导体,要求其电阻在0∘C附近不随温度变化,求所需碳棒的长度.(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第二章:导体的电阻一、多选题1.【答案】A,D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:ABC项,导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化.导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体两端的电压及导体中的电流无关,A正确,B、C错误;D项,电阻率反映材料导电性能的强弱,电阻率常随温度的变化而变化,D正确.故选AD.2.【答案】B,D【考点】螺旋测微器【解析】此题暂无解析【解答】解:AB项,甲图螺旋测微器的固定刻度为3mm,可动刻度为40.0×0.01mm=0.400m,所以最终读数为3mm+0.400mm=3.400mm,所以A错误,B正确;CD项,乙图螺旋测微器的固定刻度为1.5mm,可动刻度为3.2×0.01mm=0.032mm,所以最终读数为1.5mm+0.032mm=1.532mm,所以C错误,D正确.故选BD.3.【答案】A,D【考点】电阻定律闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设正方形的边长为a,则导体的电阻R=ρLS =ρaad=ρd,由两导体的ρ与d相同,得两导体电阻相等,即R1=R2,故A正确,B错误;导体接入电路中,电压表示数U=IR=Er+RR,由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R 相同,则电压表示数U相同,即U1=U2,故C错误,D正确.故选AD.二、选择题【答案】D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:导线的电阻率与导体的电阻大小、横截面积、长度无关,由材料本身特性决定,故D正确,A、B、C错误.故选D.【答案】D【考点】游标卡尺【解析】此题暂无解析【解答】解:当10分度游标卡尺的零刻度线和第10条刻度线都和主尺上某一刻度线对齐时,游标卡尺的读数应看其零刻度线所对齐的主尺上的刻度.如本题中游标卡尺的零刻度线与主尺上30.0mm的刻度线重合,所以被测物体的长度是30.0mm,而不是31.0mm.故D正确.故选D.【答案】B【考点】闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解:由题图可知,变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,由于灯泡的额定电压等于电源电压,所以不可能烧坏灯泡.当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电阻减小,灯泡变亮,B选项正确.故选B.【答案】D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:A.R=ρl是电阻的决定式,电阻的定义式是根据欧姆定律得出的,故A错误;SB.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,与导体的性质和温度有关,与导体的长度无关,故B错误;C.各种材料的电阻率随温度升高而变化的方向不一定相同,金属导体随温度的升高而增大,而半导体随温度的升高却减小,故C错误;D.根据电阻定律可知,如果导线长度很小,而横截面积很大时,电阻率很大,电阻也可能很小,故D正确.故选D.【答案】A【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:最大电阻对应的接法应是横截面积最小而长度最长的,即S1=bc,L1=a,此时R=ρabc;最小的电阻对应最大的横截面积与最短的长度,即S2=ab,L2=c,此时R′=ρcab ,则有ρ=R⋅bca=R′⋅abc,得R′=c2a2R.A正确.故选A.【答案】A【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设沿AB方向的横截面积为S1,沿CD方向的横截面积为S2,则有S1S2=12.AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有R1R2=ρl abS1ρl bcS2=41,电流之比I1I2=R2R1=14,I2=4I1=4I.A正确.故选A.【答案】A【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:由电阻的决定式R=ρLS 可知,A中电阻R A=ρcab,B中电阻R B=ρbac,C中电阻R C=ρabc ,D中电阻R D=ρabc,故电阻最小的为A.故A正确.故选A.【答案】D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设沿AB方向横截面积为S1,沿CD方向横截面积为S2,则有S1S2=L adL ab=12,AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有R1R2=ρ⋅L abS1ρ⋅L bcS2=L abL bc⋅S2S1=21⋅21,故R1R2=41.D正确.故选D.【答案】A【考点】路端电压与负载的关系【解析】此题暂无解析【解答】解:由U=IR x=ER ⋅RLx=ELx,其中E、L均为定值,故U与x成正比,A正确.故选A.【答案】A【考点】欧姆定律的应用电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:由R=ρlS ,得R=3.18×108Ω,所以I=UR=0.31μA,A正确.故选A.【答案】D【考点】电阻定律【解析】由电阻定律可得,R=ρLs,对于盐水来讲,体积V=LS保持不变,由此得到电阻的数值.【解答】解:溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,故R=ρLS,使盐水柱长度变为40cm.体积不变,则横截面积变为原来的12,可知电阻变为原来的4倍,即为4R.故选:D.