初中物理《導體的電阻》分層練習（解析版）

11.2導體的電阻

分層練習

基礎練

1.兩電阻必、心的伏安特性曲線如圖所示，可知電阻大小之比4:心等于（）

O

uus

A.1:3B.3:1C.-D.—

【答案】A

【詳解】電阻R=彳=c。的可得：

Ricot6001

R2cot3003

A.1:3,與結論相符，選項A正確；

B.3:1,與結論不相符，選項B錯誤；

c.p與結論不相符，選項c錯誤；

D.殍與結論不相符，選項D錯誤；

2.如圖甲所示為一充滿電解液的玻璃容器，P、Q為電極，已知a=lm,b=0.2m,c=0.1m,當容器內(nèi)注

滿某電解液，且P、Q兩極加上電壓時，其UT圖線如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

甲乙

A.當U=10V時，電解液的電阻為1000。

B.該電解液的電阻隨電壓的增大而增大

C.當U=10V時，電解液的電阻率為40。-m

D.將兩個完全相同的玻璃容器串聯(lián)時，當外加電壓U=10V,回路內(nèi)的電流大于2.5mA

【答案】C

【詳解】A.當U=10V時，/=5x1O_3A,電解液的電阻

U

R=7=2000Q

A錯誤；

B.U-I圖線上各點與坐標原點的連線的斜率隨電壓的增大而減小，故電解液的電阻隨電壓的增大而減小,

B錯誤；

C.根據(jù)R=得

a

RT

=Pbc-

解得

p=40Q-m

c正確；

D.兩個完全相同的玻璃容器串聯(lián)時，外加電壓U=10V,每個玻璃容上所加電壓Ui=5V,根據(jù)U-I圖線可

知

I<2.5mA

D錯誤。

故選Co

3.下列說法中正確的是（）

A.由/?=苧可知，電阻與電壓、電流都有關系

B.由R=點可知，電阻只與導體的長度和橫截面積有關系

C.各種材料的電阻率都與溫度有關，金屬的電阻率隨溫度的升高而減小

D.所謂超導現(xiàn)象，就是當溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時，導體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)

象

【答案】D

【詳解】A./?=彳是電阻的定義式，R與電壓和電流無關，故A錯誤；

B.而R=p?是電阻的決定式，即電阻與八I、S都有關系，故B錯誤；

C.電阻率一般與溫度有關，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故C錯誤；

D.當溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時，導體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導現(xiàn)象，故D正確。

故選D。

4.2019年3月19日，復旦大學科研團隊宣稱已成功制備出具有較高電導率的碑化鋁納米帶材料，該材料

1

的電導率是石墨烯的1000倍。電導率。就是電阻率P的倒數(shù)，即。=丁下列說法正確的是（）

A.電導率的單位是。B.材料的電導率與材料的形狀無關

C.材料的電導率越大，其導電性能越弱D.電導率大小與溫度無關

【答案】B

【詳解】A.電導率是電阻率的倒數(shù)，所以電導率的單位是QAm-i,故A錯誤；

B.電阻率是由材料的性質(zhì)所決定的，與材料的形狀無關，所以電導率的大小與材料的形狀也無關，故B正

確；

C.因為電導率是電阻率的倒數(shù)，所以材料的電導率越大，其電阻率越小，其導電性就越強，故C錯誤；

D.電阻率的大小受溫度的影響，所以電導率的大小也受溫度的影響，故D錯誤。

故選Bo

5.如圖所示，一塊均勻的長方體樣品，長為°,寬為6,厚為c。電流沿N8方向時測得樣品的電阻為幾

則樣品的電阻率為（）

【答案】B

【詳解】根據(jù)電阻定律可得

Ia

R=ps=pb^

解得

Rbc

故選Bo

6.某同學在研究三種導電元件的伏安特性時，他根據(jù)實驗中所測得的數(shù)據(jù)，分別繪制了一U圖線，如圖甲、

乙、丙所示，下列說法正確的是（）

A.圖甲的元件可以作為標準電阻使用

B.圖乙的電阻隨電壓升高而減小

C.圖丙的電阻隨電壓升高而增大

D.只有圖乙才可能是半導體元件

【答案】A

【詳解】A.由于/-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖甲可知圖像斜率不變，則甲元件的電阻保持不變，

可以作為標準電阻使用，故A正確；

BCD.由于/-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，可知圖乙中圖像的斜率隨著電壓的增大斜率減小，則說明電阻

