2024-2025版高中物理第二章恒定電流6導(dǎo)體的電阻課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE7-導(dǎo)體的電阻(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.(多選)下列關(guān)于電阻率的敘述錯誤的是 ()A.電阻率在國際單位制中的單位是歐姆·米B.用電阻率小的材料制成的電阻,其電阻值肯定小C.材料的電阻率取決于導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長度D.材料的電阻率隨溫度的變更而變更【解析】選B、C。電阻率在國際單位制中的單位是歐姆·米,A正確;電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積三個因素有關(guān),材料的電阻率小,制成的電阻阻值不肯定小,B錯誤;電阻率取決于材料和溫度,與導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長度無關(guān),C錯誤;材料的電阻率隨溫度的變更而變更,金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的上升而增大,半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的上升而減小,D正確。2.如圖所示,厚薄勻稱的矩形金屬薄片邊長ab=2bc。當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時,電流為I;若將C與D接入電壓為U的電路中,則電流為 ()A.4IB.2IC.I D.I【解題指南】先利用電阻定律求出兩種連接狀況下的電阻關(guān)系,再利用歐姆定律推斷電流關(guān)系?！窘馕觥窟xA。設(shè)沿AB方向的橫截面積為S1,沿CD方向的橫截面積為S2,則有=,AB接入電路時電阻為R1,CD接入電路時電阻為R2,則有==,電流之比==,I2=4I1=4I,故選項A正確。3.電線是家庭裝修中不行或缺的基礎(chǔ)建材,電線的質(zhì)量干脆關(guān)系到用電平安。某型號電線每卷長度為100m,銅絲直徑為1.6mm。為檢驗其是否采納了導(dǎo)電性能比較差的劣質(zhì)銅,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【解析】選B。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,則導(dǎo)線的電阻值為R==Ω=1.25Ω;又:R=ρ=ρ=;1.6mm=0.0016m;代入數(shù)據(jù)可得:ρ=2.5×10-8Ω·m,故B正確?！炯庸逃?xùn)練】(2024·上饒高二檢測)下列關(guān)于電阻率的說法正確的是 ()A.電阻率與導(dǎo)體的長度有關(guān)B.電阻率與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)C.電阻率表征了材料導(dǎo)電實力的強弱,由導(dǎo)體的材料確定,而與溫度無關(guān)D.電阻率表征了材料導(dǎo)電實力的強弱,由導(dǎo)體的材料確定,且與溫度有關(guān)【解析】選D。電阻率是由材料本身確定的,且與溫度有關(guān),而與其他因素?zé)o關(guān),選項D正確。4.(多選)關(guān)于電阻和電阻率,下列說法不正確的是 ()A.電阻是反映導(dǎo)體對電流的阻礙作用大小的物理量B.電阻率是反映材料的導(dǎo)電性能的物理量C.電阻率肯定隨著溫度的上升而增大D.超導(dǎo)材料在任何溫度時的電阻率都為零【解析】選C、D。電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量,故A正確;電阻率是反映材料的導(dǎo)電性能的物理量,故B正確;金屬材料的電阻率隨溫度的上升而增大,其他材料不肯定,故C錯誤;超導(dǎo)材料在溫度降到肯定零度旁邊時電阻率才為零,故D錯誤。5.金屬材料的電阻率有以下特點: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上升而增大,有的金屬電阻率隨溫度變更而顯著變更,有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響,依據(jù)以上信息,推斷下列說法中正確的是 ()A.連接電路用的導(dǎo)線一般用合金來制作B.電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作C.電阻溫度計一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來制作D.標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用電阻率隨溫度變更而顯著變更的金屬材料制作【解析】選B。純金屬的電阻率小,故連接電路用的導(dǎo)線一般用純金屬來制作,故A錯誤;合金的電阻率大,故電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作,故B正確;有的金屬電阻率隨溫度變更而顯著變更,故電阻溫度計一般用純金屬來制作,故C錯誤;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,故D錯誤。6.如圖所示為兩個形態(tài)完全相同的導(dǎo)線M、N串聯(lián)接入電路后的電流與其電阻的關(guān)系的圖線。由圖線分析可知下列選項正確的是 ()A.加在導(dǎo)線M兩端的電壓小B.導(dǎo)線M的電阻小C.經(jīng)一段時間導(dǎo)線M產(chǎn)生的熱量多D.導(dǎo)線N消耗的電功率大【解析】選C。若將兩導(dǎo)線串聯(lián)接入電路中,則通過兩導(dǎo)線的電流相同,由圖象可知,此時M的電阻大于N的電阻,所以導(dǎo)線M兩端的電壓比導(dǎo)線N兩端的電壓大,選項A、B錯誤;由Q=I2Rt可知,在相同時間內(nèi),電流通過導(dǎo)線M產(chǎn)生的焦耳熱多,選項C正確;由P=I2R可知,選項D錯誤。二、計算題(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)值計算的要標(biāo)明單位)7.(10分)如圖甲為一測量電解質(zhì)溶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)里面注滿某電解質(zhì)溶液時,且P、Q加上電壓后,其UI圖象如圖乙所示,當(dāng)U=10V時,求電解質(zhì)溶液的電阻率ρ?！