【答案】B【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:A、B两端的电势差分别为6V、4V,电流相等.根据欧姆定律得R AR B =32,根据电阻定律得,R=ρlS ,则S=ρlR.则横截面积之比S AS B=13.故B正确,A、C、D错误.故选B.【答案】B【考点】物理量单位推导【解析】此题暂无解析【解答】解:A项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω,单位是合理的.将b=a代入得到R≠0,因为电阻是很薄的一层,电阻应该很小,这个等式是不合理的,故A错误;B项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω,单位是合理的.将b=a代入得到R=0,根据上面分析是合理的,故B正确;C项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω⋅m2,左右两边单位不同,则此式不合理,故C错误;D项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω⋅m2,左右两边单位不同,则此式不合理,故D错误.故选B.三、实验题【答案】(1)1.773(1.771∼1.775均正确)(2)A1,E1,如解答图所示【考点】测定金属的电阻率【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)螺旋测微器的固定刻度上显示为1.5mm,小数部分由可动刻度读得为0.273mm,二者相加就是测量值,1.5mm+0.273mm=1.773mm.(2)待测电阻丝的额定电流大约为0.5A,为了减小实验误差,应选量程为0.6A的电流表A1,待测电阻丝的电阻大约为4Ω,额定电流大约为0.5A,故由欧姆定律得额定电压大约为2V,所以电源应选E1.由于待测电阻丝的电阻较小,故电流表应选外接法,如图所示.【答案】(1)5.01,5.315(2)①大,②大(3)1280【考点】测定金属的电阻率【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)游标卡尺的读数为l=(50+0.1×1)mm=50.1mm=5.01cm,螺旋测微器的读数为d=(5+31.5×0.01)mm=5.315mm.(2)电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则.此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的,故在①步骤中合上开关前应使其接人电路中的阻值为最大,以保证电路安全.同理②步骤中亦将电阻箱R2的阻值调至最大.(3)①步骤中,由闭合电路欧姆定律得I0=ER+R1+R g+r,其中R表示圆柱体的电阻②步骤中,仍由闭合电路欧姆定律得I0=ER2+R1+R g+r,由等量代换可得R=R2=1280Ω.四、解答题【答案】(1)通过铁棒的电流为4×102A.(2)铁棒内的电场强度为2.7×10−2V/m.【考点】欧姆定律的应用电阻定律电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)由R=ρlS 和I=UR得I=USρl =8.0×10−2×1.5×10−31.0×10−7×3.0A=4×102A.(2)E=Ud =8×10−23.0V/m=2.7×10−2V/m.【答案】(1)这种液体的电阻为6×106Ω;(2)这种液体的电阻率是6×104Ω⋅m.【考点】电阻定律闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)根据欧姆定律R=UI得液体的电阻R=UI =61×10−6Ω=6×106Ω.(2)根据电阻定律R=ρLS可得ρ=RSL =6×106×1×10−41×10−2Ω⋅m=6×104Ω⋅m.【答案】所需碳棒的长度为3.27m.【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设碳棒的长度为x,则铜棒的电阻为R1=ρ1L−xS =ρ01(1−α1t)L−xS,碳棒的电阻R2=ρ2xS =ρ02(1−α2t)xS,要使得在0∘C附近总电阻不随温度变化,则有R1+R2=定值,则有式中t的系数必须为零,即有x≈3.27m.。
高中物理课时分层作业15导体的电阻(含解析)新人教版选修31课时分层作业(十五)(时间:15分钟分值:50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.下列关于电阻率的说法正确的是( )A.电阻率与导体的长度有关B.电阻率与导体的横截面积有关C.电阻率表征了材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,而与温度无关D.电阻率表征了材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关D[电阻率是由材料本身决定的,且与温度有关,而与其他因素无关,选项D正确。
] 2.(多选)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,如图所示为某金属导体和某半导体材料的电阻随温度变化的关系曲线,下列说法正确的是( )A.图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系B.图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系C.图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系D.图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系CD[金属导体的电阻随温度的升高而增大,半导体材料的电阻随温度的升高而减小,故选项C、D正确。
]3.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断。
由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别。
