人教版必修第三册 11.2 导体的电阻
一、单选题
1.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.已知流经导体a的电流为0.16A,电子的电荷量.下列说法正确的是( )
A.a、b的电阻之比
B.5s内有个自由电子通过导体b的横截面
C.自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比
D.相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比
2.下列说法正确的是( )
A.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
B.根据,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
C.由可知,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
D.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
3.某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U I坐标系中的描点如图,分别用Ra、Rb、Rc、Rd代表电阻的阻值,则( )
A.Ra>Rd B.Rd>Ra
C.Rc>Rb D.Rb>Rc
4.用图甲所示电路测量电流表的内阻。闭合开关S,当变阻器的滑片滑至c处时,电流表和电压表的读数分别为40mA、9V,已知图甲中热敏电阻的I -U关系图线如图乙所示,则电流表的内阻为多少( )
A.0.14Ω B.85Ω C.140Ω D.225Ω
5.取阻值分别为R1和R2的电阻,现在两电阻两端分别施加电压U1、U2,已知U1= U2,此时流过R1的电流为流过R2的电流的3倍.则 为( )
A. B. C. D.
6.在实验室或电子仪器中常用分压器改变加在用电器上的电压,其原理如图所示。电源的输出电压U恒定,R0为滑动变阻器,是由同种材料、粗细相同的电阻丝均匀密绕而成;用电器的电阻为R。设滑动变阻器的滑动触头P与电阻器的端点A间的电阻为Rx。下列说法正确的是( )
A.为保护用电器,闭合开关S前,滑动触头P应置于B端
B.当电阻Rx按线性变化时,用电器上电压也按线性变化
C.为便于调节,应选择R0远大于R
D.为便于调节,应选择R0适当小于R
7.如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则( )
A.通过两棒的电流不相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同
C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1小于粗棒内场强E2
D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2
8.R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形导体片,R1的边长为R2边长的2倍。在两导体片加上相同的电压,通过两导体片的电流方向如图所示,则通过两者的电流的大小之比I1:I2为( )
A.1:1 B.2:1
C.1:2 D.4:1
9.下面所列举的物理学家及他们的贡献,其中正确的是( )
A.伽利略对牛顿第一定律的建立做出了重要贡献
B.爱因斯坦通过扭秤实验测定出了万有引力常量G
C.库仑首先发现了万有引力定律
D.法拉第首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系
10.关于材料的电阻率,下列说法中不正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,每段的电阻率是原来的
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量
11.两个用同种材料制成的均匀导体A、B,其质量相同,其横截面积之比,则电阻之比RA:RB为( )
A.2:1 B.1:2 C.1:4 D.4:1
12.有一根粗细均匀的金属导线,其长度为L,电阻为R,把它对折使其长度为,则对折后的电阻值为( )
A.R B.R C.2R D.4R
13.两个用同种材料制成的均匀导体A、B,其质量相同,当它们接入电压相同的电路时,其横截面积之比,则电流之比IA:IB为( )
A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4
14.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到面积为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为 ( )
A.ρ和 4R B.4ρ和4R C.16ρ和16R D.ρ和16R
15.如图所示是均匀的长薄片合金电阻板,边长为,边长为,当端点1、2或3、4接入电路中时, ∶为( )
A.∶ B.∶ C.1∶1 D.∶
二、填空题
16.如图所示,由实验测得在5s的时间内,从左往右穿过截面S的正电荷为2C,从右往左穿过截面S的电荷为2C(负电荷),那么,电解液中的电流为________A.如果加在电解液两端的电压为10V,那么电解液的电阻为________Ω
17.电路中有一段导体,给它两端加上4 V的电压时,通过它的电流为10 mA,可知这段导体的电阻为________ Ω;如果给它两端加上10 V的电压,在单位时间内通过某一横截面的电荷量为________ C;如果要让导体的电流为15 mA,则需要在其两端加上________ V的电压.
18.电阻
(1)电阻的概念
导体两端的___________与通过导体的___________大小之比。
(2)定义式:。
(3)单位:___________,常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),且1 Ω=___________ kΩ=___________ MΩ。
(4)物理意义:反映___________作用的大小。
(5)导体U-I图像的___________反映电阻大小。
三、解答题
19.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。
20.一根镍铬合金丝的两端加8 V的电压,通过它的电流是2 A,它的电阻是多少?若通电时间为50 s,那么有多少库仑的电荷量通过它?如果在它两端加4 V电压,则这根合金丝的电阻是多少?
21.某滑动变阻器的结构如图所示,A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个接线柱,C、D是金属杆的两个接线柱。电阻丝上能够与滑片P接触的地方的绝缘漆已被刮去,使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。把A和C接线柱接入电路中,当滑片P由B向A移动时,接入电路的电阻将由大变小,这是为什么?你是否可以设计出另外几种连接方案,使滑片P移动时接入电路的电阻由大变小?
