3.2决定导体电阻大小得因素 同步训练（Word版含答案）

3.2决定导体电阻大小的因素
一、选择题（共15题）
1．如图所示，用相同材料制成了两个电阻R1和R2，它们的厚度相同、表面均为正方形，但R2的尺寸比R1小得多。对两电阻分别施加大小相同的电压，使电阻两端中产生如图所示的电流。（电阻散热与电阻表面积成正比）则（　　）
A．R1中的电流强度大于R2中的电流强度
B．R1中的电流强度小于R2中的电流强度
C．经过相同时间R1的温度高于R2的温度
D．经过相同时间R1的温度低于R2的温度
2．以下叙述中不正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律
B．随着科技的发展，地球同步卫星一定能出现在我国首都上空
C．滑动变阻器分压接法比限流接法的电压测量范围大
D．法拉第首次提出了电场的概念
3．如图所示，对下列课本插图描述不正确的是(　 　)
A．图甲观察桌面的微小形变中，用到了物理微量放大法
B．图乙比较平抛运动与自由落体运动，用到了比较法
C．图丙中，探究求合力的方法用到了控制变量法
D．图丁中，金属电阻温度计常用纯金属做成，是利用了纯金属的电阻率随温度的变化而变化这一特性制成的
4．有一用均匀电阻丝制成的电阻，若截掉其总长度的后剩下部分再均匀拉至原长，则剩余部分电阻丝的电阻变为最初电阻的（　　）
A．倍 B．n倍 C．倍 D．倍
5．两根同种材料制成的导线，横截面积之比为，长度之比为，则它们的电阻之比为（　　）
A． B． C． D．
6．家用电热水器，在使用时具有漏电危险，当发生漏电时，电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，其装置如图甲所示，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图乙，它实质上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图丙。下列说法正确的是（　　）
A．“隔电墙”是通过増加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
B．“隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流从而保护人体安全
C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率从而保护人体安全
D．“隔电墙”能完全隔断电流从而保护人体安全
7．如图所示，图线1表示的导体的电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．把拉长到原来的3倍长后电阻等于
C．将与并联后接于电源上，则电流比
D．将与串联后接于电源上，则电压之比
8．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设，，，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其图线如图乙所示，当时，其电阻值R和电解液的电阻率分别为（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
9．甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，将其并联后接在电源上
A．甲、乙的电阻之比是1：2
B．甲、乙中的电流强度之比是2：1
C．甲、乙电阻丝上产生的热量之比是4：1
D．甲、乙电阻丝两端的电压之比是1：2
10．如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=0.5 m， b=0.2 m， c=0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U-I图线如图乙所示，当U=10 V时，则电解液的电阻率ρ为（　　）
A．40 Ω·m B．80 Ω·m C．0.04 Ω·m D．0.08 Ω·m
11．在恒定电场的作用下，金属导体中的自由电子做定向移动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向移动，结果是大量自由电子定向运动的平均速率不随时间变化，这种微观上的阻碍因素在宏观上就形成了电阻。关于电阻率，下列说法正确的是（　　）
A．电阻率越大的导体，电阻一定越大
B．电阻率与导体的长度和横截面积有关
C．电阻率只是一个比例常数，没有单位
D．电阻率表征了材料导电能力的优劣，由导体的材料决定，且与温度有关
12．R1和R2是材料相同，厚度相同，表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图电路的A、B端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，下列判断正确的是
A．R1B．R1>R2
C．U1D．U1＝U2
13．对于一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是(　　)
A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好
B．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它制作标准电阻
C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的比值不变
D．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零
14．如图所示，图线 1 表示的导体的电阻为 R1，图线 2 表示的导体的电 阻为 R2，则下列说法正确的是
A．R1∶R2＝3∶1
B．把 R2 均匀拉长到原来的 3 倍长后电阻等于 R1
C．将 R1 与 R2 并联后接于电源上，则电流比 I1∶I2＝1∶3
D．将 R1 与 R2 串联后接于电源上，则功率之比 P1∶P2＝3∶1
15．有AB两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为dA：dB=1：2，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是（　　）
A．它们的电阻之比RA：RB=4：1 B．通过它们的电流之比IA：IB=1：4
C．电子在两段中定向移动速度之比vA：vB=4：1 D．两段中的电场强度之比EA：EB=4：1
二、填空题
16．电阻率：
（1）物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越___________，表示这种材料的导电性能越好。
（2）决定因素：导体的材料和___________。
（3）金属的电阻率：随温度的升高而___________。
（4）超导现象：某些材料当温度特别低时，电阻可以降到___________的现象。
17．（1）由R=可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。( )
（2）电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关。( )
（3）电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关。( )
（4）电阻率大的导体，电阻一定很大。( )
（5）有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻。( )
18．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为，则该材料的电阻率_______（用测出的物理量的符号表示）．
19．在科技活动中，某同学利所自制的电子秤来称量物体的质量，如图图所示为电子秤的原理图.托盘和弹簧的电阻与质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零.设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表.当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时所称量的物体的质量.
