2024-2025學(xué)年高中物理第二章恒定電流6導(dǎo)體的電阻練習(xí)含解析新人教版選修3-1

PAGE6-導(dǎo)體的電阻基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(2024·北京市昌平區(qū)高二上學(xué)期期末)關(guān)于導(dǎo)體的電阻的表達(dá)式R＝eq\f(U,I)和R＝ρeq\f(L,S)，下面說法不正確的是(A)A．金屬導(dǎo)體的電阻與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與通過的電流成反比B．金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積和材料有關(guān)C．一般狀況下，金屬導(dǎo)體的電阻隨工作環(huán)境溫度的改變而改變D．對于給定的一段金屬導(dǎo)體來說，在恒溫下eq\f(U,I)比值是恒定的，導(dǎo)體電阻不隨U或I的改變而改變解析：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的特性，與其兩端電壓和電流強(qiáng)度無關(guān)，選項(xiàng)A錯誤；依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)可知：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料有關(guān)，選項(xiàng)B正確；導(dǎo)體的電阻率隨溫度改變而改變，電阻也隨溫度而改變，選項(xiàng)C正確；導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的特性，對一段肯定的導(dǎo)體來說，在恒溫下比值eq\f(U,I)是恒定的，導(dǎo)體電阻不隨U或I的改變而化，選項(xiàng)D正確。本題選不正確的，故選A。2．關(guān)于電阻率，下列說法正確的是(C)A．把一根長導(dǎo)線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的1/3B．材料的電阻率隨溫度的上升而增大C．純金屬的電阻率較合金的電阻率小D．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)體對電流的阻礙作用越大解析：電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)，A錯誤。金屬材料的電阻率隨溫度上升而增大，而半導(dǎo)體材料則相反，所以B錯誤。合金的電阻率比純金屬的電阻率大，C正確。電阻率大表明材料的導(dǎo)電性能差，不能表明對電流的阻礙作用肯定大，因?yàn)槲矬w的電阻才是反映對電流阻礙作用大小的物理量，而且電阻還跟導(dǎo)體的長度、橫截面積有關(guān)，所以D錯誤。3．當(dāng)電路中的電流超過熔絲的熔斷電流時，熔絲就要熔斷，由于種種緣由，熔絲的橫截面積略有差別，那么熔絲熔斷的可能性較大的地方是(B)A．橫截面積大的地方B．橫截面積小的地方C．同時熔斷D．可能是橫截面積大的地方，也可能是橫截面積小的地方解析：依據(jù)電阻定律，橫截面積小的地方電阻較大，當(dāng)電流通過時電阻大的位置發(fā)熱量大易熔斷，B正確。4.(2024·四川省攀枝花市高二上學(xué)期檢測)如圖所示，某一導(dǎo)體的形態(tài)為長方體，其長、寬、高之比為a∶b∶c＝3∶2∶1。在此長方體的上、下、左、右四個面上分別通過導(dǎo)線引出四個接線柱1、2、3、4。在1、2兩端加上恒定電壓，導(dǎo)體的電阻為R1；在3、4兩端加上恒定電壓，導(dǎo)體的電阻為R2，則R1∶R2為(D)A．1∶3 B．3∶1C．9∶1 D．1∶9解析：設(shè)c的長度為L，則b的長度為2L，a的長度為3L，依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)可知，1、2兩點(diǎn)間的電阻為R1＝ρeq\f(L,6L2)＝eq\f(ρ,6L)；3、4兩點(diǎn)間的電阻為R2＝ρeq\f(3L,2L2)＝eq\f(3ρ,2L)，故eq\f(R1,R2)＝eq\f(1,9)，故本題選D。5．(2024·山東省試驗(yàn)中學(xué)高二上學(xué)期期末)對于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲，下列說法正確的是(BD)A．常溫下，若將電阻絲勻稱拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB．常溫下，若將電阻絲從中點(diǎn)對折，電阻變?yōu)镽/4C．加在電阻絲上的電壓從0漸漸加大到U，則在隨意狀態(tài)下的U/I的值不變D．若把溫度降到肯定零度旁邊，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象解析：常溫下，若將電阻絲勻稱拉長為原來的10倍，則截面積變?yōu)樵瓉淼?/10，依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，A錯誤；常溫下，若將電阻絲從中點(diǎn)對折，長度為原來的一半，面積為原來的2倍，則電阻變?yōu)镽/4，B正確；電阻絲隨著溫度改變阻值會發(fā)生改變，C錯誤；依據(jù)超導(dǎo)現(xiàn)象知，D正確。二、非選擇題6.一只鳥站在一條通電的鋁質(zhì)裸導(dǎo)線上(如圖所示)，導(dǎo)線的橫截面積為185mm2，導(dǎo)線上通過的電流為400A，鳥的兩爪間的距離為5cm，求兩爪間的電壓。(ρ鋁＝2.9×10－8Ω·m)答案：3.12×10－3V解析：R＝ρeq\f(l,S)＝2.9×10－8×eq\f(0.05,185×10－6)Ω＝7.8×10－6Ω故：U＝IR＝400×7.8×10－6V＝3.12×10－3V。7．某電路須要20A的保險絲，但手邊只有用同種材料制成的“15A”和“5A”兩種型號的保險絲，他們的規(guī)格如下表所示，問能否將這兩種保險絲取等長的兩段并聯(lián)后接入該電路中？說明其理由。保險絲12直徑1mm2mm額定電流5A15A解析：這兩段等長的保險絲橫截面積之比S1∶S2＝1∶4，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)得電阻之比R1∶R2＝S2∶S1＝4∶1，并聯(lián)接入電路后兩端的電壓相等，由歐姆定律得通過的電流之比I1∶I2＝R2∶R1＝1∶4，即第2根保險絲中的實(shí)際電流是第1根中的4倍，而額定電流只是第1根的3倍，所以不能這樣來運(yùn)用。實(shí)力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題)1.(2024·廣東省湛江市高二上學(xué)期期末)兩根材料相同粗細(xì)勻稱的金屬絲1、2的伏安特性曲線如圖所示，則下列說法中正確的是(B)A．兩金屬絲的阻值R1大于R2B．如兩根金屬絲的長度相同，則金屬絲1較粗C．如兩根金屬絲的粗細(xì)相同，則金屬絲1較長D．條件不足，無法推斷兩金屬絲的長短與粗細(xì)解析：導(dǎo)線的電阻R＝eq\f(U,I)，I－U圖象的斜率倒數(shù)表示電阻的大小，則由圖可知，兩金屬絲的阻值R1小于R2，故A錯誤；依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)得知，長度相同，材料相同，因R1小于R2，故金屬絲1的橫截面積大，故B正確；依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)得知，兩根金屬絲的粗細(xì)相同，則金屬絲2較長，故C錯誤。2．如圖所示，a、b、c為不同材料做成的電阻，b與a的長度相等，橫截面積是a的兩倍，c與a的橫截面積相等，長度是a的兩倍。當(dāng)開關(guān)閉合后，三個志向電壓表的示數(shù)關(guān)系是V1∶V2∶V3＝1∶1∶2。關(guān)于三種材料的電阻率ρa(bǔ)、ρb、ρc，下列說法中正確的是(C)A．ρa(bǔ)是ρb的2倍 B．ρa(bǔ)是ρc的2倍C．ρb是ρc的2倍 D．ρc是ρa(bǔ)的2倍解析：依據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系，Ra∶Rb∶Rc＝V1∶V2∶V3＝1∶1∶2，依據(jù)R＝ρeq\f(L,S)得：ρ＝eq\f(RS,l)，∴eq\f(ρa(bǔ),ρb)＝eq\f(Rasa,Rbsb)＝eq\f(1,2)，A錯誤；同理B、D錯誤，C正確。3．(2024·江西省宜春市高二上學(xué)期期末)神經(jīng)纖維可分為有髓鞘和無髓鞘兩大類，現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為，髓鞘是由多層類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成，具有很大的電阻，經(jīng)試驗(yàn)測得髓質(zhì)的電阻率為ρ＝8×106Ω·m。某生物體中某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可看作長為20cm，半徑為4cm的圓柱體，在其兩端加上漸漸上升的電壓，當(dāng)電壓U＝100V時，該髓質(zhì)神經(jīng)纖維發(fā)生反應(yīng)，則引起該髓質(zhì)神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流為(B)A．