高二物理舉一反三系列（人教版必修第三冊）專題11.2 導體的電阻（學生版）

專題11.2導體的電阻【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1線性元件】 【題型2非線性元件】 【題型3歐姆定律的應用】 【題型4電阻定律的應用】 【題型5電阻率的問題】 【題型6聯(lián)系實際問題】 【題型7綜合問題】 【題型1線性元件】【例1】(多選)兩電阻R1和R2的伏安特性曲線如圖所示。從圖線可判斷()A.兩電阻阻值的關(guān)系是R1＞R2B.電阻一定時，電流隨著電壓的增大而減小C.電壓相同時，通過R1的電流較大D.兩電阻串聯(lián)接入電路時，R1消耗的功率小【變式1-1】(多選)如圖所示，圖線a表示的導體的電阻為R1，圖線b表示的導體的電阻為R2，則下列說法正確的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把R1拉長到原來的3倍長后電阻等于R2C．將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則功率之比P1∶P2＝1∶3D．將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流之比I1∶I2＝1∶3【變式1-2】有四個金屬導體，它的伏安特性曲線如圖所示，電阻最大的導體是()A．a(chǎn)B．QUOTEbbC．cQUOTEcD．dQUOTEd【變式1-3】一個電阻器，當它兩端的電壓增加0.2V時，通過電阻器的電流增加2mA，則該電阻器的阻值是多少？【題型2非線性元件】【例2】如圖所示為通過某種半導體材料制成的電阻的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖線，在圖線上取一點M，其坐標為(U0，I0)，其中過M點的切線與橫軸正向的夾角為β，MO與橫軸的夾角為α。則下列說法正確的是()A．該電阻阻值隨其兩端電壓的升高而減小B．該電阻阻值隨其兩端電壓的升高而增大C．當該電阻兩端的電壓U＝U0時，其阻值為eq\f(1,tanα)ΩD．當該電阻兩端的電壓U＝U0時，其阻值為tanβΩ【變式2-1】(多選)某一熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，在一次實驗中，將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián)，通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點，則下列說法正確的是()A．圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線B．圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線C．M點表示該狀態(tài)下，小燈泡的電阻等于熱敏電阻的阻值D．M點表示該狀態(tài)下，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等【變式2-2】(多選)在如圖甲所示的電路中，L1、L2和L3為三個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，當開關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A，則此時()A.L1的電阻為12ΩB.L1的電壓為L2電壓的2倍C.L1消耗的電功率為0.75WD.L1、L2消耗的電功率的比值等于4∶1【變式2-3】(多選)我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈。假設某同學研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示。圖像上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，U0、I0為已知，則()A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC.在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0D.在A點，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)【題型3歐姆定律的應用】【例3】在長度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導體兩端加上電壓，導體中就會產(chǎn)生勻強電場。導體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場力作用下先做加速運動，然后與做熱運動的陽離子碰撞而減速，如此往復……所以，我們通常將自由電子的這種運動簡化成速率為v(不隨時間變化)的定向運動。已知阻礙電子運動的阻力大小與電子定向移動的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，則該導體的電阻應該等于()A.eq\f(kl,neS) B.eq\f(kl,ne2S)C.eq\f(kS,nel) D.eq\f(kS,ne2l)【變式3-1】在如圖所示的電路中，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變化的圖像應為下圖中的()【變式3-2】如果人體的最小電阻是800Ω，已知通過人體的電流為50mA時，就會引起呼吸器官麻痹，不能自主擺脫電源，試求安全電壓.【變式3-3】普通電話用的是炭精話筒，里面碳粒的電阻能在45Ω～55Ω的范圍里變化，當加上6V的電壓時，電路中的電流變化范圍是多少？（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【題型4電阻定律的應用】【例4】如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長為ab＝10cm，bc＝5cm，當將C與D接入電壓恒為U的電路時，電流為2A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為()A．0.5AB．1AC．2A D．4A【變式4-1】(多選)對于一根常溫下阻值為R的均勻金屬絲，下列說法中正確的是()A．