隨電壓升高而增大，半導體電阻在電壓較小時，電阻很大，故乙圖不是半導體元件；圖丙中，隨著電壓升

高斜率增大，則電阻隨電壓的增大而減小，故BCD錯誤。

故選A。

【點睛】伏安特性曲線能得出電流隨電壓的變化關系，則由歐姆定律可得出電阻的變化；同時注意線性元

件及非線性元件的伏安特性曲線的區(qū)別。

7.如圖所示，某一導體的形狀為長方體，其長、寬、高之比為a：6：c=3：2：l.在此長方體的上、下、左、右

四個面上分別通過導線引出四個接線柱1、2、3、4.在1、2兩端加上恒定電壓，導體的電阻為在3、

4兩端加上恒定電壓，導體的電阻為&，則氏1：尺2為

C.9：1D.1：9

【答案】D

【分析】確定導體的長度和橫截面積的大小，根據(jù)電阻定律/?=2與即可求解.

【詳解】設c的長度為L,則b的長度為2L,a的長度為3L,根據(jù)電阻定律R=p9可知，1、2兩點間的電阻

為%=0?=擠3、4兩點間的電阻為2=0去=|?，故晟='￡：*='

故本題選D.

8.一段粗細均勻的電阻絲橫截面的直徑是d,接在內(nèi)阻不計的電源兩端時功率為P,現(xiàn)在把它拉成直徑為3

的均勻長電阻絲后仍接在此電源上，此時功率為

pP

A.16PB.4PC.-D.—

416

【答案】D

【詳解】設饃銘絲原來的長度為則R=p』=pg]=黑，假設把它拉成直徑為?的均勻長電阻絲后長度

s兀（萬）2

變?yōu)椤?，因為拉伸過程中銀銘絲的體積不變5=IS,貝療=4/電阻變?yōu)榭??！?0&=吟如=16/?，接

S<4）nd

入同一個電源上，由功率公式P=4知P'=《，故D正確；

綜上所述本題答案是：D

9.下列說法中，正確的是（）

A.每種金屬都有確定的電阻率，電阻率不隨溫度變化

B.導線越細、越長，其電阻率也越大

C.一般金屬的電阻率，都隨溫度升高而增大

D.測電阻率時，為了提高精度，通過導線的電流要足夠大，且要等到穩(wěn)定一段時間后才可讀數(shù)

【答案】C

【詳解】AC.金屬的電阻率隨溫度的增大而增大，A錯誤，C正確；

B.導線的粗細、長度不影響電阻率，B錯誤；

D.測電阻率時，為了提高精度，通過導線的電流要小，盡量在常溫下測量，D錯誤。

故選Co

10.離地面高度5.0x104m以下的大氣層可視為電阻率較大的漏電介質(zhì)，假設由于雷暴對大氣層的“電擊"，

使得離地面高度5.0x105處的大氣層與帶負電的地球表面之間形成穩(wěn)定的電場，其電勢差約為3xl05v,已

知，雷暴兩秒鐘給地球充電的電荷量約為3.6x103c,地球表面積近似為5.0xl0i4m2,則（）

H=5.0xl()4m處

A.該大氣層的等效電阻約為600Q

B.該大氣層的平均漏電電流約為3.6X103A

C.該大氣層的平均電阻率約為1.7xl0i2Q.m

D.離地面越近電勢越高

【答案】C

【詳解】AB.依題意，可得該大氣層的放電電流為

則該大氣層的等效電阻為

故AB錯誤；

C.根據(jù)/?=展可得，該大氣層的平均電阻率約為

故C正確；

D.由于大氣層帶正電，地球表面帶負電，則電場線由大氣層指向地球表面，根據(jù)沿著電場線方向，電勢逐

漸降低，可知離地面越近電勢越低，故D錯誤。

故選Co

11.兩根完全相同的金屬裸導線，如果把其中的一根均勻拉長到原來的3倍，把另一根對折后絞合起來，

則兩導線的電阻之比為（）

A.6：1B.9：1C.18：1D.36：1

【答案】D

【詳解】設原來的電阻為R,根據(jù)電阻定律

L

R=P《

得，把其中的一根均勻拉長到原來的3倍，根據(jù)體積不變可知，其橫截面積變?yōu)樵瓉淼模?，故電阻變?yōu)樵瓉?/p>

的9倍，即9R。把另一根對折后絞合起來，則長度變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑱M截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，則電阻變

為原來的;，即為;R。故兩導線的電阻之比為36：K

故選D。

12.連接電路中的一條導線長為以線路上的電流為/，若要求線路上的電壓降不超過O已知輸電導線的電阻

率為",那么該輸電導線的橫截面積最小值是（）

A把B吆C—D—

RUJpLIIp

【答案】B

【詳解】根據(jù)歐姆定律得

U

R=7

根據(jù)電阻定律

L

R=p§

解得

吆

U

A,等與計算結果不符，故A錯誤.