那么熔丝熔断的可能性较大的是( )A.横截面积大的地方B.横截面积小的地方C.同时熔断D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方B[根据电阻定律,横截面积小的地方电阻较大,当电流通过时,电阻大的位置发热量大易熔断。
选项B正确。
]4.关于材料的电阻率,下列说法中正确的是( )A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的三分之一B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大C[电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关,A选项错。
金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料则相反,B选项错。
课时跟踪检测(十三) 试验:导体电阻率的测量1.在测定阻值较小的金属的电阻率的试验中,为了减小试验误差,并要求在试验中获得较大的电压调整范围,在测量其电阻时应选择的电路是图1中的( )图1解析:选D 金属的阻值较小,在用伏安法测电阻时应当用电流表外接法,题干中要求试验中获得较大的电压调整范围,故滑动变阻器要采纳分压式接法,D正确。
2.读出螺旋测微器的读数。
图2图2甲读数为________ mm;图2乙读数为________ cm。
解析:甲图读数为:2 mm+32.0×0.01 m m=2.320 mm乙图读数为:13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm=1.387 0 cm。
答案:2.320 1.387 03.现有一合金制成的圆柱体。
为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
螺旋测微器和游标卡尺的示数如图3甲和乙所示。
图3(1)由图读得圆柱体的直径为______________ mm ,长度为____________ cm 。
(2)若流经圆柱体的电流为I ,圆柱体两端之间的电压为U ,圆柱体的直径和长度分别用D 、L 表示,则用D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ=________。
解析:(1)圆柱体的直径为1.5 mm +34.2×0.01 mm=1.842 mm ;长度为42 mm +8×0.05 mm =42.40 mm =4.240 cm 。
(2)由欧姆定律R =UI 和电阻定律R =ρL S, 联立得ρ=RS L =US IL =πD 2U4IL。
答案:(1)1.842(1.841~1.844均可) 4.240 (2)πD 2U4IL4.在“测定金属的电阻率”的试验中:图4(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图4甲所示,则金属丝的直径为d =________ mm 。
导体的电阻~8 W的小灯泡L上,当S闭合时,发现灯泡发光.按右图所示的接法,当滑片P向下滑动时,灯泡将( ) A.变暗B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡【解析】由题图可知,变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,由于灯泡的额定电压等于电源电压,所以不可能烧坏灯泡.当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电阻减小,灯泡变亮,B选项正确.【答案】B6.如右图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I-R图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则( )A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小【解析】若将两电阻丝串联接入电路中,由于通过两电阻丝的电流相同,由图象可知,此时甲的电阻大于乙的电阻,所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大,A错误;由于两电阻丝的横截面积、长度均相同,故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大,B错误;由Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确;由P=I2R可知D错误.【答案】C7.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则x、y导线的横截面积之比为( )A.2 :3 B.1 :3C.1 :2 D.3 :1【解析】由图象可知,U x=6 V,U y=4 V,因两导体串联时电流相同,则U xU y=R xR y,而R x=ρlS x,R y=ρ2lS y,所以U xU y=S y2S x,则S xS y=U y2U x=42×6=13.【答案】B8.一根长为1 m的均匀电阻丝需与一个“10 V 5 W”的灯同时工作,电源电压恒为100 V,电阻丝阻值R=100 Ω(其阻值不随温度变化),现利用分压电路从电阻丝上获得电能,使灯正常工作.(1)在上图完成所需电路;(2)电路中电流表的量程应选________(填“0~0.6 A”或“0~3 A”).(3)灯正常工作与其并联的电阻丝长度为________m(计算结果保留小数点后两位).【解析】(1)如见答图.⎝⎛⎭⎪⎫或35-510远的一个电源供电,线路上的电流为,那么铜导线的横截面积最小应是多少?2.45Ω=0.48 Ω×50×20.48m 2=3.54×1能力提升A 的电流被熔断,直径根细铅丝和一根粗铅丝并联成电路中的保险丝,则通过=⎝ ⎛⎭⎪⎫D 2D 12=22=4,则超过了粗铅丝的熔断电流,所带的电荷量将( ).先变大后变小当圆环分开的两部分电阻相等时,并联后阻值最大,程中,电路总电阻先变大后变小,总电流先变小后变大,知,电容器所带电荷量将先变小后变大,故选温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,在如图所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则反映半导体材料的电阻随温度的变化反映金属导体的电阻随温度的变化反映金属导体的电阻随温度的变化是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为现把它接入电路中,测得它两端电压为则金属膜的电阻为多少?镀膜材料电阻率的计算式是什么?,电阻定律R=ρ。
