3.2决定导体电阻大小的因素 同步练习（Word版含答案）

3.2决定导体电阻大小的因素
一、单选题
1．关于电阻和电阻率的说法中，正确的是（　　）
A．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B．由R= 可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．由ρ＝ 可知，ρ与R、S成正比，与l成反比
D．对某一确定的导体（体积、形状不变），当温度升高时，发现它的阻值增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
2．我国自主研发的四探针法测水的电阻率的实验仪器如图所示，能准确地测出水在不同纯度下的电阻率，若用国际单位制基本单位表示电阻率的单位正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．一段长为、电阻为的均匀电阻丝，把它拉成长的均匀细丝后，再切成等长的4段，则其中每一段电阻丝的阻值为（　　）
A． B．
C． D．
4．两根完全相同的金属导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，把导线B对折后绞合起来，则它们的电阻之比变为（　　 ）
A．32：1 B．16：1 C．8：1 D．4：1
5．如图所示，a、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的U-I图像，已知导体电阻，下列说法正确的是（ ）
A．a代表的电阻丝较粗
B．b代表的电阻丝较粗
C．a电阻丝的阻值大于b电阻丝的阻值
D．图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大
6．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）
A．根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
B．根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
C．由可知，
D．根据电势差的定义式可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则
二、多选题
7．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（　　）
A．通过导线的电流为
B．通过导线的电流为
C．导线中自由电子定向移动速率为
D．导线中自由电子定向移动速率为
8．在探究影响导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学按如图所示的电路进行了实验研究，其中导体a与b只是长度不同，a与c只是粗细不同，a与d只是材料不同，关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．此电路缺少电流表，所以无法研究定量关系
B．a与b相比，导体越长，电压表示数越大
C．a与c相比，导体越粗，电压表示数越大
D．a与d相比，电压示数越小，表明该种材料的导电性能越好。
9．如图所示是某导体的I-U图像，图中a=45°，下列说法正确的是（　　）
A．该导体的电阻与其两端的电压成正比
B．I-U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R=2.0Ω
C．可通过题给条件求出该导体的电阻率
D．在该导体两端加6.0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0C
10．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比。已知内有5×1018个自由电子通过导体a的横截面，电子的电荷量e=-1.6×10-19C。下列说法正确的是（　　）
A．流经导体a、b的电流均为0.16A
B．a、b的电阻之比
C．自由电子在导体和中的定向移动速率之比
D．导体a两端和b两端电压之比Ua：Ub=1：2
11．如图所示，由同种金属材料制成的厚度相同的长方体块和，上表面为正方形、边长之比为3:1，、分别与同一电源相连，电源内阻忽略不计，则（　　）
A．通过、电流之比为1:1
B．通过、电流之比为3:1
C．、中自由电荷定向移动速率之比为1:3
D．、中自由电荷定向移动速率之比为3:1
12．随着集成电路的广泛应用，对集成度的要求越来越高，集成度越高，各种电子组件越微型化，图中和是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，但的边长是的100倍，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．
B．
C．将它们并联在电路中流过和的电流大小相同
D．并联时中自由电荷定向移动的速率小于中自由电荷定向移动的速率
三、实验题
13．某实验小组欲探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。同学们设计了如图甲所示的测量电路，可供选择的器材有：
待测热敏电阻RT（在实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；
电源E（电动势1.5V，内阻r约0.5Ω）；
电阻箱R（阻值范围0~9999.99Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值2000Ω）；
微安表（量程100μA，内阻等于2500Ω）；
开关两个，温控装置一套，导线若干。
（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（选填“R1”或“R2”）。
（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路___________。
（3）下列实验操作步骤，正确顺序是___________。
①调节电阻箱，使微安表指针半偏
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2
③记录温度和电阻箱的阻值，处理数据
④调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏
⑤连接电路，闭合S1、S2
（4）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00Ω，该温度下热敏电阻的测量值为___________Ω（结果保留到个位），该测量值___________（选填“大于”或“小于”）真实值。
（5）多次实验后，实验小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（选填“增大”或“减小”）。
14．某同学设计电路来探究镍铜丝的电阻与长度的关系。
（1）请思考电流表应选择的量程________，并用笔画线代替导线把电流表和滑动变阻器连接好________。
（2）调节的位置，闭合开关，读出的长度为时电压表和电流表的示数，算出对应的电阻，利用多组数据绘出如图（b）所示的图像。通过图线分析，写出镍铜丝的电阻与长度的函数关系式________。
（3）如果该镍铜丝的直径为，R-x图像的斜率为k，试用、写出其电阻率的表达式_________。
（4）如图（c），用螺旋测微器测金属丝直径为________；如图（d），用游标卡尺测量金属丝长度为________。
四、解答题
