2024-2025學(xué)年高中物理第2章直流電路2電阻定律作業(yè)含解析教科版選修3-1

PAGE6-電阻定律(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．歐姆不僅發(fā)覺(jué)了歐姆定律，還探討了電阻定律，有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻，材料分布勻稱，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且a＞b＞c.電流沿以下方向流過(guò)該金屬電阻，其中電阻的阻值最小的是()A[依據(jù)電阻定律，電阻的阻值最小的應(yīng)當(dāng)是橫截面積最大、長(zhǎng)度最短，選項(xiàng)A正確．]2．如圖所示，a、b是兩條用同一種材料制成的，橫截面積相同的金屬導(dǎo)體，長(zhǎng)度分別為la、lb，且有l(wèi)a<lb.現(xiàn)將兩者按圖示電路連接，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電路正常工作，電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2，則U1、U2的大小關(guān)系是()A．U1<U2 B．U1>U2C．U1＝U2 D．不能確定A[a、b是兩條用同一種材料制成的、橫截面積相同的金屬導(dǎo)體，長(zhǎng)度分別為la、lb，且有l(wèi)a＜lb.由R∝l，則有：Ra＜Rb.兩個(gè)電阻串聯(lián)，電流相等，依據(jù)公式U＝IR，有U1＜U2.故選A．]3.如圖所示，一段長(zhǎng)為a，寬為b，高為c(a>b>c)的導(dǎo)體，將其中的兩個(gè)對(duì)立面接入電路中時(shí)，最大的電阻為R，則最小的電阻為()A．eq\f(c2R,a2)B．eq\f(c2R,ab)C．eq\f(c2R,bc)D．RA[由電阻定律：R＝ρeq\f(l,S)可知，橫截面積越小電阻越大，橫截面積越大電阻越?。孰娮枳畲髸r(shí)，橫截面積應(yīng)當(dāng)最小，即從左右兩端接入，此時(shí)電阻為R＝ρeq\f(a,bc)，解得：ρ＝eq\f(Rbc,a)當(dāng)從上下兩個(gè)面接入時(shí)電阻最小，此時(shí)電阻為：r＝ρeq\f(c,ab)＝eq\f(Rbc,a)·eq\f(c,ab)＝eq\f(c2R,a2)，故A正確．]4．(多選)額定電壓為U0的電燈，其勻稱燈絲常溫下的電阻為R，下列說(shuō)法中正確的是()A．常溫下，若將燈絲勻稱拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，則電阻變?yōu)?00RB．常溫下，若將燈絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái)，電阻變?yōu)閑q\f(1,4)RC．給燈絲加上從0到U0漸漸增大的電壓，U與I比值不變D．將燈絲溫度降低到臨界溫度時(shí)其電阻會(huì)突變?yōu)?ABD[將燈絲拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，燈絲的橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,10)，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)得電阻變?yōu)樵瓉?lái)的100倍，A對(duì)；將燈絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái)，相當(dāng)于燈絲長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故電阻變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，B對(duì)；加在燈絲上的電壓增大時(shí)，燈絲的溫度上升，電阻率變大，電阻變大，由R＝eq\f(U,I)知，eq\f(U,I)變大，C錯(cuò)；由超導(dǎo)學(xué)問(wèn)知，溫度下降到臨界溫度時(shí)，燈絲的電阻就會(huì)突變?yōu)?，D對(duì)．]5.(多選)如圖所示，兩個(gè)橫截面積不同、長(zhǎng)度相等的勻稱銅棒接在電路中，其兩端電壓為U，則()A．通過(guò)兩棒的電流相等B．兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率相同C．兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，細(xì)棒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)E2D．細(xì)棒兩端電壓U1大于粗棒兩端電壓U2ACD[設(shè)兩段銅棒，細(xì)棒電阻為R1，粗棒電阻為R2，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)知R1>R2，由于兩棒串聯(lián)，故電流相等，即I1＝I2，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)得U1>U2，故A、D正確；由E＝eq\f(U,d)，知細(xì)棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)E2，所以C對(duì)；又由I＝neSv可知，兩段銅棒I、n、e相同，而S1<S2，故自由電子定向移動(dòng)的平均速率v1>v2，所以B錯(cuò)．故正確答案為A、C、D．]6.現(xiàn)有半球形導(dǎo)體材料，接成如圖(a)、(b)所示兩種形式，則兩種接法的電阻之比Ra∶Rb為()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4D[將題(a)圖半球形導(dǎo)體材料看成是等大的兩半部分的并聯(lián)，則題(b)圖中可以看成是兩半部分的串聯(lián)，設(shè)每一半部分的電阻為R，則題(a)圖中電阻Ra＝eq\f(R,2)，題(b)圖中電阻Rb＝2R，故Ra∶Rb＝1∶4.]二、非選擇題(14分)7.測(cè)量液體的電阻率，工業(yè)上采納一種稱為“電導(dǎo)儀”的儀器，其中一個(gè)關(guān)鍵部件如圖所示，A、B是兩片面積為1cm2的正方形鉑片，間距為d＝1cm，把它們浸在待測(cè)液體中，若通過(guò)兩根引線加上肯定的電壓U＝6V時(shí)，測(cè)出電流I＝1μA，則這種液體的電阻率為多少？解析：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(6,10－6)Ω＝6×106Ω由題意知l＝d＝10－2m，S＝10－由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(6×106×10－4,10－2)Ω·m＝6×104Ω·m.