B.寫與計算結果相符，故B正確.

C.總與計算結果不符，故C錯誤.

OTTI

D.巖與計算結果不符，故D錯誤.

13.甲、乙兩導體為不同材料制成的均勻圓柱體，甲的長度是乙的4倍，甲的底面半徑是乙的3倍，已知

甲、乙兩導體的電阻相等，則甲、乙兩導體的電阻率之比為（）

A.3：2B.9：4C.8：9D.4：9

【答案】B

【詳解】甲的長度是乙的長度的4倍，甲的底面半徑是乙的底面半徑的3倍，甲、乙兩導體的電阻相等,

根據(jù)電阻定律有

/甲殳12

P甲而=P乙口，S=2nr

代入數(shù)據(jù)解得

P甲9

P7-4

故選Bo

14.大氣中存在可自由運動的帶電粒子，其密度隨距地面高度的增加而增大，可以把離地面50km以下的大

氣看做是具有一定程度漏電的均勻絕緣體（即電阻率較大的物質(zhì)）；離地面50km以上的大氣則可看做是帶電

粒子密度非常高的良導體，地球本身帶負電，其周圍空間存在電場。離地面力=50km處與地面之間的電勢

差約為0=3.0x105V。由于電場的作用，地球處于放電狀態(tài)。但大氣中頻繁發(fā)生雷暴又對地球充電，從而保

證了地球周圍電場恒定不變（可視為勻強電場），統(tǒng)計表明，雷暴每秒帶給地球的平均電荷量約為4=1800C,

已知地球半徑r=6400km。下列說法正確的是（）

A.離地面越近電勢越高B.大氣層的電場強度約為6x103v/m

C.地球漏電功率約為6x107wD.大氣電阻率p約為2x1012Q.m

【答案】D

【詳解】A.地球帶負電，則離地面越近電勢越低，選項A錯誤；

B.由電場強度與電勢差的關系公式，可得大氣層的電場強度約為

選項B錯誤;

CD.本題中把50km厚的漏電均勻絕緣體視為一個導體，其長度為50km,橫截面積為地球的表面積，漏電

均勻絕緣體所加電壓為U=3Qxl05v,則由電流強度的定義式可得

q

/=-=1800A

t

由歐姆定律可得

U3x10512

又由電阻定律可得

Ipi

R=pg4口2

代入數(shù)據(jù)解得得

4：Ttr2R

12

P=~2x10(l-m

則有地球漏電功率為

P=L7=3X105X1800W?5X108W

故C錯誤，D正確。

故選D。

【點睛】本題重點是對物理模型的建立，將地球地面附近50km的大氣層向外漏電，相當于通過一段導體向

外放電，該導體的橫截面積為地球表面積，長度為大氣層的高度隊這樣就建立起來與我們知識關聯(lián)的物理

模型，就可以解決一些看似陌生的情形。建模能力是物理能力的根本。

15.如圖表示兩個大小不同的電阻的/-U圖線，那么

A.電阻大的應是圖線4兩電阻串聯(lián)后的/-U圖線在區(qū)域I

B.電阻大的應是圖線B,兩電阻串聯(lián)后的/-U圖線在區(qū)域HI

C.電阻小的應是圖線A,兩電阻并聯(lián)后的/-U圖線在區(qū)域I

D.電阻小的應是圖線8,兩電阻并聯(lián)后的/-U圖線在區(qū)域HI

【答案】BC

【詳解】試題分析：由于題目中是I—U圖線，其斜率的倒數(shù)表示電阻的大小，所以B的阻值大，A的阻值

?。粌烧卟⒙?lián)后總阻值更小，應該在區(qū)域I,若串聯(lián)，總阻值變大，應該在區(qū)域皿，故選項BC正確.

考點：本題考查學生對I—U圖線理解和電阻串并聯(lián)的特點.