课时跟踪检测(十二) 导体的电阻A 组—重基础·体现综合1.关于材料的电阻率,下面说法正确的是( ) A .一根长导线截成等长三段,每段的电阻率是原来的13B .金属导体的电阻率随温度的升高而增大C .纯金属的电阻率比合金的电阻率大D .电阻率是反映材料导电性能的物理量,材料电阻率越大,则导电性能越好 解析:选B 把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻都是原来的13,但是电阻率是不变的,故A 错误;金属材料的电阻率随温度的升高而增大,故B 正确;纯金属的电阻率较合金的电阻率小,故C 错误;电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,同等长度和截面积的导体,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大,导电性能越差,故D 错误。
2.两根材料和长度均相同的合金丝a 、b 的伏安特性曲线分别如图中A 、B 所示,则a 、b 电阻R a 、R b 以及横截面积S a 、S b 的关系正确的是( )A .R a >R b 、S a >S bB .R a >R b 、S a <S bC .R a <R b 、S a >S bD .R a <R b 、S a <S b解析:选B 根据I -U 图像可知,R b <R a ,两电阻丝的长度和材料相同,则根据电阻定律R =ρlS可知S b >S a ,选项B 正确。
3.电流的强弱用电流强度(简称电流)表示,关于电流这个物理量,下列说法正确的是( )A .电流是矢量,其方向与正电荷定向运动的方向相同B .根据I =qt ,电流与通过导体某横截面的电荷量成正比,与所用的时间成反比C .根据I =UR ,导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比D .在国际单位制中,电流的单位是安培,是导出单位解析:选C 电流的方向为正电荷定向运动的方向,但电流的加减遵循代数加减法而非平行四边形法则,是标量,故A 错误;I =qt 采用的是比值定义法,电流的大小与通过横截面的电荷量、通电时间无关,故B 错误;根据欧姆定律I =UR 可知,电流与导体两端的电压成正比、与导体的电阻成反比,故C 正确;在国际单位制中,电流的单位是安培,是基本单位,故D 错误。
课时跟踪检测(十五)实验:传感器的应用1.关于光敏电阻和热敏电阻,下列说法中正确的是( )A.光敏电阻是用半导体材料制成的,其阻值随光照的增强而减小,随光照的减弱而增大B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C.热敏电阻是用金属铂制成的,它对温度感知很灵敏D.热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析:选A 光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件,热敏电阻是把温度转换为电阻的元件,故B、D错误;热敏电阻与金属热电阻是两个不同的概念,热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的,半导体具有光敏性和热敏性,金属热电阻随温度升高电阻增大,但灵敏度不高,故C错误,A正确。
2.[多选]如图所示为一个逻辑电平检测电路,A与被测点相接,则( )A.A为低电平,LED发光B.A为高电平,LED发光C.A为低电平,LED不发光D.A为高电平,LED不发光解析:选BC A为低电平时,Y为高电平,LED的电压小,不发光;A为高电平时,Y 为低电平,LED的电压大,发光,故B、C正确,A、D错误。
3.目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关。
该延时开关的简化原理如图所示。
图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合,这时释放K后,延时开关S约在1 min后断开,电灯L熄灭。
根据上述信息和原理图,我们可推断:按钮开关K按下前,发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K 按下再释放后,电灯L发光持续时间约______min。
这一过程中发光二极管是______(填“发光的”或“熄灭的”)。
限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R________R L的条件。
解析:开关K按下前,S断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的。
课时作业(十五) 导体的电阻一、单项选择题1.下列关于电阻率的叙述,正确的是( ) A .电阻率与导体的长度和横截面积有关B .电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关C .电阻率大的导体,电阻一定大D .有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可以用来制成电阻温度计解析:电阻率表征了材料的导电能力的强弱,电阻率的大小与材料、温度有关,与横截面积、长度无关,选项A 错误、B 正确;根据电阻公式R =ρl S知,电阻率大的导体,电阻不一定大,还与横截面积和长度有关,选项C 错误;有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,温度变化时电阻几乎不变,无法显示其温度,不能用来制成电阻温度计,选项D 错误.答案:B 2.目前集成电路的集成度很高,要求里面的各种电子元件都微型化,集成度越高,电子元件越微型化、越小.