3.2电阻课后练习-2021-2022学年高二上学期中物理鲁科版（2019）必修第三册（word版含答案）

3.2电阻
一、选择题（共15题）
1．某同学想探究导电溶液的电阻与其长度、横截面积的变化规律。她拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。她测得盐水柱的长度是30cm时，电阻为R。现握住橡胶管的两端把它拉长，食盐水柱的长度变为40cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，则拉长后盐水柱的电阻是（　　）
A． B． C． D．
2．下列关于电阻和电阻率的说法正确的是（　　）
A．把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半
B．由ρ＝可知，ρ与R、S成正比，与l成反比
C．所有材料的电阻率都随温度的升高而增大
D．对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
3．如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c=3∶2∶1．在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4．在1、2两端加上恒定电压，导体的电阻为R1；在3、4两端加上恒定电压，导体的电阻为R2，则R1∶R2为
A．1∶3 B．3∶1
C．9∶1 D．1∶9
4．一段粗细均匀的导体，电阻是R，把它拉成长度是原来10倍的均匀细丝后，它的电阻变为（　　）
A．10R B． C．100R D．
5．同样粗细等长的铜棒和铁棒接在一起后接入电路，如图所示，已知铜的电阻率比铁的电阻率小，则下列说法正确的是（　　　）
A．通过两棒的电流强度不等
B．两棒内电子定向移动的速率不相等
C．两棒内电场强度相等
D．铁棒两端电压大于铜棒两端电压
6．如图所示，图线表示电阻为的导体的伏安特性曲线，图线2表示电阻为的导体B的伏安特性曲线，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．把拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻
C．将与B串联后接在电源上，二者两端的电压之比为
D．将与B并联后接在电源上，通过二者的电流之比为
7．温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示为某金属导体和某半导体材料的电阻随温度变化的关系曲线，下列说法正确的是（　　）
A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D．半导体材料的电阻随温度的升高而增大
8．A，B两根完全相同的金属裸导线，如果把A导线对折后绞合起来，把B导线均匀拉长到原来的2倍，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过A，B导线的电荷量之比为（　　）
A． B． C． D．
9．下列说法中正确的是（　　）
①由R＝可知，电阻与电压、电流都有关系
②由R＝可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系
③各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小
④所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
10．如图所示是由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是
A．a电阻丝较细
B．b电阻丝较粗
C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D．图线表示的电阻丝的阻值与其两端电压成正比
11．如图所示，厚薄为1mm的矩形金属薄片边长，，当将1与2接入电路中时，电阻为R，若将3与4接入电路中，则电阻为（　　）
A． B． C．2R D．4R
12．甲、乙两段导体由同种材料制成，长度相同，粗细均匀但横截面积不同，将其串联后接入电路，其上电压之比为2：3，则其内部的自由电子定向移动的速率之比为（　　）
A．2：3 B．3：2 C．9：4 D．4：9
13．如图所示，一长立方体金属块ABCD-A’B’C’D’的电阻率为ρ，已知AB边长为a，BC边长为b，高AA’为h，给AA’D’D面与BB’C’C面加上U的电压，通过立方体的电流为I，则该立方体接入电路中的电阻值为（　　）
A． B． C． D．
14．横截面直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中的某些量发生改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响，下列说法正确的是（ ）
A．仅电压U加倍时，自由电子定向运动的平均速率加倍
B．仅导线长度l加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变
C．仅导线横截面的直径d加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变
D．电压U和导线长度l同时加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变
15．将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材料制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上，已知电流大小为I，电流方向如图所示，甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均为h，则（　　）
A．电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙阻值之比是1∶1
B．电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙阻值之比是a∶b
C．导体电阻率为
D．导体电阻率为
二、填空题
16．导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定( )
17．两导线长度之比为1∶2，横截面积之比为3∶4，电阻率之比为5∶6，则它们的电阻之比为______。
18．电阻定律的表达式：R=____．
三、综合题
19．和是材料相同、厚度不相同、表面为正方形的导体，的厚度为的厚度的2倍，的表面尺寸比的表面尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，求通过两者的电流的大小之比。
20．工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率，其中一个关键部件如图所示，A、B是两片面积均为1cm2的正方形铂片，间距为d＝1cm，把它们浸没在待测液体中，若通过两根引线加上U＝6V的电压时，测出电流I＝1μA，则这种液体的电阻率为多少？
21．如图所示，分别把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端接入电路时，计算接入电路中的电阻各是多大．(设电阻率为ρ铜)
