2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章恒定電流第二節(jié)決定導(dǎo)體電阻大小的因素檢測(cè)含解析粵教版必修3

PAGE6-確定導(dǎo)體電阻大小的因素(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.依據(jù)公式R=ρ可以導(dǎo)出電阻率的表達(dá)式ρ=,對(duì)溫度肯定的某種金屬導(dǎo)線來說,它的電阻率 ()A.跟導(dǎo)線的電阻R成正比B.跟導(dǎo)線的橫截面積S成正比C.跟導(dǎo)線的長度L成反比D.只由導(dǎo)線材料的性質(zhì)確定【解析】選D。電阻率的大小由材料的性質(zhì)確定,與電阻的大小、導(dǎo)線的長度、橫截面積無關(guān),故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。2.下列說法中正確的是 ()A.依據(jù)R=可知,當(dāng)通過導(dǎo)體的電流不變,加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí),導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍B.依據(jù)R=可知,通過導(dǎo)體的電流變更,加在電阻兩端的電壓也變更,但導(dǎo)體的電阻不變C.依據(jù)ρ=可知,導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比,與導(dǎo)體的長度l成反比D.導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長度l、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R有關(guān)【解析】選B。導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)確定的,其確定式為R=ρ,而R=為電阻的定義式,所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的,選項(xiàng)B是正確的;而ρ=僅是導(dǎo)體電阻率的定義式,電阻率與式中的各物理量間都無關(guān),所以選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的,選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。3.神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘和無髓鞘兩大類,現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為,髓鞘是由多層類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,具有很大的電阻,經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得髓質(zhì)的電阻率為ρ=8×106Ω·m。某生物體中的某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可看作高20cm、半徑為4cm的圓柱體,當(dāng)在其兩端加上電壓U=100V時(shí),該神經(jīng)起先發(fā)生反應(yīng),則引起該神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流為 ()A.0.31μA B.0.62μAC.0.15μA D.0.43μA【解析】選A。由R=ρ,可知R=3.18×108Ω,所以I=≈0.31μA,A正確。4.A、B是兩根長度相同、質(zhì)量相同而材料不同的金屬導(dǎo)線,已知A的密度比B的大,A的電阻率比B的小,則A、B兩根導(dǎo)線的電阻的大小關(guān)系為 ()A.RA>RB B.RA<RBC.RA=RB D.無法推斷【解析】選D。質(zhì)量相等,A的密度比B的大,則A的體積比B的小,而長度相等,故A的橫截面積比B的小。由電阻定律R=ρ,A的電阻率比B的小,但A的橫截面積也比B的小,故無法確定A、B兩根導(dǎo)線的電阻的大小關(guān)系。選項(xiàng)D正確。5.某同學(xué)想探究導(dǎo)電溶液的電阻隨長度、橫截面積的變更規(guī)律。她拿了一段細(xì)橡膠管,里面灌滿了鹽水,兩端用粗銅絲塞住管口,形成一段封閉的鹽水柱,并測(cè)得鹽水柱的電阻為R。現(xiàn)握住橡膠管的兩端把它勻稱拉長到原長的2倍,假如溶液的電阻隨長度、橫截面積的變更規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同,此時(shí)鹽水柱的電阻應(yīng)當(dāng)?shù)扔?()A.8RB.4RC.2RD.【解析】選B。溶液的電阻隨長度、橫截面積的變更規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同,所以R=ρ,拉長后R′=ρ,由于LS=L′S′,聯(lián)立解得:R′=4R,故B正確?！炯庸逃?xùn)練】某探討性學(xué)習(xí)小組描繪了三種電學(xué)元件的伏安特性曲線,如圖所示,下列推斷中正確的是 ()A.圖甲反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨電壓的增大而增加B.圖乙反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨溫度的上升而增加C.圖丙反映該電學(xué)元件加正向電壓和反向電壓時(shí)導(dǎo)電性能一樣D.圖丙反映該電學(xué)元件假如加上較高的反向電壓(大于40V)時(shí),反向電流才急劇變大【解析】選D。由圖甲可知隨著電壓增加圖線斜率不變,即該元件電阻阻值的倒數(shù)不變,阻值不變,導(dǎo)電性能不變,故A錯(cuò)誤;由圖乙可知隨著電壓增加圖線斜率變小,該元件電阻阻值的倒數(shù)變小,阻值增加,導(dǎo)電性能隨電壓的增大而減弱,但不能說明和溫度的變更狀況,故B錯(cuò)誤;由圖丙可知加正向電壓和反向電壓時(shí)圖線關(guān)于原點(diǎn)不對(duì)稱,因?yàn)闄M坐標(biāo)不一樣,故導(dǎo)電性能不一樣,故C錯(cuò)誤;依據(jù)圖丙可知該電學(xué)元件假如加上較高的反向電壓(大于40V)時(shí),反向電流才急劇變大,故D正確。