故BD?

提升練

16.待測電阻Rx，阻值約為25kQ,在測其阻值時，備有下列器材:

A.電流表（量程iOOuA,內(nèi)阻2kQ）；

B.電流表（量程500RA,內(nèi)阻300Q）；

C.電壓表（量程10V,內(nèi)阻lOOkQ）；

D.電壓表（量程50V,內(nèi)阻500kQ）；

E.直流穩(wěn)壓電源（15V,允許最大電流1A）；

F.滑動變阻器（最大阻值IkQ,額定功率1W）；

G.電鍵和導線若干。

（1）電流表應選,電壓表應選;

（2）在虛線框中畫出測量電阻Rx阻值的電路圖;

（3）根據(jù)電路圖，用實線代替導線將下列實物連接成實驗電路，

【詳解】（1）⑺⑵根據(jù)電源電動勢為15V,可知電壓表應選C；根據(jù)歐姆定律可求出通過待測電阻的最大電

流為

U10

/max=5=芯mA=0.4mA=400HA

所以電流表應選B；

（2）⑶由于待測電阻阻值較大，滿足

Rx>JRARV

所以電流表應用內(nèi)接法；由于滑動變阻器的全電阻遠小于待測電阻，所以變阻器應采用分壓式接法，電路

圖如圖所示

17.某同學為研究小燈泡的伏安特性，準備的器材有：

A.小燈泡￡（額定電壓3.8V）

B.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻3kQ）

C.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約0.5Q）

D.定值電阻凡

E.滑動變阻器R（0~10Q）

F.電源E（電動勢4.5V,內(nèi)阻1Q）

G.開關S,導線若干

（1）為了完整描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要利用定值電阻刷對電壓表進行改裝。已知定值電阻有l(wèi)kQ

和5kC兩種規(guī)格，為了完成實驗并減小誤差，應選用規(guī)格。（選填"lkQ"或"5kQ"）

（2）該同學設計好實驗電路圖后已經(jīng)連好了部分導線，請用筆代替導線將實物圖補充完整。

V

(3)實驗測得該小燈泡的電流隨電壓變化如表所示(已經(jīng)將電壓表示數(shù)轉(zhuǎn)換成了小燈泡電壓)，燈泡電壓

為1.00V時的電流表示數(shù)如圖甲，此時電流值為A；請將圖乙中缺失的數(shù)據(jù)點補完，并用平滑曲線

描繪出小燈泡的伏安特性曲線。

燈泡電壓UN00.501.001.502.002.503.003.503.80

電流表示數(shù)〃A00.130.250.290.320.340.360.37

甲

乙丙

（4）另一同學利用該實驗所給器材與一個阻值為4Q的定值電阻必連成如圖丙所示電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器

R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關S,在R的阻值變化范圍內(nèi)（0~10Q）,小燈泡的最大功率

為Wo（保留兩位有效數(shù)字）

【答案】lkQ0.20

01234tW

乙0.58(0.58~0.62)

【詳解】(1)[1]由于小燈泡的額定電壓為3.8V,因此為了完成實驗并減小誤差，電壓表改裝成4V即可，因

此需要選用定值電阻值應選用lkn的電阻與電壓表串聯(lián)。

(2)⑵由于描繪完整小燈泡的伏安特性曲線，因此電壓應該從。開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器應采用分壓式接法;

另外燈泡阻值較小，電流表采用外接法，電路連接如圖所示

V

(3)[3]電流表的示數(shù)為0.20A。

⑷用平滑的曲線連接如圖所示

乙

(4)⑷當滑動變阻器調(diào)到最大時，加在燈泡的電壓最高，燈泡的功率最大，此時電源，電阻Ri和滑動變阻

器所組成的電路等效成電源，等效電動勢相當于滑動變阻器分得的電壓

等效內(nèi)電阻

-1。

r12

~r+R1+R~3

做出電源的7-U圖像，與小燈泡的交點即為加在小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流如上圖，可得小燈