三、综合题
20．在一根导线两端加上一定的电压，每秒内发出一定的热量，今将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，再加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量是原来的多少倍？
21．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U-I图线如图乙所示。求：
（1）当U=10V时，电解液的电阻R是多少？
（2）当U=10V时，电解液的电阻率ρ是多少？
22．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。
23．如图所示，一根金属棒长为L，横截面积为S，其材料的电阻率为ρ．已知金属棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e．在金属棒两端加上恒定的电压时，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为v．
（1）求电阻的大小；
（2）请证明金属棒内的电流I=neSv；
（3）求金属棒内的电场强度大小．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
设导体的电阻率为ρ，厚度为d，边长为L，则由电阻定律得：导体的电阻
则可知，R与边长L无关，故R1=R2。
AB．对两电阻分别施加大小相同的电压，根据欧姆定律可知，R1中的电流强度等于R2中的电流强度，故AB错误；
CD．经过相同时间 产热相同，但电阻散热与电阻表面积成正比，故经过相同时间R1的温度低于R2的温度，故D正确C错误。
故选D。
2．B
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，选项A正确；
B．同步卫星只能定点在赤道的上空，不可能出现在我国首都上空，选项B错误；
C．滑动变阻器分压接法比限流接法的电压测量范围大，选项C正确；
D．法拉第首先提出了电场的概念，选项D正确；
故选B。
3．C
【详解】
A.若在两镜之间桌面用力F下压，M、N将向中间倾斜，增大压力，则光束的入射角减小，由光的反射定律可知，光点会在刻度尺上从P点向下移动其力越大，移动越明显，力F越小，光点P下移越小，故采用了微量放大法，此说法正确，故A不符合题意；
B.利用图乙装置可以研究平抛运动的竖直分运动，可以观察到两球同时落地，初步说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，用到了比较法，此说法正确，故B不符合题意；
C.利用图丙装置可以验证力的平行四边定则，该实验用到了等效替代法；故此说法错误，选项C符合题意；
D.图丁中，因为纯金属的电阻率随温度的变化而变化，所以可以用来制作金属电阻计，故此说法正确，选项D不符合题意．
4．D
【详解】
设原来电阻丝长度为L，截面积为S，则电阻
若截掉其总长度的后剩下再均匀拉至原长，则
电阻
故选D。
5．C
【详解】
根据电阻定律
可知两根导线的电阻之比为。
故选C。
6．A
【详解】
根据电阻定律可知
水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小来增大电阻，减小电流，从而对人体起到保护作用，但不能完全隔断电流。
故选A。
7．D
【详解】
A．根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以
R1：R2=1：3
故A错误；
B．把R1拉长到原来的3倍长后，横截面积减小为原来的，根据电阻定律公式
电阻增加为9倍，变为R2的3倍，故B错误；
C．并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比
I1：I2=3：1
故C错误；
D．串联电路电流相等，电压比等于电阻之比，所以将R1与R2串联后接于电源上，电压之比
故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
由图乙可得：当时，电解液的电阻
由图甲可知电解液长为
横截面积为
结合电阻定律
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
9．C
【详解】
A. 两根长度相同，甲的横截面的圆半径是乙的2倍，根据电阻定律
得：
R甲：R乙=1：4，
故A错误；
B. 并联电路电压相等，由
可知，甲乙中的电流强度之比为
I甲：I乙=4：1，
故B错误；
C. 由电阻丝产生的热量：
可得：
Q甲：Q乙=4:1，
故C正确；
C. 两电阻并联，则两电阻两端的电压相等，故D错误．
10．B