0.15μA B．0.31μAC．0.43μA D．0.62μA解析：由電阻定義式可得：R＝ρeq\f(L,S)＝8×106×eq\f(20×10－2,π×4×10－22)Ω＝3.18×108Ω故電流為：I＝eq\f(U,R)＝eq\f(100,3.18×108)A＝0.31μA，故B正確，ACD錯誤。4.如圖所示，P是一個表面勻稱鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為L，直徑為D，鍍膜材料的電阻率為ρ，膜的厚度為d。管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N?，F(xiàn)把它接入電路中，測得M、N兩端電壓為U，通過它的電流為I，則金屬膜的電阻率的值為(C)A．eq\f(U,I) B．eq\f(πUD2,4IL)C．eq\f(πUDd,IL) D．eq\f(πUD2,IL)解析：由歐姆定律可得，鍍膜材料的電阻R＝eq\f(U,I)，鍍膜材料的截面積為s＝2πeq\f(D,2)·d＝πDd，依據(jù)電阻定律可得，R＝ρeq\f(L,s)，所以鍍膜材料的電阻率ρ為：ρ＝eq\f(sR,L)＝eq\f(πDdU,IL)，所以C正確，故選C。5．(2024·北京西城區(qū)高二上學(xué)期質(zhì)檢)一根粗細(xì)勻稱的金屬導(dǎo)線，在其兩端加上電壓U時，通過導(dǎo)線的電流為I，導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將導(dǎo)線勻稱拉長，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，再給它兩端加上電壓2U，則(AD)A．通過導(dǎo)線的電流為eq\f(I,8)B．通過導(dǎo)線的電流為eq\f(I,16)C．導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為eq\f(v,4)D．導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為eq\f(v,2)解析：將導(dǎo)線勻稱拉長，使其橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，導(dǎo)線長度變?yōu)樵瓉淼?倍，金屬絲電阻率不變，由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)可知，導(dǎo)線電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍；電壓變?yōu)?U，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,8)，故A正確B錯誤；電流I變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,8)，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，單位體積中自由移動的電子數(shù)n不變，每個電子所帶的電荷量e不變，由電流的微觀表達(dá)式I＝nevS可知，電子定向移動的速率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，故C錯誤D正確。6．如圖所示是插頭式電阻箱的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是(AB)A．電阻箱的銅塞拔出的越多，接入電路中的電阻越大B．電阻箱連入時要拔出一些銅塞，以免電路短路C．此電阻箱能得到的最大阻值為10ΩD．要想使電阻箱的電阻為8Ω，應(yīng)拔出的銅塞是3和5解析：電阻箱的工作原理事實(shí)上是金屬桿與電阻絲的并聯(lián)，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)知，假如金屬桿的橫截面積比較大，其電阻很小，可忽視不計(jì)。當(dāng)某個銅塞處于插入狀態(tài)時，與其并聯(lián)的電阻絲即被短路，當(dāng)電阻箱中的銅塞全部插入時，電阻箱的電阻為零，接入電路后造成短路，因此需拔出一些銅塞，銅塞拔出越多接入電路的電阻越多，阻值越大，銅塞全部拔出時電阻箱的電阻最大，為R＝1Ω＋2Ω＋2Ω＋5Ω＋10Ω＝20Ω，當(dāng)拔出銅塞3和5時，電阻絲3和5接入電路，R′＝2Ω＋10Ω＝12Ω。二、非選擇題7．(2024·山東省