6.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(gè)志向電壓表的示數(shù)關(guān)系是U1∶U2∶U3=1∶1∶2。關(guān)于這三種材料的電阻率ρa(bǔ)、ρb、ρc,下列說法中正確的是 ()A.ρa(bǔ)是ρb的2倍 B.ρa(bǔ)是ρc的2倍C.ρb是ρc的2倍 D.ρc是ρa(bǔ)的2倍【解析】選C。設(shè)a的長度為L,橫截面積為S,因?yàn)镽=,而R=ρ,所以=,即=1,故ρb=2ρa(bǔ),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;同理==,所以=,故ρa(bǔ)=ρc,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;由上述可知ρb=2ρc,故選項(xiàng)C正確。二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(12分)兩根材料相同的勻稱導(dǎo)線A和B,其長度分別為L和2L,串聯(lián)在電路中時(shí)沿長度方向電勢(shì)的變更如圖所示,則A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為?【解析】由圖像可知兩導(dǎo)線電壓降分別為UA=6V,UB=4V;由于它們串聯(lián),則3RB=2RA;由電阻定律可知=,得=。答案:8.(12分)如圖所示,兩段長度和材料都完全相同的導(dǎo)線ab、bc,橫截面積之比為1∶4,串聯(lián)后加上電壓U。求:(1)ab、bc兩段導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向運(yùn)動(dòng)速率之比;(2)兩段導(dǎo)線兩端電壓之比。【解析】(1)因兩段導(dǎo)線串聯(lián),故電流相等;又因同種材料,單位體積內(nèi)自由電子數(shù)也相等,由I=neSv可得:==4;即ab、bc兩段導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向運(yùn)動(dòng)速率之比為4∶1;(2)兩段長度和材料都完全相同的導(dǎo)線ab、bc電阻率ρ相同,故依據(jù)R=ρ可得:兩段導(dǎo)線電阻之比==4;故依據(jù)歐姆定律,由串聯(lián)電路電流相等可得:==4,即兩段導(dǎo)線兩端電壓之比為4∶1。答案:(1)4∶1(2)4∶1(15分鐘·40分)9.(6分)一根細(xì)橡膠管中灌滿鹽水,兩端用短粗銅絲塞住管口。管中鹽水柱長為40cm時(shí)測(cè)得電阻為R,若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變更規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同,則將管中鹽水柱勻稱拉長到50cm(鹽水體積不變,仍充溢橡膠管),鹽水柱電阻變?yōu)?()A.RB.RC.RD.R【解析】選D。由于總體積不變,設(shè)40cm長時(shí)的橫截面積為S。所以長度變?yōu)?0cm后,橫截面積S′=,電阻R=,可知=,解得R′=R,故選項(xiàng)D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,P是一個(gè)表面勻稱鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管,直徑為D,其鍍膜的長度為L,鍍膜的厚度為d。管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N?，F(xiàn)把它接入電路中,測(cè)得M、N兩端電壓為U,通過它的電流為I。則鍍膜材料的電阻率ρ為 ()A. B.C. D.【解析】選C。依據(jù)部分電路歐姆定律I=,得R=,又依據(jù)電阻定律R=ρ,其中S=πDd,解得ρ=,選項(xiàng)C正確。10.(6分)(多選)溫度能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,在如圖所示的圖像中分別為某金屬和某半導(dǎo)體的電阻隨溫度變更的關(guān)系曲線,則 ()A.圖線1反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變更B.圖線2反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變更C.圖線1反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變更D.圖線2反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變更【解析】選C、D。圖線1反映電阻隨溫度上升而增大的特性,是金屬導(dǎo)體的電阻,圖線2反映電阻隨溫度上升而降低的特性,是半導(dǎo)體材料的電阻,故C、D正確,A、B錯(cuò)誤。11.(6分)(多選)對(duì)于常溫下一根阻值為R的勻稱金屬絲,下列說法中正確的是 ()A.常溫下,若將金屬絲勻稱拉長為原來的10倍,則電阻變?yōu)?0RB.常溫下,若將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來,電阻變?yōu)镽C.給金屬絲加上漸漸從零增大到U0的電壓,則任一狀態(tài)下的值不變D.把金屬絲溫度降低到肯定零度旁邊,電阻率會(huì)突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象【解析】選B、D。設(shè)原電阻R=ρ,當(dāng)l′=10l時(shí),由體積不變?cè)砬蟮脵M截面積變成S′=S,所以電阻變?yōu)镽′=ρ=ρ=100R,A錯(cuò)誤;從中點(diǎn)對(duì)折起來,相當(dāng)于兩個(gè)阻值為R的電阻并聯(lián),其總阻值為R,B正確;金屬絲的電阻率ρ隨溫度上升而增大,當(dāng)金屬絲兩端的電壓漸漸增大時(shí),由于電流的熱效應(yīng)會(huì)使電阻率ρ隨溫度上升而增大,因而R=ρ=將漸漸增大,C錯(cuò)誤;金屬絲的電阻率隨溫度的降低而減小,把金屬絲溫度降低到肯定零度旁邊,電阻率會(huì)突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象,D正確。12.(22分)相距40km的A、B兩地架設(shè)兩條輸電線,電阻共為800Ω。假如在A、B間的某處發(fā)生短路