泡的最大功率

p=[//=2X0.29W=0.58W

18.某同學想要描繪標有“3.8V,0.3A”字樣的小燈泡L的伏安特性曲線，要求實驗盡量準確?？晒┻x擇的器

材除小燈泡、開關、導線外，還有：

A.電壓表Vi，量程0?5V,內(nèi)阻約5kQ

B.電壓表V2，量程0?15V,內(nèi)阻約15kQ

C.電流表Ai，量程0?500mA,內(nèi)阻約0.5Q

D.電流表A2,量程0?：LOOmA,內(nèi)阻約4Q

E.滑動變阻器最大阻值10Q,額定電流2QA

F.滑動變阻器心,最大阻值100Q,額定電流1.0A

G.直流電源E,電動勢約6V,內(nèi)阻可忽略不計

（1）上述器材中，電壓表應選，電流表應選—，滑動變阻器應選—（填寫各器材前面的序號）。

（2）該同學正確選擇儀器后連接了如圖甲所示的電路，為保證實驗順利進行，并使誤差盡量小，實驗前請

你檢查該電路，指出電路在接線上存在的兩項問題：

①；②?

乙

（3）該同學校正電路后，經(jīng)過正確的實驗操作和數(shù)據(jù)記錄，描繪出了小燈泡的伏安特性曲線，如圖乙所示,

由此推斷小燈泡的電阻值隨工作電壓的增大而（選填"不變""增大"或"減小"）。

（4）該同學完成實驗后又進行了以下探究：把一只這樣的小燈泡直接接在電動勢為4V、內(nèi)阻為8Q的電源

上組成閉合回路。請你根據(jù)上述信息估算此時小燈泡的功率約為W（結果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】ACE電流表沒有采用外接法滑動變阻器沒有采用分壓式接法增大

0.50（0.48~0.53）

【詳解】燈泡額定電壓額定電流為故電壓表選電流表應選擇由于本實驗

（1）[1]⑵[3]3.8V,0.3A,V],Ax；

中描繪小燈泡的伏安特性曲線，要求電壓從零開始，必須采用分壓式接法，因此滑動變阻器應選擇總阻值

較小的必。故答案依次為A、C、E。

（2）⑷⑸①由于燈泡內(nèi)阻較小，為了減小實驗誤差，故只能采用電流表外接法；②描繪小燈泡的伏安特

性曲線，要求電壓從零開始，滑動變阻器必須采用分壓式接法。

（3）⑹/—U圖象中圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，則可知，燈泡電阻隨電壓的增大而增大。

（4）[7]設每只燈泡兩端的電壓為U,流過的電流為/,由閉合電路歐姆定律可得

U=E~Ir

代入數(shù)據(jù)可得

。=4.0-8/

在原伏安特性曲線圖象中作函數(shù)。=4.0—8/的圖線，交點代表每個燈泡兩端的電壓和流過每個燈泡的電流,

如圖所示

則由圖可知，燈泡兩端的電壓為2.0CT2.10V,電流為0.24~0.25A,則燈泡的功率

P=W=（0.48~0.53）W

19.有一個小燈泡上標有"4V,2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小燈泡的/一。圖線。有下列器材供選

用：

A.電壓表Vi（。?5V,內(nèi)阻約10kQ）

B.電壓表V2（0?15V,內(nèi)阻約20kQ）

C.電流表Ai（0?3A,內(nèi)阻約1Q）

D.電流表A2（0?0.6A,內(nèi)阻約0.4Q）

E.滑動變阻器Ri（100,2A）

F.滑動變阻器R2（500Q,1A）

G.學生電源（直流6V）、開關、導線若干

實驗中要求電壓表在0?4V范圍內(nèi)讀取并記錄下8組左右不同的電壓值U和對應的電流值/,以便作出伏安

特性曲線，

（1）實驗中所用電壓表應選用，電流表應選用，滑動變阻器應選用。（將選項代號

的字母填在橫線上）電流表采用（填"內(nèi)接"或"外接"）

（2）在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖0

【答案】ADE外接

【詳解】（1）⑴⑵⑶⑷燈泡的額定電壓為4V,則電壓表選A,燈泡的額定電流

P

/=-=0.5A

則電流表應選D,燈泡的電阻

U

R=7=8Q

描繪小燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓式接法，為了方便操作,

所以滑動變阻器選擇阻值較小的E,電壓表內(nèi)阻為10k。，電流表內(nèi)阻為0.4C,計算得

RvR

元〉低

故電流表采用外接法；

（2）⑸描繪小燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓式接法，由（1）

可知電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示

20.為了精確地測量待測電阻Rx（約10Q）的阻值，實驗室提供了下列器材:

A.電流表4（量程為500//A,內(nèi)阻r/=1000Q）

B.電流表A2（量程為0.3A,內(nèi)阻約0.1Q）

C.滑動變阻器"（0-1000Q,額定電流3A）

D.滑動變阻器七（0~5Q,額定電流1.0A）

E.滑動變阻器￡（O-1Q,額定電流1.0A）

F.電阻箱R（阻值范圍為CT9999.9Q）

G.電源（電動勢E=3.0V,內(nèi)阻約0.2C）

H.開關S、導線若干

（1）由于沒有電壓表，小劉同學把電流表Ai串聯(lián)電阻箱R改為量程為3V的電壓表，他需要把電阻箱的阻

值調(diào)為Q;

（2）小劉選擇的滑動變阻器為；（填"C""D"或"E"）

（4）按正確的電路連接，閉合開關，記錄電流表/、A2的示數(shù)/八12,移動滑動變阻器的滑片，記錄多組

數(shù)據(jù)，并作出//W圖像如圖所示，則待測電阻Rx=—Q（結果要保留2位有效數(shù)字）。

【答案】5000.09.0

【詳解】（1）[1]當電流表A1滿偏時，兩端電壓為

%=31=0.

因此需要把電阻箱的阻值調(diào)為

u-uR

/?=——5=5000.0H

s

（2）[2]用滑動變阻器％控制電路時，用限流式接法，但滑動變阻器％的最大阻值遠大于待測電阻的阻值,

不便于調(diào)節(jié)，不能使用；滑動變阻器/?2和R3的最大阻值都小于待測電阻的阻值，則用分壓式接法，當選擇7?2

時，回路中的最大電流

3

A<1A

m5x10

。2+5+io

不會超過滑動變阻器&的額定電流。

當選擇夫3時，回路內(nèi)的最小電流約為

超過滑動變阻器式3的額定電流，因此選擇D。

(3)⑶因改裝電壓表內(nèi)阻已知，所以采用電流表外接法，可以算出Rx的實際電流，沒有系統(tǒng)誤差，電路圖

如下圖所示。

1101+R)=

因為/2遠大于/1，故

/式「1+R)=12之

得

_Rx

11。r]+R

根據(jù)圖像的斜率可得

解得

Rx—9.0Q

21.某學習小組通過實驗來研究電器元件Z的伏安特性曲線。他們在實驗中測得電器元件Z兩端的電壓與

通過它的電流的數(shù)據(jù)如下表：

UN0.000.200.501.001.502.002.503.00

7/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215

現(xiàn)備有下列器材:

A.內(nèi)阻不計的6V電源；

B.量程為。?3A的內(nèi)阻可忽略的電流表；

C.量程為。?0.3A的內(nèi)阻可忽略的電流表；

D.量程為。?3V的內(nèi)阻很大的電壓表；

E.阻值為0?10Q,額定電流為3A的滑動變阻器;

F.電鍵和導線若干。

（1）這個學習小組在實驗中電流表應選（填器材前面的字母）;

（3）利用表格中數(shù)據(jù)繪出的電器元件Z的伏安特性曲線，如圖所示,分析曲線可知該電器元件Z的電阻隨

（4）若把用電器Z接入如圖所示的電路中時，電流表的讀數(shù)為0.150A,已知N、8兩端電壓恒為2V,則定

值電阻&的阻值為Qo（結果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】cD變大67/6.6/6.8

【詳解】(1)[1]根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知實驗中通過Z的最大電流為0.215A,所以在量程滿足的情況下，為了減

小讀數(shù)誤差，電流表應選擇C。

(2)[2]由于Z兩端電壓要從零開始變化，所以滑動變阻器應采用分壓式接法，且電流表測量通過Z的電流。

故選D。

(3)[3]Z元件的/-U圖線上點與原點連線的斜率左等于其阻值的倒數(shù)，左隨U變大而減小，所以元件Z的

電阻隨U變大而變大。

(4)⑷由圖像可知，當通過Z的電流為0.150A時，其兩端電壓為1.00V,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知此時

凡兩端的電壓為IV,根據(jù)歐姆定律可知

&=u戶06,7。

22.一燈泡的伏安特性曲線如圖所示，已知該燈泡額定電壓為8V.

(1)求燈泡正常發(fā)光時的電功率P;

(2)若以定值電阻與該燈泡串聯(lián)，接在U°=15V的電壓上，燈泡能正常發(fā)光，求串聯(lián)電阻的阻值.