答案：6×104Ω·m(時(shí)間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．白熾燈的燈絲是由鎢制成的，下列說(shuō)法中正確的是()A．由于白熾燈正常工作時(shí)的燈絲和未接入電路時(shí)的燈絲是同一個(gè)導(dǎo)體，故兩種狀況下電阻相同B．白熾燈正常工作時(shí)燈絲電阻大于未接入電路時(shí)燈絲電阻C．白熾燈正常工作時(shí)燈絲電阻小于未接入電路時(shí)燈絲電阻D．條件不足，不能確定B[白熾燈的燈絲為金屬，所以電阻率隨溫度的上升而增大，正常工作時(shí)溫度高于不工作時(shí)的溫度，所以工作時(shí)的電阻大于不工作時(shí)的電阻，B對(duì)．]2.在如圖所示電路中，AB為粗細(xì)勻稱、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)，則各點(diǎn)電勢(shì)U隨x改變的圖線應(yīng)為()A[由U＝IRx＝eq\f(E,R)·eq\f(x,L)·R＝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．]3.兩根材料相同的勻稱導(dǎo)線x和y串聯(lián)在電路中，兩導(dǎo)線沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)改變狀況分別如圖中的ab段和bc段圖線所示，則導(dǎo)線x和y的橫截面積之比為()A．2∶1 B．1∶2C．6∶1 D．1∶6B[兩導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，I1＝I2，從兩段圖線上截取相同的電壓，ΔU1＝ΔU2，保證電阻是相等的，此時(shí)長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)1∶L2＝1∶2，由電阻定律知，橫截面積之比等于長(zhǎng)度之比，則S1∶S2＝1∶2，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．]4.某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示．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的半球殼層形態(tài)(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，試推斷合理的表達(dá)式為()A．R＝eq\f(ρb＋a,2πab) B．R＝eq\f(ρb－a,2πab)C．R＝eq\f(ρa(bǔ)b,2πb－a) D．R＝eq\f(ρa(bǔ)b,2πb＋a)B[A項(xiàng)等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω，單位是合理的，將b＝a代入得到R≠0，因?yàn)殡娮枋呛鼙〉囊粚樱娮钁?yīng)當(dāng)很小，這個(gè)等式是不合理的，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω，單位是合理的，將b＝a代入得到R＝0，依據(jù)上面分析是合理的，故B正確；C項(xiàng)等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω·m2，左右兩邊單位不同，則此式不合理，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω·m2，左右兩邊單位不同，則此式不合理，故D錯(cuò)誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)A、B兩地相距40km，從A到B兩條輸電線的總電阻為800Ω.若A、B之間的某處E兩條線路發(fā)生短路．為查明短路地點(diǎn)，在A處接上電源，測(cè)得電壓表示數(shù)為10V，電流表示數(shù)為40mA．求短路處距A多遠(yuǎn)？解析：依據(jù)題意，畫(huà)出電路如圖所示，A、B兩地相距l(xiāng)1＝40km，原輸電線總長(zhǎng)2l1＝80km，電阻R1設(shè)短路處E距A端長(zhǎng)l2，其間輸電線總電阻：R2＝eq\f(U,I)＝eq\f(10V,40×10－3A)＝250Ω，由R＝ρeq\f(l,S)，eq\f(R1,R2)＝eq\f(2l1,2l2)＝eq\f(l1,l2)，l2＝eq\f(R2,R1)l1＝eq\f(250,800)×40km＝12.5km.即E處距A端12.5km.答案：12.5km6．(13分)材料的電阻率ρ隨溫度改變的規(guī)律為ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α稱為電阻溫度系數(shù)，ρ0是材料在t＝0℃時(shí)的電阻率．在肯定的溫度范圍內(nèi)α是與溫度無(wú)關(guān)的常量．金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù)．利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在肯定溫度范圍內(nèi)不隨溫度改變的電阻．已知：在0℃時(shí)，銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，碳的電阻率為3.5×10－5Ω·m；在0℃旁邊，銅的電阻溫度系數(shù)為3.9×10－3℃－1，碳的電阻溫度系數(shù)為－5.0×10－4℃－1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng)為1.0m的導(dǎo)體，要求其電阻在解析：設(shè)所需碳棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，電阻率為ρ1，電阻溫度系數(shù)為α1；銅棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，電阻率為ρ2，電阻溫度系數(shù)為α2.依據(jù)題意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)，ρ2＝ρ20(1＋α2t)式中ρ10、ρ20分別為碳和銅在0℃時(shí)的電阻率．設(shè)碳棒的電阻為R1，銅棒的電阻為R2，有R1＝ρ1eq\f(L1,S)，R2＝ρ2eq\f(L2,S)式中S為碳棒與銅棒的橫截面積．碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總