22．宏观规律是由微观机制决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，金属导体中的自由电子沿任意方向运动的概率相等。对于导体中的任一截面来说，任何时刻从两侧穿过的自由电子数相等，宏观上不形成电流。如果导体两端加恒定电压，自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，并不断与导体内金属阳离子碰撞，可以认为自由电子在碰撞后的定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。如图所示，一段截面积为S、长为L的金属导体，单位体积内有n个自由电子，自由电子的电量为e，质量为m，导体两端所加电压为U，假设自由电子与导体内金属阳离子连续两次碰撞的时间间隔为t，仅在碰撞时才考虑粒子间的相互作用。
（1）求恒定电场对每个自由电子作用力的大小F；
（2）求在时间间隔t内自由电子定向移动的平均速率；
（3）实验表明，同一金属导体两端的电压与通过它的电流之比是一个常量，物理学中把它叫做导体的电阻。请推导电阻的微观表达式（用物理量S、L、n、e、m、t表示）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，故
拉长后
由于
联立解得
故选B。
2．D
【详解】
ABC．材料的电阻率由材料本身决定，电阻率与材料和温度有关，与导体电阻，长度，横截面积都无关；很多材料的电阻率随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，故A、B、C错误；
D．若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑导体的体积和形状变化，根据则说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大，故D正确；
故选D。
3．D
【详解】
设c的长度为L，则b的长度为2L，a的长度为3L，根据电阻定律可知，1、2两点间的电阻为；3、4两点间的电阻为，故．
故本题选D．
4．C
【详解】
把电阻丝拉成长度是原来10倍的均匀细丝后，截面积变为原来的0.1倍，根据
可知电阻变为原来的100倍，即变为100R。
故选C。
5．D
【详解】
因为铁棒和铜棒串联，所以电流相等，故A错误；根据电流的微观表达式： 可知，但单位体积内铜和铝的自由电子个数关系不明确，则无法比较速度是否相等，故B错误；因电压相等，而由可知，铁棒的电阻较大，则由欧姆定律可知，铁棒两端的电压较大，则由U=Ed可知，铁棒内的电场强度大于铜棒内的电场强度，故C错误，D正确．所以D正确，ABC错误．
6．A
【详解】
A．由伏安特性曲线可得，两电阻值之比为
A正确；
B．由电阻定律可得
把拉长为原来的3倍，横截面积变为原来的，其电阻变为原来的9倍，不会等于B的电阻，B错误；
C．将与B串联后接在电源上，二者的电流相等，由可知，两端的电压之比为，C错误；
D．将与B并联后接在电源上，二者的电压相等，由可知，通过二者的电流之比为，D错误。
故选A。
7．C
【详解】
金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度的升高而减小，合金的电阻率几乎不随温度变化。图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系，图线2反映半导体的电阻随温度的变化关系，C对，ABD错误。
故选C。
8．C
【详解】
根据
把A导线对折后绞合起来，则有
把B导线均匀拉长到原来的2倍，则有
加上相同的电压后，有
，
则有
根据
可知在相同时间内通过它们的电荷量之比为。
故选C。
9．D
【详解】
①．R＝是电阻的比值定义式，电阻与电压、电流无关，故①错误；
②．R＝为电阻的决定式，电阻与导体的长度和横截面积都有关系，故②正确；
③．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度的升高而减小，故③错误；
④．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零，故④正确；
综上②④正确；故选D。
10．C
【详解】
AB．因为
解得 ，a的斜率大，a电阻丝较粗，AB错误；
C．由
解得 ，a的斜率大，a电阻小，C正确；
D．电阻丝的阻值与其两端电压无关，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
设金属板长为,宽为，高为，当将1与2接入电路中时，根据电阻定律得
若将3与4接入电路中时，根据电阻定律得
联立解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
12．A
【详解】
将其串联后接入电路，其上电压之比为2：3，所以两电阻之比为2：3，根据电阻定律
可知甲乙两段导体的横截面积之比为3：2，根据电流微观表达式
可知，两导体串联，则二者电流相等，则其内部的自由电子定向移动的速率之比为2：3。
故选A。
13．AB
【详解】
A．由欧姆定律知，立方体接入电路中的阻值为
故A正确；
BCD．由
知
故B正确，CD错误。
故选AB。
14．ACD
【详解】
试题分析：A、电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍．故A正确．B、导线长度l加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v减半．故B错误．C、导线横截面的直径d加倍，由得到，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变1/4倍，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v不变．故C正确．D、长度加倍导致电阻加倍，而电压加倍使得电流不变，故速率v不变，故D正确；故选ACD．
15．AC
【详解】
AB．由电阻定律可知：可知：两导体的电阻
选项A正确，B错误；
CD．两电阻串联，分压相等，则ab两端的电压均为；
由欧姆定律可知：
解得：
故C正确，D错误；
16．×
【详解】
电阻率是导体本身的性质，与长度、横截面积无关．
17．5︰9
【详解】
根据电阻定律，因为两导线长度之比为1∶2，横截面积之比为3∶4，电阻率之比为5∶6，所以可得它们的电阻之比为5:9
故答案为5:9
18．
【详解】
试题分析：电阻的大小与电阻的长度、横截面积、材料有关，表达式为：R=．
解：电阻定律的公式为：R=
故本题答案为：．
19．
【详解】
设导体的厚度为d，表面的边长为L，电阻率为，根据电阻定律得导体的电阻
根据欧姆定律
故可知电压相同时，通过两者的电流与厚度成正比，则
20．6×104 Ω·m
【详解】
两铂片间液体的电阻为
R＝＝ Ω＝6×106 Ω
又由电阻定律
R＝ρ
得
ρ＝Ω·m＝6×104 Ω·m
21．铜；铜；铜
【详解】
根据电阻定律：
可以算出接入电路中的电阻
当端接入时，电阻为：
铜
当端接入时，电阻为：
铜
当端接入时，电阻为：
铜
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由题意得恒定电场对每个自由电子作用力的大小
解得
（2）自由电子在碰撞后的定向速度变为0，然后再加速，自由电子与导体内金属阳离子连续两次碰撞的时间间隔为t，则满足
解得
（3）由题意t时间内通过导线横截面的电荷量为
则电流为
又电阻为
所以电阻的微观表达式为
答案第1页，共2页