窘馕觥坑深}圖乙可求得電解質(zhì)溶液的電阻:R==Ω=2000Ω,由題圖甲可知電解質(zhì)溶液長l=a=1m,它的橫截面積S=bc=0.02m2由R=ρ得ρ==Ω·m=40Ω·m。答案:40Ω·m8.(14分)如圖所示,P是一個表面鑲有很薄電熱膜的長陶瓷管,其長度為L,直徑為D,鑲膜的厚度為d,管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N。現(xiàn)把它接入電路中,測得它兩端電壓為U,通過它的電流為I,則膜的電阻為多少?鑲膜材料電阻率為多少?【解析】由歐姆定律可得R=,沿著L的方向?qū)⒛泳`開,如圖所示則膜層等效為一個電阻,其長為L,橫截面積為管的周長×厚度d。由電阻定律R=ρ可得:R=,則=,解得:ρ=。答案:(15分鐘·40分)9.(6分)某個由導(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、b的半球殼層形態(tài)(圖中陰影部分),半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心且作為一個引出電極,在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計的金屬膜成為另外一個電極。設(shè)該電阻的阻值為R,下面給出R的四個表達式中只有一個是合理的,你可能不會求解R,但是你可以通過肯定的物理分析,對下列表達式的合理性作出推斷。依據(jù)你的推斷,R的合理表達式應(yīng)為 ()A.R= B.R=C.R= D.R=【解析】選B。依據(jù)電阻的公式R=ρ可知,式子的分母應(yīng)當(dāng)是面積單位,故C、D兩項錯誤;當(dāng)a=b時,電阻阻值應(yīng)當(dāng)為零,可知B項正確,A項錯誤。10.(6分)(多選)有三個完全相同的小燈泡A、B、C,按圖甲所示的方式連接在電路中,已知該型號小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。假如開關(guān)閉合后,干路電流為I=0.25A,三個小燈泡的電壓分別用UA、UB、UC表示,電阻分別用RA、RB、RC表示,消耗的電功率分別用PA、PB、PC表示。則下列式子正確的是 ()A.UA∶UB∶UC=2∶1∶1 B.PA=0.75WC.RB=12Ω D.>4【解析】選B、D。電路中的總電流為0.25A,流過A的電流為0.25A,由小燈泡的伏安特性曲線可知A兩端電壓為3.0V,故A消耗的電功率為PA=UAIA=0.75W,B項正確;依據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律知,B中電流為0.125A,由小燈泡的伏安特性曲線可知B、C兩端電壓大約為0.3V,則A兩端的電壓大約為B、C兩端電壓的10倍,A項錯誤;由歐姆定律可知B的電阻為RB==Ω=2.4Ω,C項錯誤;B消耗的電功率為PB=UBIB=0.3×0.125W=0.0375W,故=20>4,D項正確。11.(6分)(多選)某種材料的圓柱形導(dǎo)體的長度為L,橫截面的直徑為d,導(dǎo)體兩端所加電壓為U,當(dāng)這三個物理量中僅有一個物理量變更時,關(guān)于導(dǎo)體中自由電子定向運動的平均速率,下列說法正確的是 ()A.電壓變?yōu)?U,導(dǎo)體中自由電子定向運動的平均速率變?yōu)樵瓉淼?倍B.導(dǎo)體的長度變?yōu)?L,導(dǎo)體中自由電子定向運動的平均速率變?yōu)樵瓉淼腃.導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?d,導(dǎo)體中自由電子定向運動的平`均速率變?yōu)樵瓉淼腄.導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?導(dǎo)體中自由電子定向運動的平均速率不變【解析】選A、B、D。電壓變?yōu)?U,依據(jù)歐姆定律,電流變?yōu)?I,依據(jù)電流的微觀表達式為I=neSv,電子定向運動的平均速率變?yōu)?倍,故A正確。導(dǎo)體的長度變?yōu)?L,依據(jù)電阻定律,電阻變?yōu)?R;依據(jù)歐姆定律,電流變?yōu)?依據(jù)電流的微觀表達式為I=neSv,電子定向運動的平均速率變?yōu)?.5v,故B正確。導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?d,橫截面積變?yōu)?倍,依據(jù)電阻定律,電阻變?yōu)?.25倍;依據(jù)歐姆定律,電流變?yōu)?倍;依據(jù)電流的微觀表達式為I=neSv,電子定向運動的平均速率不變,故C錯誤。導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?.5d,橫截面積變?yōu)?.25倍,依據(jù)電阻定律,電阻變?yōu)?倍;依據(jù)歐姆定律,電流變?yōu)?.25倍;依據(jù)電流的微觀表達式為I=neSv,電子定向運動的平均速率不變,故D正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)有AB兩段電阻絲,材料相同,長度也相同,它們的橫截面的直徑之比為dA∶dB=1∶2,把它們串聯(lián)在電路中,則下列說法正確的是 ()A.它們的電阻之比RA∶RB=4∶1B.通過它們的電流之比IA∶IB=4∶1C.電子在兩段中定向移動速度之比vA∶vB=4∶1D.兩段中的電場強度之比EA∶EB=4∶1【解析】選A、C、D。長度、材料均相同,它們的橫截面的直徑之比為dA∶dB=1∶2,則橫截面積之比為SA∶SB=1∶4,依據(jù)R=ρ可知,電阻之比RA∶RB=4∶1,故A項正確;因兩者是串聯(lián),它們的電流總相等,故B項錯誤;依據(jù)電流的微觀表達式I=neSv,則有定向移動速率與橫截面積成反比,因此定向移動速度之比vA∶vB=4∶1,故C項正確;串聯(lián)電路電流相等,設(shè)為I,則兩段中的電場強度E=,因此電場強度與電壓成正比,則有電場強度之比EA∶EB=UA∶UB=RA∶RB=4∶1,故D項正確。12.(22分)神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類?，F(xiàn)代生物學(xué)認為,髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,髓質(zhì)具有很大的電阻。已知蛙有髓鞘神經(jīng),髓鞘的厚度只有2μm左右,而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6×105Ω。(1)若不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻,計算髓質(zhì)的電阻率。(2)若有