右图中R 1和R 2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R 2的尺寸远远小于R 1的尺寸.通过两导体的电流方向如图所示,则关于这两个导体的电阻R 1、R 2关系的说法正确的是( )A .R 1>R 2B .R 1<R 2C .R 1=R 2D .无法确定解析:设正方形导体表面的边长为a ,厚度为d ,材料的电阻率为ρ,根据电阻定律得R =ρl S =ρa ad =ρd,可见正方形电阻的阻值只和材料的电阻率及厚度有关,与导体的其他尺寸无关,选项C 正确.答案:C3.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R ,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( )A .4ρ和4RB .ρ和4RC .16ρ和16RD .ρ和16R解析:导线体积不变,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,根据S =14πD 2,可得横截面积变为原来的14,则长度变为原有来的4倍,由R =ρlS可知电阻变为原来的16倍;金属的电阻率不随形状的变化而变化.故选项D 正确.答案:D4.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A 、B 串联在电路中,A 的长度为L ,直径为d ;B 的长度为2L ,直径为2d ,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为( )A .Q A :QB =1:1 B .Q A :Q B =2:1C .Q A :Q B =1:2D .Q A :Q B =4:1解析:两电阻丝直径之比为1:2,则横截面积之比为1:4,根据电阻公式R =ρl S可知,电阻之比为2:1,根据Q =I 2Rt ,由于电流相等,则热量之比为2:1.答案:B5.如图所示电路中,a 、b 两点与一个稳压直流电源相接,当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动一段距离时,哪一个电路中的电流表读数会变小( )解析:选项A 、C 、D 中,滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 右侧部分,当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时,滑动变阻器阻值减小,由欧姆定律I =U R可知,电路中的电流将增大,电流表读数会变大;而选项B 中,滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 左侧部分,当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时,滑动变阻器阻值增大,电路中的电流将会减小,电流表读数会变小,选项B 正确.答案:B 6.如图所示,a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )A .a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值B .a 代表的电阻丝较粗C .b 代表的电阻丝较粗D .图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比解析:由R =U I 知a 的电阻大于b 的电阻,选项A 错误;由R =ρl S得a 电阻丝的横截面积小于b 电阻丝的横截面积,选项B 错误、C 正确;电阻丝的阻值与电压无关,选项D 错误.答案:C二、多项选择题7.下列说法中正确的是( )A .由R =U I可知,当通过导体的电流不变,加在导体两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍B .由R =U I可知,通过导体的电流改变,加在导体两端的电压也改变,但导体的电阻不变C .由ρ=RS l可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比,与导体的长度l 成反比D .导体的电阻率与导体的长度l 、横截面积S 、导体的电阻R 皆无关解析:导体的电阻是由导体本身的性质决定的,其决定式为R =ρl S ,而R =UI为电阻的定义式,所以A 错误、B 正确.ρ=RS l仅是导体电阻率的定义式,电阻率与式中的各物理量间都无关,所以C 错误、D 正确.答案:BD 8.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,如图所示的图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则( )A .图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系B .图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系C .图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系D .图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系解析:由于金属导体的电阻率随温度升高而增大,则电阻值增大,由此可知图线1为金属导体电阻与温度的关系曲线,图线2应为半导体的电阻随温度变化的关系曲线,所以选项C 、D 正确.答案:CD9.对电阻率及其公式ρ=RSl的理解,正确的是( ) A .金属铂电阻的电阻率随温度升高而增大B .电阻率的大小与温度有关,温度越高电阻率越大C .同一温度下,电阻率跟导体电阻与横截面积的乘积成正比,跟导体的长度成反比D .同一温度下,电阻率由所用导体材料的本身特性决定 答案:AD10.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )A .若将a 、c 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大B .若将a 、d 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值减小C .