3.2电阻基础巩固（word版含答案）

3.2电阻基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是
A．由C=可知，电容器的电容与任一极板的电荷量Q成正比
B．由φ=可知，电场中某点的电势与电荷在该点处具有的电势能Ep成正比
C．由R=ρ可知，金属导体的电阻与其接入电路的长度成正比
D．由E=可知，某一电源的电动势与电源中非静电力所做的功成正比
2．在一些武侠剧中，有时可看到某大侠把一个银元宝，用手一搓，变成一个球，又拉一下，变成一根均匀细长条。假设在上述过程中，银的温度不变，则银球与银细长条相比（　　）
A．银球的电阻率较小
B．银球电阻率较大
C．银球的电阻较小
D．电阻相等
3．关于材料的电阻率，下面说法正确的是（　　）
A．一根长导线截成等长三段，每段的电阻率是原来的
B．金属导体的电阻率随温度的升高而增大
C．纯金属的电阻率比合金的电阻率大
D．电阻率是反映材料导电性能的物理量，材料电阻率越大，则导电性能越好
4．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
5．如图甲所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸比R1小很多。把它们分别连接在如图乙所示电路的A、B端，接R1时电流表的读数为I1，接R2时电流表的读数为I2。下列判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．一粗细均匀的镍铬丝，截面面积为S，电阻为R。把它对折后连到电路中，它的电阻变为（　　）
A．2R B． C．4R D．
7．两个导体R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知两导体为线性元件，两导体的电阻之比等于（　　）
A． B． C．3 D．6
8．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折绞合，然后把它们串联在同一个电路中，则它们两端的电压之比为（　　）
A．1：4 B．1：8 C．1：16 D．16：1
9．导体的伏安特性曲线反映导体的导电特性。如图示是A、B两个导体的伏安特性曲线，其中图线A的斜率为k，并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是（　　）
A．导体A为线性元件，且
B．导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
C．两条图线相交的点表示两导体在此状态时的I、U、R均相等
D．导体B的电阻随电流的增大而变大
10．有一段电阻率和密度不随温度变化的圆柱形金属材料，长为L，横截面积为S，现在把恒定电压U加在金属材料两端，金属材料产生的焦耳热与升高的温度之间满足如下关系：，其中c表示比热，m为金属的质量，表示升高的温度，k为大于1的常数，为避免升温过快，以下操作中可行的是（　　）
A．均匀拉长金属材料使横截面积S减小，L变大
B．均匀压缩金属材料使横截面积S增加，L变小
C．保持L长度不变，换更粗的同种材料金属
D．保持L长度不变，换更细的同种材料金属
11．一粗细均匀的铜丝，截面积为S，电阻为R。把它拉制成截面积为的均匀细丝后，它的电阻变为（　　）
A． B． C．100R D．10R
12．两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示，下列判断中正确的是（　　）
A．电阻丝a的直径是b直径的0.3倍
B．将a、b并联后，其图线位于a、b之间
C．将a、b串联后接入电路，a两端电压是b两端电压的倍
D．将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为6：5
13．如图所示，和是材料相同、厚度相同、上下表面均为正方形的导体，但的尺寸比要小，通过导体的电流方向如图中箭头所示，假设边长为，边长为L，若的电阻值为，则的阻值为（　　）
A． B． C． D．
14．将两根长为L，横截面积为S，电阻率为的保险丝串起来作为一根使用，则它的电阻和电阻率分别为
A．、 B．、
C．、 D．、
15．一根粗细均匀的细橡胶管，里面灌满盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，长度为30 cm; 在盐水柱两端加电压U时，盐水柱中自由电荷定向移动的平均速率为．现握住橡胶管的两端把它均匀拉长至40 cm．然后在两端同时加电压U时，此时盐水柱中自由电荷定向移动的平均速率为
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．电路中有一段导体，给它加上3V的电压时，通过它的电流为2mA，可知这段导体的电阻为______Ω；如果给它两端加2V的电压，则通过它的电流为______mA；如果在它两端不加电压，它的电阻为______Ω。
17．两种材料不同的电阻丝，长度之比1∶5，截面积之比为2∶3，电阻率之比为2∶5，则材料的电阻之比为_______。
18．金属的电阻率随温度的升高而增大，可以制成金属电阻温度计． （______）