【答案】(1)4.8W(2)11.7Q

【詳解】(1)根據(jù)圖象得出電壓為8V的電流l=0.6A,則燈泡正常發(fā)光時的電功率P=UI=8xO.6=4.8W.

(2)燈泡能正常發(fā)光，電壓為8V,電流為0.6A,

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U0=U+IR

1C_Q

解得：R—u『.6o12=11.7/2

23.以下對直導線內(nèi)部做一些分析：設導線單位體積內(nèi)有"個自由電子，電子電荷量為e,自由電子定向移

動的平均速率為v.現(xiàn)將導線中電流/與導線橫截面積S的比值定義為電流密度，其大小用)表示.

⑴請建立微觀模型，利用電流的定義/=%推導：

⑵從宏觀角度看，導體兩端有電壓，導體中就形成電流；從微觀角度看，若導體內(nèi)沒有電場，自由電子就

不會定向移動.設導體的電阻率為小導體內(nèi)場強為￡,試猜想)與E的關系并推導出八八￡三者間滿足

的關系式.

E

【答案】（1）j=nev（2）j=-

【詳解】（I）在直導線內(nèi)任選一個橫截面s,在at時間內(nèi)以S為底，vA為高的柱體內(nèi)的自由電子都將從

此截面通過，由電流及電流密度的定義知：_/=（=蕓，其中△口二neSvAt,

代入上式可得：j=nev

（2）（猜想：j與E成正比）設橫截面積為S,長為I的導線兩端電壓為U,則

電流密度的定義為了=，

將/='代入，得

7E

導線的電阻R=/4,代入上式，可得j、p、E三者間滿足的關系式為：/=[

【點睛】本題一要掌握電路的基本規(guī)律：歐姆定律、電阻定律、電流的定義式，另一方面要讀懂題意，明

確電流密度的含義.

24.某人把電流表、干電池和一個定值電阻串聯(lián)后，兩端連接兩支測量表筆，做成了一個測量電阻的裝置。

兩支表筆直接接觸時，電流表讀數(shù)為5.0mA,兩支表筆與200Q的電阻連接時，電流表讀數(shù)為3.0mA?，F(xiàn)在

把表筆與一個未知電阻連接，電流表讀數(shù)為2.5mA,這個未知電阻是多大。

【答案】300Q

【詳解】短接時

U=LR

串入200Q后，

U

12=R+夫2

聯(lián)立得7?=3OOQ

串入未知后

U

Ix=

R+Rx

解得7?x=3OOQ

25.某金屬導體兩端所加電壓為U=8V時，"10s內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為g=L6C,求：

（1）導體的電阻R;

（2）若金屬導體兩端電壓變?yōu)樵瓉淼模ǎ悺?10s內(nèi)通過金屬橫截面的電子有多少個？（電子電荷量e=1.6x

10-19C）

[^](1)500；(2)5xl018

【詳解】(1)通過導體的電流

q

I=-=0.16A

t

由歐姆定律

U

R=7=50Q

⑵若金屬導體兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?則電流變?yōu)?/p>

1

U'?u

/'=互=%=0.08A

t=10s內(nèi)通過金屬橫截面的電荷量

q-I't=0.8C

t=10s內(nèi)通過金屬橫截面的電子數(shù)

0.8C

n=--=--5----x---1-0--1-8---

1.6xIO-19c

26.央視《加油向未來》節(jié)目組曾經(jīng)做過一個實驗，如圖1所示，高為力的分別是由銅、鋁和不銹鋼做成

的三個豎直軌道A、B、C垂直立在水平地面上，軌道的形狀、橫截面積都相同，所用金屬的相關參數(shù)如下

表。節(jié)目組讓3個相同的內(nèi)部都固定了相同強磁體的木制小車分別從A、B、C三個軌道上端同時由靜止釋

放，小車運動時不與軌道發(fā)生摩擦，空氣阻力忽略不計。3個相同的小車及固定磁鐵的總質(zhì)量均為〃?。

⑴請在如圖2的坐標系中畫出小車由靜止釋放沿A軌道運動直到落地的v-t圖像；

(2)請根據(jù)題目信息判斷沿哪個軌道運動的小車最先到達地面，并定性說明理由；

⑶假如A軌道的小車最后穩(wěn)定下落的速度為v0,求該小車達到穩(wěn)定速度后銅軌道的熱功率尸°;