将滑动变阻器以限流式接法接入电路中,必须连入三个接线柱D .将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱解析:若将a 、c 两端连在电路中,接入电路部分为aP ,故当滑片OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大,A 正确;若将a 、d 两端连在电路中,接入电路部分aP ,当滑片OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大,B 错误;将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,只需接两个接线柱,可以为a 和c 、a 和d 、b 和c 或b 和d ,C 错误;将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须接入三个接线柱,可以为a 、b 和c 或a 、b 和d ,D 正确.答案:AD。
课时追踪检测(十二)欧姆定律1.依据部分电路欧姆定律,以下判断正确的有()A.导体两头的电压越大,电阻就越大B.导体中的电流越大,电阻就越小C.比较几个电阻的I -U 图像可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的D.由 I =UR可知,经过一段导体的电流跟加在它两头的电压成正比分析:选D R=U 不过电阻计算的定义式,IU=0, I=0 时R 仍存在,即R 与U 和I不存在正、反比关系。
对一段确立的导体而言,R 必定,故I 与U 成正比, D 对。
2.鸟儿落在110 kV的高压输电线上,固然通电的高压线是裸露导线,但鸟儿仍旧安然无恙,这是因为()A.鸟有耐高压的本事B.鸟脚是干燥的,因此鸟的身体不导电C.鸟两脚间的电压几乎为零D.鸟身体的电阻极大,因此无电流经过分析:选 C 鸟两脚间导线的电阻特别小,故两脚间电压几乎为零。
3. [多项选择 ]如下图是某导体的伏安特征曲线,由图可知()A.导体的电阻是25 ΩB.导体的电阻是0.04ΩC.当导体两头的电压是0.04 V 时,经过导体的电流是 1 AD.当经过导体的电流是0.1 A 时,导体两头的电压是 2.5 V分析:选AD I U 图像的斜率表示电阻的倒数,故导体的电阻R=5Ω= 25Ω,故0.2A 正确,B 错误;由欧姆定律能够知道,当导体两头的电压为0.04 V 时,经过导体的电流 I =0.0425 A= 0.001 6 A ,故 C 错误;由欧姆定律能够知道,当电流为0.1 A 时,导体两头的电压 U=IR=0.1 ×25 V= 2.5 V,故 D 正确。
4.一个阻值为R 的电阻两头加上电压U 后,经过电阻横截面的电荷量q随时间变化的图像如下图,此图像的斜率可表示为()A. U B. RU C. R1 D.R分析:选C q-t图像的斜率表示流过电阻R 的电流,由此可知,经过电阻R 的电流不变,由欧姆定律知,I=U,故RC 正确。
―、基础题窗熟1()AB W Ult I|2Rt U2R tC U IRD Q|2RtDA W UltU1 R W I2RtU2W I2Rt W R1B U IR W RtC Q I2RtD20.3 C0.9 J0.6 C( )A 3 V,1.8 JB 6 V,3.6 JC 6 V,1.8 JD 3 V,3.6 JB0.3 C0.9 J q It 0.3 C E UIt0.9 J U 3 V0.6 CI U R U2U 6 V E U I t4E 3.6 J220 VI-U50 100 150 200 250 刃V解析:选 C 从图像的横坐标(U )为220 V 的刻度可找出对应的纵坐标 (I )的值分别为I 甲=0.18 A , I 乙=0.27 A 。
贝U P 甲=UI 甲~40 W , P 乙=UI 乙~60 W C 正确。
4.小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱,小芳从家里的总电能表中测得在解析:选D 由于洗衣机、电冰箱是非纯电阻电路, 欧姆定律不成立,所以I =舟不成立,R,故 A C 错误;公式 W= |2Rt 只能用来求电热,不能用来求消耗的电能,故B 错误;公式P = t 普遍适用,故 D 正确。
5•如图所示,把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中,甲电路两端的电压为A. 15 W,30 WB. 30 W,40 WC. 40 W,60 WD. 60 W,100 W时间t 内消耗的电能为 W 设小芳家的供电电压为 U,总电流为I ,上述电器的总电阻为 R,总功率为P 。
下列关系式正确的是(),B. W= |2RtD.WP =t乙电路两端的电压为 16 V 。
调节变阻器 R 和 F 2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率 分别为 P i 和F 2,两电路中消耗的总功率分别为P 甲和P 乙,则下列关系中正确的是 ()A LV ——16 VA. P 甲<P 乙B.C.D. P = F 2解析:选D 由灯都正常发光可知, R 中电流是 R 中电流二倍,R 两端电压是 R 两端电压的二分之一,两变阻器消耗的功率相等,两电路中消耗的总功率相等,选项D 正确,A 、B所以关系式P =甲P 甲〉P乙C错误。
姓名,年级:时间:导体的电阻1、关于电阻率,下列说法中正确的是( )A 。
电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好 B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小 C 。
某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻D.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大 2、用可拉伸的材料制成长为l 、直径为d 的圆柱形容器,在其中充满电解液,经测量可知电解液的阻值为8Ω。
假设电解液的阻值的变化趋势与金属丝的阻值的变化趋势相同,在保持容器体积不变的情况下,将该容器的长度均匀地拉长到原来的1。