22.同一种材料的电阻率随温度而改变。在温度变化范围不太大时,金属材料的电阻率随温度的变化是线性的,简述这种线性关系。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.根据电阻定律
可得a、b的电阻之比为
故A错误;
B.5s内通过导体b的横截面的自由电子数为
个
故B正确;
C.根据电流的微观表达式
可得自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比为
故C错误;
D.根据焦耳定律
Q=I2Rt
可得相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比为
故D错误。
故选B。
2.D
【解析】
【详解】
A.电场是客观存在的,电场线是人假想出来的,故A错误;
B.当两点电荷间的距离趋近于零时,公式
不适用,电场力不是趋向无穷大,故B错误;
C.导体的电阻与导体本身有关,与导体两端的电压和导体中的电流无关,故C错误;
D.两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷,故D正确。
故选D。
3.A
【解析】
【详解】
U-I图像上点与坐标原点连线的斜率表示电阻的阻值,如图所示,可知
故A正确,BCD错误。
故选A。
4.B
【解析】
【详解】
当电流表读数为40mA时,说明热敏电阻的电流为40mA,由图知热敏电阻两端电压UR=5.6V,则电流表两端电压
U=9V-5.6V=3.4V
由欧姆定律得
故选B。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
设R2两端的电压为U,通过R2的电流为I,则R1两端的电压为 U,通过R1的电流为3I,由欧姆定律知
所以
故选。
6.D
【解析】
【详解】
A.用电器与Rx并联,等于Rx两端电压,为保护用电器,闭合开关S前,滑动触头P应置于A端,让用电器两端电压等于零,A错误;
B.用电器上电压为
解得
当电阻Rx按线性变化时,比例系数 一定是变化的,用电器上电压一定按非线性变化,B错误;
CD.由电阻定律 得, ,R0越小的滑动变阻器的导线越粗,S越大,单位长度的电阻值 越小,调解时电阻变化越缓慢,越方便调解,所以为便于调节,应选择R0适当小于R,D正确,C错误。
故选D。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于两棒串联,所以电流相等,A错误;
B.由
I=nqSv
可知,两棒电流相等,而两棒横截面积不同,两棒的自由电子定向移动的平均速率不同,B错误;
CD.由
可知,细棒的电阻大,由串联分压原理可知细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,又由
可知细棒内场强E1大于粗棒内场强E2,所以C错误,D正确。
故选D。
8.A
【解析】
【详解】
根据电阻定律可得导体的电阻为
又根据
由题意可得
BCD错误,A正确。
故选A。
9.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.伽利略的理想斜面实验说明物体一旦运动起来就要保持这种状态,对牛顿第一定律的建立做出了重要贡献,故A正确;
B.卡文迪许通过扭秤实验测定出了万有引力常量G,故B错误;
C.牛顿首先发现了万有引力定律,库仑发现了库仑定律,故C错误;
D.欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系,发现了欧姆定律,故D错误;
故选A。
10.A
【解析】
【详解】
A.电阻率只与材料有关,与长度无关,选项A错误,符合题意;
B.金属的电阻率随温度的升高而增大,选项B正确,不符合题意;
C.纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大,故C正确,不符合题意;
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,选项D正确,不符合题意。
故选A。
11.D
【解析】
【分析】
【详解】
由两个导体的材料相同,电阻率相同,质量相同,体积相同,横截面积之比
可知
根据电阻定律
可知
故选D。
12.A
【解析】
【分析】
【详解】
将金属导线对折,由于金属导线得体积不变,所以其横截面积变为原来的2倍,长度变为原来的一半,根据电阻定律分析得到,电阻变为原来的倍,故A正确,BCD错误;
故选:A。
13.D
【解析】
【分析】
【详解】
由两个导体的材料相同,电阻率相同,质量相同,体积相同,横截面积之比
可知
根据电阻定律
可知
所以,当它们接入电压相同的电路时,由欧姆定律得,电流之比
故D正确。
故选D。
14.A
【解析】
【详解】
电阻率与金属的长度、横截面积无关,所以电阻率不变;电阻为
均匀拉长到面积为原来的一半,其材料和体积均不变,则长度变为原来的2倍,则
所以此时导体电阻变为原来的4倍。
故选A。
15.D
【解析】
【详解】
设电阻板的高度为d,当端点1、2接入电路时,根据电阻定律,电阻
当端点3、4接入电路时,根据电阻定律,电阻
则
故选D。
16. 0.8 12.5
【解析】
【详解】
[1].根据电流强度的定义式可得;5s通过电解槽横截面积的电荷量绝对值之和为:
Q=2C+2C=4C
所以电解液中的电流为:
[2].电解液的电阻为:
R==12.5Ω
【点睛】
在计算通过电解液的电流强度的大小的时候,一定要注意,电解液中既有正电荷,也有负电荷,通过截面的电荷量的大小为它们的总和,这是经常出错的地方.
17. 400; ; 6;
【解析】
【详解】
由欧姆定律可知,导体的电阻为:;
加上10V电压时,电流为:;
每秒内通过的电量为:Q=I't=×1=2.5×10-2C;
让导体的电流为15mA,所加电压为:U=IR=15×10-3×400=6V.
18. 电压 电流 Ω 阻碍电流 斜率
【解析】
【分析】
【详解】
电阻
(1)电阻的概念
[1][2]导体两端的电压与通过导体电流大小之比。
(2)定义式:。
(3)[3][4][5]单位:Ω,常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),且1 Ω= kΩ= MΩ。
(4)[6]物理意义:反映阻碍电流作用的大小。
(5)[7]导体U-I图像的斜率反映电阻大小。
19.;;
【解析】
【分析】
【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
20.4 Ω,100 C,4 Ω
【解析】
【详解】
由电阻的定义式得
根据
导体的电阻由自身决定,如果在它两端加4 V电压,其电阻不变,仍为4 Ω。
21.见解析
【解析】
【分析】
【详解】
将A和C接线柱接入电路中,实际接入电路的电阻为PA段,当P向A端滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电路中的电阻由大变小。
同理,还有三种连接方案可达到这一目的
①将A和D接线柱接电路中,P向A滑动;
②将B和C接线柱接入电路中,P向B滑动;
③将B和D接线柱接入电路中,P向B滑动。
22.见解析
【解析】
【详解】
材料的电阻率ρ随温度变化的规律为
其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0℃时的电阻率。在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。
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