15．如图所示，把一个长方体铜柱的a、b端，c、d端，e、f端分别接入电路，已知其电阻率为ρ铜，计算接入电路中的电阻分别是多大。
16．离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105V。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014㎡，求：（结果均保留两位有效数字）
（1）求离地面50 km以下的大气层（漏电大气层）的平均电阻率；
（2）该大气层向地球的平均漏电功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】
A．电阻是导体对电流的阻碍作用，其大小是由导体本身性质所决定的，所以无论导体当中有没有电流通过，导体都有电阻，A错误；
B．导体的电阻是由导体材料本身性质决定的，也受温度的影响，与加在导体两端的电压及其通过的电流无关，B错误；
C．电阻率由材料和温度决定，与横截面积和长度无关，C错误；
D．对某一确定的导体，当温度升高时，发现它的电阻增大，则由
可知该导体材料的电阻率随温度的升高而增大，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
由电阻
得电阻率
可得电阻率的单位。
故选C。
3．B
【详解】
设拉伸前电阻丝的横截面积为S，则根据电阻定律有
将电阻丝拉成4L长的均匀细丝后，新电阻丝的横截面积为，所以再切割后每段电阻丝的阻值为
故选B。
4．B
【详解】
根据电阻定律
如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，则横截面积变为原来的，则电阻变为原来的4倍；把导线B对折后绞合起来，则长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，则电阻变为原来的，则它们的电阻之比变为16:1，ACD错误，B正确。
故选B。
5．A
【详解】
C．U-I图象中图象的斜率表示电阻，则由图可知，a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值，选项C错误；
AB．由可知，长度相同时，电阻越大的电阻丝越细，则可知a代表的电阻丝较粗，b代表的电阻丝较细，选项A正确，B错误；
D．电阻丝的电阻与电压和电流无关，由材料和长度、粗细共同决定，故D错误；
故选A。
6．B
【详解】
A．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，A错误；
B．根据点电荷的场强公式
知Q是场源电荷，则电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关，B正确；
C．公式
中，电阻率是材质的固有属性，与R、l无关， C错误；
D．根据电势差的定义式
知带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，即电场力做功为-1J，则A、B点的电势差为-1V，D错误。
故选B。
7．BC
【详解】
AB．若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，导线的横截面积变为原来的，导线的长度变为原来的4倍，由电阻定律
可知导线电阻变为原来的16倍，由欧姆定律
可知电流为原来的，即通过导线的电流为，故B正确，A错误；
CD．由电流的微观表达式
单位体积内的电子数不变，电子所带电荷量不变，电流变为原来的，横截面积变为原来的，则导线中自由电子定向移动速率变为原来的，即为，故C正确，D错误。
故选BC。
8．BD
【详解】
A．根据串联电路特点通过各电阻的电流都相同，则电阻两端的电压与电阻成正比，所以可以研究导体电阻与其影响因素的定量关系，则A错误；
B．串联电路电流处处相等，a与b相比，导体越长，电阻越大，则电压表示数越大，所以B正确；
C．串联电路电流处处相等， a与c相比，导体越粗，电阻越小，则电压表示数越小，所以C错误；
D．串联电路电流处处相等，a与d相比，电压示数越小，电阻越小，则表明该种材料的导电性能越好。所以D正确；
故选BD。
9．BD
【详解】
AB．由欧姆定律可得
故I-U图线的斜率表示电阻的倒数，可知该导体的电阻恒定，不与电压成正比，其阻值为
R=2.0Ω
A错误，B正确；
C．由电阻定律可得
题中已知条件不够，无法求出该导体的电阻率，C错误；
D．在该导体两端加6.0V电压时，通过导体的电流为
每秒通过导体截面的电荷量为
D正确。
故选BD。
10．AD
【详解】
A．根据电流的定义式
故A正确；
B．根据电阻定律
故B错误；
C．根据电流的微观表达式
可知
C错误；
D．根据欧姆定律
故D正确。
故选AD。
11．AC
【详解】
AB．两导体长度之比为3：1，厚度相同，所以电流通过的横截面积为3：1，由电阻定律
可知两导体阻值之比为1：1，所以接入同一电源时，根据
电流相等，故A正确，B错误；
CD．电流的微观表达式为
则
对于相同材料ne相等，所以自由电荷定向移动的速率v之比为1：3，故C正确，D错误。
故选AC。
12．ACD
【详解】
AB．设材料的厚度为d，表面正方形的边长为l，根据电阻定律有
由上式可知，电阻与表面正方形的边长无关，只由电阻率与材料的厚度决定，所以A正确；B错误；
C．根据
所以将它们并联在电路中流过和的电流大小相同，则C正确；
D．根据电流的微观表达式
则
所以并联时中自由电荷定向移动的速率小于中自由电荷定向移动的速率，则D正确；
故选ACD。
13．R1 ⑤④②①③ 3500 大于 减小
【详解】
(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后该部分电阻变
化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选R1；
(2)
(3)正确顺序是⑤④②①③
(4)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即热敏电阻和微安表的电阻之和与电阻箱阻值相等，有
RT+RμA=6000Ω
可得
RT=3500Ω
当断开S2，微安表半偏时，由于该支路电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大；
(5)由于是lnRT一图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出lnRT减小，从而RT减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
14．0~0.6A 6.122（6.121~6.123内均可） 10.235
【详解】
（1）由题图（a）（b）可知实验中电源电压在3V左右，镍铜丝接入电路的最大阻值在4Ω左右，则通过滑动变阻器可以使通过镍铜丝的电流在0.6A以内，所以为了读数能够更加精确，应选择电流表的0~0.6A量程。
由于此实验不需要测量镍铜丝接入电路长度一定时多组的电压和电流值，而是每改变一次长度只测量一组电压和电流值，因此滑动变阻器采用限流式接法即可，连接图见答案。
（2）R-x图像为一条过原点的倾斜直线，且斜率为10，则镍铜丝的电阻与长度的函数关系式为
（3）根据电阻定律有
①
由图像可知
②
联立①②可得
（4）用螺旋测微器测金属丝直径为
用游标卡尺测量金属丝长度为
15．；；
【详解】
根据电阻定律
可知当接入a、b端时，电阻
；
当接入c、d端时电阻
；
当接入e、f端时，电阻
16．（1）；（2）
【详解】
（1）漏电电流为
漏电大气层的电阻为
漏电大气层的电阻率满足
解得
（2）向地球的平均漏电功率为
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