25倍,则此时该电解液的阻值为()A.5.12Ω B 。
6.4Ω C. 10Ω D 。
12.5Ω3、将两根长为L 、横截面积为S 、电阻率为ρ的保险丝串起来作为一根使用,则它的电阻和电阻率分别为( )A.2,LS ρρ B 。
21,2L S ρρ C.,2LSρρD 。
1,22L S ρρ 4、关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )A 。
导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻 B.由UR I=可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比 C.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象 D.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小;通过导体的电流为零时,导体的电阻也为零 5、如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab =10cm ,bc =5cm ,当将A 与B 接入电压为U 的电路中时,电流为1A,若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为()A.4A B.2A C.0.5A D.0.25A6、如图所示为由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝a、b的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )A。
a电阻丝较粗B.b电阻丝较粗C。
a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D。
学习资料汇编
课时跟踪检测(十五)导体的电阻
1.若常温下的超导体研制成功,它适于做( )
A.保险丝B.输电线
C.电炉丝 D.电阻温度计
解析:选B 超导体电阻为零,不能产热可用来做输电线。
2.白炽灯的灯丝是由钨制成的,下列说法中正确的是( )
A.由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体,故两种情况下电阻相同
B.白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻
C.白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻
D.条件不足,不能确定
解析:选B 白炽灯的灯丝为金属,所以电阻率随温度的升高而增大,正常工作时温度高于不工作时的温度,所以工作时的电阻大于不工作时的电阻,B对。
3. (多选)如图1所示的滑动变阻器中,a、b、c、d是它的四个接线柱,P是滑动触片。
现将滑动变阻器接入电路中,并要求滑动触片P向接线柱c移动时,电路中的电流减小,则接入电路中的接线柱可能是( )
图1
A.a和b B.a和c
C.b和c D.b和d
解析:选CD 滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝长度,使接入电路中的电阻发生变化的。
要使滑动触片P向c移动时电路中的电流减小,则接入电路中的电阻丝的电阻应增大,电阻丝的长度应变长。
滑动触片P与接线柱c、d之间没有电阻,所以接入电路中的一个接线柱必须是c或d;在滑动触片P向c移动时,只有b、P之间的电阻丝长度在变长,所以接入电路的另一个接线柱只能是b。
可见,接入电路中的接线柱可以是b和c,或者是b和d,本题应选C和D。
4.(多选)金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合
金的电阻率几乎不受温度的影响。
根据以上的信息,判断下列说法中正确的是( )
A .连接电路用的导线一般不用合金来制作
B .电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C .电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D .标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
解析:选AB 电路中导线输送电能,但由于导线本身有电阻,所以导线也要消耗电能,并转化为热量,导线电阻越小,在其他条件一定的情况下,损耗的电能也越小,故应选择电阻率小的材料,由提供的信息纯金属较合适;电炉等电热器是利用电流的热效应工作,流过电热器的电流与导线上的电流相等,但电热器却能明显发热,说明其电阻大,选择电阻率大的合金丝较合适;电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的,电阻率几乎不受温度影响的显然不能成为电阻温度计的材料。
综上所述,正确的判断应为A 、B 。
5.两根材料相同的均匀导线A 和B ,其长度分别为L 和2L ,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图2所示,则A 和B 导线的横截面积之比为( )
图2
A .2∶3
B .1∶3
C .1∶2
D .3∶1
解析:选B 由图像可知两导线电压降分别为U A =6 V ,U B =4 V ;由于它们串联,则3R B =2R A ;由电阻定律可知R A R B =L A S B L B S A ,得S A S B =13
,选项B 正确。
6. (2015·安徽高考)一根长为L 、横截面积为S 的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n ,电子的质量为m 、电荷量为e 。
在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v ,则金属棒内的电场强度大小为( )
图3
A.mv 2
2eL
B.mv 2Sn e C .ρnev D.ρev SL
解析:选C 由电流定义可知:I =q t =nvtSe t
=neSv ,
由欧姆定律可得:U =IR =neSv ·ρL S =ρneLv ,