19．在“测量金属丝的电阻率”实验中。
（1）用螺旋测微器侧量该金属丝的直径，某次测量结果如图1所示，其读数为_________。
（2）图2是测量金属丝电阻的电路图，请根据电路图补充完成图3中实物间的连线_________。
（3）以为纵坐标，为横坐标，利用实验数据做出如图4所示的图像。由图线得到金属丝的阻值___________（保留两位有效数字）。
（4）若该金属丝接入电路的长度为直径为阻值为，则其电阻率的表达式为__________。
三、综合题（共4题）
20．若加在某导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减小了0.4A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为多大？
21．宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，导线中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则的热运动，它们朝任何方向运动的概率都是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为零，宏观上不形成电流。如果导线中加了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，然后与导线内可视为不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导线方向的定向移动的速度变为零，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动就形成了电流。
(1)在一段长为L、横截面积为S的长直导线两端加上电压U。已知单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，电子质量为m，连续两次碰撞的时间间隔为t，仅在自由电子和导线内不动的粒子碰撞时才考虑它们之间的相互作用力。
①求导体中电场强度的大小E和自由电子定向移动时的加速度大小a；
②求在时间间隔t内自由电子定向移动速度的平均值，并根据电流的定义，从微观角度推导此时导线上的电流大小；
(2)自由电子与粒子的碰撞宏观上表现为导线的电阻，请利用上述模型推导电阻R的微观表达式，并据此解释导线的电阻率为什么与导线的材质和温度有关。
22．该小组成员用下列部分仪器对上题中电阻Rx进一步测量，可供使用的器材如下：
电流表A1，量程0.1A，内阻很小，可忽略，
电流表A2，量程3mA，内阻很小，可忽略，
定值电阻R0="1" kΩ
滑动变阻器R1，最大电阻为10Ω，额定电流1A，
滑动变阻器R2，最大电阻为500Ω，额定电流0.2A，
电源电动势E=3V，内阻很小，
电键S、导线若干
要求实验中电表示数从零调起，可获得多组测量数据，测量结果尽量准确，实验操作方便．
①由实验要求应选择的滑动变阻器为_______________
②在虚线框内画出测量电路的原理图．
③若I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，被测电阻Rx的表达式Rx=__________
23．甲、乙两地相距15公里，之间并行埋设有两条完全相同的电缆。由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤，而发生了漏电现象（即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻）为了确定漏电处的位置，维修人员做了以下测量：
(1)在甲地将两端电压恒为的电源的两极分别接在两条电缆的端头，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得两条电缆端头的电压为。
(2)在乙地将两端电压恒为的电源的两极分别接在两条电缆的端头，此时在甲地相同型号的电压表测得两条电缆端头的电压为。
如果所用电缆每公里电阻值为，请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远？绝缘皮破损处的漏电电阻是多大？
参考答案
1．C
2．C
3．B
4．B
5．A
6．D
7．C
8．D
9．C
10．A
11．C
12．C
13．B
14．A
15．A
16．1500 1.33 1500
17．3：25
18．√
19．0.400 4.5
20．2A
21．①，；②，；(2)，
(1)①导体中电场强度的大小为
自由电子定向移动时的加速度大小
②自由电子在连续两次碰撞的时间间隔t内做匀变速直线运动，设第二次碰撞前的速度为v，则
，
解得
t时间内通过导线横截面积的电荷量为
则电流
(2)电阻
解得
由电阻定律得
解得
从表达式可知导体的温度变化会导致导体内自由电子的热运动速度变化，从而使自由电子连续两次碰撞的时间间隔t发生变化，因此电阻率与导体的温度有关。且不同的材质在相同体积下，质量和单位体积内自由电子数不同，因此电阻率和导体的材质有关。
22．①R1(2分) ；②电路图（两种皆可）；
③内接法：；外接法．
23．3km，48Ω