學(xué)高中物理 2-7 導(dǎo)體的電阻題組訓(xùn)練 新人教版選修3-1

第7講導(dǎo)體的電阻(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)電阻和電阻率的理解1．金屬材料的電阻率有以下特點(diǎn)：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(shuō)法中正確的是()A．連接電路用的導(dǎo)線一般用合金來(lái)制作B．電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來(lái)制作C．電阻溫度計(jì)一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來(lái)制作D．標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)線一般用純金屬來(lái)制作，A錯(cuò)誤；合金的電阻率大，故電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來(lái)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(jì)一般用純金屬來(lái)制作，C錯(cuò)誤；有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響，故標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用合金材料制作，D錯(cuò)誤；故選B.2．(多選)關(guān)于材料的電阻率，下列說(shuō)法正確的是()A．電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體對(duì)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(zhǎng)為原來(lái)的兩倍，電阻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍答案BC解析電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度，橫截面積無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤；金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，B對(duì)；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(dǎo)電性能差，不能表明對(duì)電流的阻礙作用一定大，因?yàn)殡娮璨攀欠从硨?duì)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(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)．所以A錯(cuò)誤，C對(duì)．3．一只白熾燈泡，正常發(fā)光時(shí)的電阻為121Ω，當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是()A．大于121Ω B．小于121ΩC．等于121Ω D．無(wú)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(shí)的電阻大，停止發(fā)光一段時(shí)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(xì)均勻的金屬裸導(dǎo)線，若把它均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的________倍．若將它截成等長(zhǎng)的三段再絞合成一根，它的電阻變?yōu)樵瓉?lái)的________倍．(設(shè)拉長(zhǎng)與絞合時(shí)溫度不變)答案9eq\f(1,9)解析金屬原來(lái)的電阻為R＝ρeq\f(l,S)，拉長(zhǎng)后長(zhǎng)度變?yōu)?l，因體積V＝Sl不變，所以導(dǎo)線橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,3)，即eq\f(S,3)，故拉長(zhǎng)為原來(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)ab＝10cm，bc＝5cm，當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，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(shí)，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(zhì)量都相同的均勻電阻線，它們的長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)1∶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(zhì)量都相同的均勻電阻線的體積是相同的，又因長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)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(guò)兩電阻絲的電流相同，由圖象可知，此時(shí)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(cuò)誤；由于兩電阻絲的橫截面積、長(zhǎng)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(cuò)誤；由Q＝I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少，C正確；由P＝I2R可知D錯(cuò)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(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大，在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則下列說(shuō)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(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率D．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率答案BD題組三綜合應(yīng)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(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法相等時(shí)間內(nèi)在電阻中產(chǎn)生的熱量關(guān)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?yàn)槭切螤畈灰?guī)范的導(dǎo)體，所以判斷不出哪一個(gè)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(gè)電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián)，R甲＝eq\f(r,2)，圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，R乙＝2r，又因?yàn)閮啥说碾妷菏窍嗟鹊?，故由P＝eq\f(U2,R)知電阻小的產(chǎn)熱多，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．10．在如圖2－7－10所示電路中，AB為粗細(xì)均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲，以A、B上各點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo)，則U隨x變化的圖線應(yīng)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(xiàng)正確．11．某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖2－7－11所示．導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)、外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極．設(shè)該電阻的阻值為R.下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的，你可能不會(huì)求解R，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，R的合理表達(dá)式應(yīng)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(yīng)該是Ω，所以C、D錯(cuò)誤；將b＝a，代入B項(xiàng)得到R＝0，即電介質(zhì)沿電流方向的長(zhǎng)度為零，是合理的．故A錯(cuò)誤．B正確．12．如圖2－7－12甲為一測(cè)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(dāng)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(dāng)U＝10V時(shí)，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(zhǎng)為：l＝a＝1m截面積為：S＝bc＝0.02m2，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.13．如圖2－7－13所示，P是一個(gè)表面鑲有很薄電熱膜的長(zhǎng)陶瓷管，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，鍍膜的厚度為d，管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中，測(cè)得它兩端電壓為U，通過(guò)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)