【详解】
由图乙可求得电解液的电阻为
由图甲可知点解液长为
横截面积为
结合电阻定律，得
故选B。
11．D
【详解】
A．导体电阻由导体电阻率、导体长度、横截面积决定，导体的电阻率大，电阻不一定越大，故A错误；
BD．电阻率表征了材料导电能力的优劣，由导体的材料决定，且与温度有关，与导体的长度L和横截面积S无关，故B错误，D正确；
C．电阻率是一个物理量，由
可知电阻率的单位是，故C错误。
故选D。
12．D
【详解】
AB．设正方形的边长为a，则导体的电阻
由两导体的ρ与d相同，则两导体电阻相等，即R1=R2，故AB错误；
CD．导体接入电路中，电压表示数
U=IR=R
由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R相同，则电压表示数U相同，即U1=U2，故C错误，D正确；
故选D．
13．BD
【详解】
电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，材料的导电性能越不好，故A错误；某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它制作标准电阻；故B正确；金属丝的电阻随温度的升高而增大；故电压增大时，比值增大；故C错误；把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象为超导现象；故D正确；故选BD．
14．ACD
【详解】
A．根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1：R2=3：1．故A正确。
B．把R2拉长到原来的3倍长后，横截面积减小为原来的1/3，根据电阻定律公式，电阻增加为9倍，变为R1的3倍，故B错误；
C．并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1：I2=1：3．故C正确。
D．串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流相等；根据P=UI=I2R，功率之比为3：1，故D正确。
故选ACD。
15．ACD
【详解】
A．长度、材料均相同，它们的横截面的直径之比为dA：dB=1：2，则横截面积之比为
SA：SB=1：4
根据
可知
RA：RB=4：1
故A正确；
B．因两者是串联，它们的电流总相等，故B错误；
C．根据电流的微观表达式I=neSv，有定向移动速率与横截面面积成反比，因此
vA：vB=4：1
故C正确；
D．串联电路，电流相等，则两段中的电场强度
因此电场强度与电压成正比，则
EA：EB=UA：UB=RA：RB=4：1
故D正确。
故选ACD。
16． 小 温度 增大 0
17． 错误 错误 正确 错误 正确
【详解】
（1）导体的电阻由导体决定，与加载两端的电压无关，与流过导体的电流无关，故错误；
（2）电阻率由导体的材料决定，且与温度有关，与长度l和横截面积S无关，故错误；
（3）电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关，故正确；
（4）电阻率大的导体，电阻不一定很大，故错误；
（5）有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻，故正确。
18．
【详解】
试题分析：根据欧姆定律可知：；再根据电阻定律、横截面积公式，得：．
19．
【详解】
解：设托盘上放上质量为m的物体时，弹簧的压缩量为x，由题设知：
mg=kx
解得
x=
由闭合电路欧姆定律可知：
I=
联立求解得
20．倍
【详解】
由于导线的体积不变，可知将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，横截面积是原来的
由电阻定律
故变化后的电阻：
开始时，每秒内发出的热量：
加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量：
21．(1)；(2)
【详解】
(1)由图乙可得，当U=10V时，电解液的电阻为
(2) 当U=10V时，电解液的电阻率
22．①，；②，；(2)，解释见解析
【详解】
(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。
23．（1）ρ．（2）证明见解析．（3）金属棒内的电场强度大小是ρnev．
【详解】
试题分析：（1）由电阻定律得：电阻R=ρ
（2）由题意金属棒中的电荷量为q=LSne，
由一端运动到另一端所需时间t=，所以金属棒中电流为I==Snev
（3）棒两端加上恒定的电压U=IR，而R=ρ，可得U=ρLnev；
金属棒内的电场强度大小E==ρnev
答案第1页，共2页