又E =U L
,故E =ρnev ,选项C 正确。
7.(多选)滑动变阻器的原理如图4所示,则下列说法中正确的是( )
图4
A .若将a 、c 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大
B .若将a 、d 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器的阻值减小
C .将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
D .将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
解析:选AD 若将a 、c 两端连在电路中,aP 部分连入电路,则当滑片OP 向右滑动时,该部分的导线长度变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,A 正确;若将a 、d 两端连在电路中,也是aP 部分连入电路,则当滑片OP 向右滑动时,该部分的导线长度变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,B 错误;A 、B 两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a 、b 两个接线柱中任意选一个,c 、d 两个接线柱中任意选一个接入电路即可,C 错误;在滑动变阻器的分压式接法中,a 、b 两个接线柱必须接入电路,c 、d 两个接线柱中任意选一个接入电路即可,D 正确。
8.横截面直径为d ,长为l 的导线,两端电压为U ,当这三个量中一个量改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是( )
A .电压U 加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
B .导线长度l 加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
C .导线截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
D .导线截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍
解析:选C 由欧姆定律I =U R 、电阻定律R =ρl S
和电流的微观表达式I =nvSq 可共同求得自由电子定向运动的平均速率大小为:v =U
n ρql 。
由上式可知,当电压U 加倍时,自由
电子定向移动的平均速率加倍,选项A 错误。
导线长度l 加倍时,平均速率减为原来的一半,选项B 错。
导线截面的直径加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变,故选项C 正确,D 错误。
9.如图5是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的IR图像。
现将甲、乙串
图 5
联后接入电路中,则( )
A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
解析:选C 若将两电阻丝串联接入电路中,由于通过两电阻丝的电流相同,由图像可知,此时甲的电阻大于乙的电阻,所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大,A错误;由于两电阻丝的横截面积、长度均相同,故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大,B错误;由Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确;由P =I2R可知D错误。
10.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d1=0.5 mm和d2=1 mm,熔断电流分别为2.0 A和6.0 A。
把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是( )
A.6.0 A B.7.5 A
C.10.0 A D.8.0 A
解析:选B 因甲、乙两保险丝等长,由R=ρl
S
=ρ
L
π⎝
⎛
⎭⎪
⎫d
2
2
,知
R1
R2
=4。
当R1、R2并联时,令I1=2 A,则由I1R1=I2R2得I2=8 A>6 A,故I1不能取2 A;令I2=6 A,则由I1R1=I2R2得I1=1.5 A<2.0 A,故两者并联时,整个电路允许通过的最大电流I=I1+I2=(1.5+6)A=7.5 A。
故选项B正确。
11.在做“决定电阻大小的因素”实验时,每次需挑选下表中两根合适的导线,测出通过它们的电流大小,然后进行比较,最后得出结论。
(1)为了研究电阻与导体材料有关,应选用的两根导线是(填号码)________;
(2)为了研究电阻与导体的长度有关,应选用的两根导线是________;
(3)为了研究电阻与横截面积的关系,应选用的两根导线是________;
(4)本实验所采用的方法是________。
解析:(1)研究电阻与导体材料的关系,应该选长度和横截面积都相同的两根导线,即选C 、F ;
(2)研究电阻与导体长度的关系,应该选材料和横截面积都相同的两根导线,即选C 、G ;
(3)研究电阻与导体横截面积的关系,应该选长度和材料都相同的两根导线,即选A 、D 。
答案:(1)CF (2)CG (3)AD (4)控制变量法
12.工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率,其中一个关键部件如图6所示,A 、B 是两片面积为1 cm 2
的正方形铂片,间距为d =1 cm ,把它们浸在待测液体中,若通过两根引线加上U =6 V 的电压时,测出电流I =1 μA ,则这种液体的电阻率为多少?
图6
解析:R =U I =610
-6 Ω=6×106 Ω 由题意知:l =d =10-2 m ,S =10-4 m 2
由R =ρl S
得 ρ=RS l =6×106×10-4
10
-2 Ω·m=6×104 Ω·m。
答案:6×104
Ω·m 敬请批评指正。