常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB．常溫下，若將金屬絲從中點對折起來，則電阻變?yōu)閑q\f(1,4)RC．若加在金屬絲兩端的電壓從零逐漸增大到U0，則任一狀態(tài)下的eq\f(U,I)的值不變D．若把金屬絲的溫度降低到絕對零度附近，則電阻率可能會突然變?yōu)榱恪咀兪?-2】如圖所示，橫截面都是正方形的三段導體，它們的材料和長度都相同，導體B剛好能嵌入導體A，導體C剛好能嵌入導體B，現(xiàn)將三段導體串聯(lián)接入到同一電路中，則()A．導體C的電阻最大B．導體A兩端的電壓最大C．導體B消耗的電功率最大D．三段導體在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等【變式4-3】用電器到發(fā)電站的距離為l，線路上的電流為I，已知輸電線的電阻率為ρ。為使線路上的電壓降不超過U，那么，輸電線橫截面積的最小值為()A.eq\f(ρlI,U) B.eq\f(2ρlI,U)C.eq\f(U,ρlI) D.eq\f(2Ul,Iρ)【題型5電阻率的問題】【例5】電線是家庭裝修中不可或缺的基礎建材，電線的質(zhì)量直接關(guān)系到用電安全。某型號電線每卷長度為100m，銅絲直徑為1.6mm。為檢驗其導電性能，現(xiàn)給整卷電線加上1.50V恒定電壓，測得通過電線的電流為1.20A，由此可知此電線所用銅的電阻率約為()A．1.7×10－9Ω·m B．2.5×10－8Ω·mC．1.1×10－7Ω·m D．5.0×10－6Ω·m【變式5-1】復旦大學科研團隊宣稱已成功制備出具有較高電導率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導率是石墨烯的1000倍。電導率σ就是電阻率ρ的倒數(shù)，即σ＝eq\f(1,ρ)。下列說法正確的是()A．材料的電導率越小，其導電性能越強B．材料的電導率與材料的形狀有關(guān)C．電導率的單位是eq\f(1,Ω·m)D．電導率大小與溫度無關(guān)【變式5-2】如圖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間加上電壓后，其U-I圖像如圖乙所示，當U＝10V時，求電解液的電阻率ρ是多少？【變式5-3】兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y，其中，x長為l，y長為2l，串聯(lián)在電路上時沿長度方向的電勢φ隨位置的變化規(guī)律如圖所示，那么，x和y兩導線的電阻和橫截面積之比分別為()A．3∶11∶6 B．2∶31∶6C．3∶21∶5 D．3∶15∶1【題型6聯(lián)系實際問題】【例6】一根細橡膠管中灌滿鹽水，兩端用短粗銅絲塞住管口，管中鹽水柱長為40cm時測得電阻為R.若鹽水柱的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導體相同，現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管)，則鹽水柱電阻變?yōu)?)A.eq\f(4,5)RB.eq\f(5,4)RC.eq\f(16,25)RD.eq\f(25,16)R【變式6-1】某研究性學習小組描繪了三種電學元件的伏安特性曲線，如圖所示，下列判斷中正確的是()A.圖甲反映該電學元件的導電性能隨電壓的增大而增強B.圖乙反映該電學元件的導電性能隨溫度的升高而減弱C.圖丙反映該電學元件加正向電壓和反向電壓時導電性能一樣D.圖丙反映該電學元件如果加上較高的反向電壓(大于40V)時，反向電流才急劇變大【變式6-2】小明在一根細橡膠管中灌滿食鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱．他將此鹽水柱接到電源兩端，電源電動勢和內(nèi)阻恒定．握住鹽水柱兩端將它水平均勻拉伸到原長的1.2倍，若忽略溫度對電阻率的影響，則此鹽水柱()A．通過的電流增大B．兩端的電壓增大C．阻值增大為原來的1.2倍D．電功率增大為原來的1.44倍【變式6-3】電位器是變阻器的一種．如圖所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來，利用它改變燈泡的亮度，下列說法正確的是()A．串接A、B使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗B．串接A、C使滑動觸頭逆時針轉(zhuǎn)動，燈泡變亮C．串接A、C使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗D．串接B、C使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變亮【題型7綜合問題】【例7】如圖所示，圖線①、②分別表示小燈泡和電阻定值R的伏安特性曲線，P為圖線①上一點，縱坐標為I2，橫坐標為U1，PN為過P點的切線，交縱軸于I1且與圖線②平行。則下列說法中正確的是()A．P點對應小燈泡的電阻與電阻R的阻值相等B．P點對應小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．P點對應小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．P點對應小燈泡的功率大小為圖線①與橫軸所圍圖形面積的數(shù)值【變式7-1】一個內(nèi)阻可以忽略的電源，給一個絕緣圓管里的水銀供電，電流為0.1A，若把全部水銀倒在一個內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管里，那么通過的電流將是()A．0.4AB．0.8AC．1.6AD．3.2A【變式7-2】如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細均勻的電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷正確的是()A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗B．b代表的電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比【變式7-3】(多選)某種材料的圓柱形導體的長度為l，橫截面的直徑為d，