⑷軌道之所以發(fā)熱是因為金屬有電阻。經(jīng)典物理學認為：金屬的電阻源于定向運動的自由電子和金屬離子

(即金屬原子失去電子后剩余的那部分)的碰撞。在外加電場下自由電子做定向移動的過程中要不斷與金

屬離子發(fā)生碰撞，將其動能全都交給金屬離子，然后在電場的作用下重新開始加速運動一段距離后，再與

金屬離子發(fā)生碰撞。經(jīng)加速運動電子在兩次碰撞之間走的平均距離叫自由程，用乙表示。某金屬單位體積

內(nèi)自由電子數(shù)為小電子的質(zhì)量為%,電子的電荷量為e。電子在該金屬一個自由程的運動時間為人

a.假設電子每段自由程中都沿電流方向做勻加速直線運動，求該金屬的電阻率p；

b.如果在考慮大量電子的統(tǒng)計效果時，不考慮每個電子斷斷續(xù)續(xù)地碰撞，而著眼于實際運動的平均結果,

可等效為電子在金屬中勻速直線運動，而金屬給電子以持續(xù)的摩擦阻力，該摩擦阻力的大小與電子平均速

度成正比，求其摩擦因數(shù)為鼠

硬度

金屬溫度（℃）密度(Xio3kg/m3)電阻率（X108Qxm）

（金剛石硬度為10）

銅208.91.72.8

鋁202.72.92.6

不銹鋼207.810.04.6

（2）沿C（不銹鋼）軌道的小車最先到達地面。強磁鐵相對金屬導體運動，由電磁感應定律和楞次定律可知,

在金屬中要產(chǎn)生感應電流（渦流），該感應電流將對強磁鐵的小車產(chǎn)生阻力作用，小車將克服該阻力將部分

機械能轉(zhuǎn)化為電能。由于三輛小車最初的機械能相同，而這三種金屬中銅的電阻率最小，在相同條件下銅

軌道的電阻也最小，感應電流最大，阻礙最強，機械能轉(zhuǎn)化為電能的功率最大，將最晚落到地面；而不銹

鋼軌道的電阻率最大，其感應電流最小，阻礙最弱，機械能轉(zhuǎn)化為電能的功率最小，將最先落到地面。

⑶小車穩(wěn)定（勻速）下落過程中，可認為減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為銅軌道的熱能，即

Pot=mgvot

變形可得

&=mgu°

⑷金屬中電子定向移動的平均速度為

L

v——

t

電流強度的微觀表達式為

I=neSv

電子在自由程內(nèi)加速，由動能定理

17

eU=—mvt—0

電子勻加速直線運動，則有

0+v

v=--------t

2

由歐姆定律可得

U

R=7

由電阻定律可得

L

R=p§

聯(lián)立解得

2m

P=-^7

neLt

設自由程內(nèi)總得電荷數(shù)為N,電場力做功功率等于克服阻力做功的功率，即

IU=Nfv

N=LSn

由題意可知

f=kv

聯(lián)立解得

2m

k=—

27.如圖所示的長方體是用電阻率為p的均勻金屬制成的，長度為23其橫截面為正方形，邊長為乙若將

它的。、6端接入電路時的電阻為R,則將它的兩個側面上的c、d端接入電路時的電阻是多少？

【答案】9

【詳解】根據(jù)電阻定律R=P，當。、6端接入電路時，面積為〃，長為23則電阻為

2L2

R=p^=pl

當c、d接入電路時，面積為2/，長為L,根據(jù)電阻定律可得

L1

R『W=p五

由此可得

R

28.若導體兩端的電壓為6伏，10s內(nèi)通過導體的電流做功18J,則通過該導體的電流為—A,其電阻為一

Q;當該導體兩端電壓為3V時，10s內(nèi)通過該導體橫截面的電量為庫。

【答案】0.3201.5

【詳解】［1］由

Q=uit

可得

⑵導體電阻為

U6

R=—==2011

I0.3

⑶當該導體兩端電壓為3V時，則電流為

U'3

r=￥=20A=0-15A

10s內(nèi)通過該導體橫截面的電量為

q=/t=0.15X10C=1.5C

29.用伏安法測量電阻色時，接在恒定電壓上，當S接。時電壓表的示數(shù)為10V,電流表的示數(shù)為

0.2A；當S接6時電壓表示數(shù)為12V,電流表的示數(shù)為0.15A；為了較準確地測定&），S應接在一點，品的