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导体的电阻 同步练习
【基础练习】
一、选择题:
1、下列关系电阻率的说法中,正确的是( )
A、 各种材料的电阻率都随温度的升高而增大
B、 用来制作标准电阻的锰铜和康铜的电阻率不随温度的变化而变化
C、 金属的电阻率随温度的升高而增大
D、 确定的材料,电阻率一定
2、一根粗细均匀的电阻线,电阻是48,把它截成相等的N段,再绞合有一起后测得其总电阻为3,则N等于( )21教育网
A、3 B、4 C、8 D、16
3、将一根粗细均匀、阻值为R的电阻丝均匀拉长到原来的5倍后,其电阻变为250,则R的阻值为( )【来源:21·世纪·教育·网】
A、10 B、50 C、1250 D、6250V
4、两根完全相同的金属裸导线, ( http: / / www.21cnjy.com )如果把其中一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞后起来,然后给它们分别加上相同的电压,则在同一时间内通过它们的电量之比为( )21·世纪*教育网
A、1;4 B、1:8 C、1;16 D、16;1
5、若要减小通过绕线电阻的电流,在其他条件不变的情况下,有效的办法是( )
A、增加电阻线的长度 B、增加电阻线的横截面积
C、增加电阻线两端的电压 D、改用电阻率小的电阻线绕制
6、滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A、 若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
B、若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
C、若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
D、若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
7、用电器与电源相距L,线路上电流强度为I,为使输电线上的电压损失不超过U,已知输电线的电阻率为,那么输电线的横截面积最小值应是( )
A、LI/U B、2LI/U C、U/LI D、2UI/L
二、填空题:
8、两根长度相同,横截面积之比S1:S2=2 ( http: / / www.21cnjy.com ):3的均匀铜导线按图所示接入电路,则两导线的电阻之比R1:R2= ,自由电子在两导线中定向移动时所受的电场力之比F1:F2= 。21cnjy.com
9、在一根长度为l,电阻为R的均匀直导线中,截下长度为l的一段,(n<m=,再将截下的那段导线拉长至l。若截下的那段导线拉长后的电阻为R/,则R/:R= 。www-2-1-cnjy-com
三、计算题:
10、一根长为0.5m的金属丝,横截面积为3.0㎜2,在它两端加上0.15V的电压时,通过金属丝的电流为2.0A,求金属丝的电阻率。2-1-c-n-j-y
11、如图所示,相距L=80km的A、B两地之间,架设两根导线,每条导线的电阻RAB=400,若在两地间的C处发生短路,现在A端接入电源、电压表和电流表,电压表示数为10V,电流表示数为40mA,求C处离A地多远?21·cn·jy·com
12、某电路需要20A的保 ( http: / / www.21cnjy.com )险丝,但手边只有用同种材料材料制成的“15A” 和“5A”两种型号的保险丝,它们的规格如表所示,问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中?说明理由。 21*cnjy*com
保险丝 1 2
直径 1mm 2mm
额定电流 5A 15A
【能力提升】
1、关于电阻率,下列说法正确的是:(B )
A、 电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关
B、 电阻率表征了导体材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,与温度有关
C、 电阻率越大的导体,电阻也越大
D、 超导材料的电阻率为无穷大
2、有一用半导体材料制成的电炉,那么能较正确反映通过电炉的电流强度I与电炉两端电压U之间变化的图线是图中的( C )www.21-cn-jy.com
3、在一根长L=5m,横截面积S=3.4×10-4m2的铜质导线两端加上U=2.5×10-3V的电压。已知铜的电阻率,,则该导线中的电流强度多大?每秒通过导线某一截面的电子数是多少?2·1·c·n·j·y
4、图所示的长方体是用电阻率为的均匀金属制成的,长度为2L,其横截面为正方形,边长为L,若将它的a、b端接入电路时的电阻为R,则将它的两个侧面上的c、d端接入电路时的电阻是多少?21世纪教育网版权所有
R/4
参考答案
【基础练习】
一、选择题:
1、C 2、B 3、A 4、C 5、A 6、AD 7、B
二、填空题:
8、3:2 3:2 9、
三、计算题:
10、R= 11、R= L==25km 12、不能
【能力提升】
1、B 2、C 3、R==2.5×10-4 I==10A
n== 6.25×1019个 4、R/4
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导体的电阻 同步练习
一、选择题
1、根据电阻定律,电阻率对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率( )
A、跟导线的电阻成正比 B、跟导线的横截面积成正比
C、跟导线的长度成反比 D、由所用金属材料的本身特性决定
2、一根阻值为R的均匀电阻丝,在下列哪种情况下,其阻值仍为R (设温度不变) ( )
A、当长度、横截面积各增大一倍时 B、横截面积不变,当长度增加一倍时
C、长度和横截面积的半径都缩小一半时 D、当长度、横截面积都减小一半时
3、粗细均匀的导线电阻是R,电阻率ρ,将它拉成直径是原来一半的导线后,其电阻率ρ′,电阻R′,则下列说法正确的是 ( )21世纪教育网版权所有
A、R′=4R B、R′=16R C、ρ′=16ρ D、ρ′= ρ
4、将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去,再拉长至L,则导线电阻变为( )
A. B. C. D.nR
5、家用电热灭蚊器电热部 ( http: / / www.21cnjy.com )分的主要元件是PTC元件,PTC元件是钛酸钡半导体制成的电阻器,其电阻率ρ与温度t关系如图所示,由于各种特性,PTC元件具有发热和控温双重功能,对此下列判断正确的是( ) 21教育网
A、通电后其功率先增大后减小
B、通电后其功率先减小后增大
C、PTC产生热量与散发热量相同时,温度保持在t1
D、PTC产生热量与散发热量相同时,温度保持在t1~t2之间的某一温度不变
二、填空题
6、已知铜的电阻率小,合 ( http: / / www.21cnjy.com )金的电阻率大,铂的电阻率随温度有明显变化,锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,则在下列空格处填上合适材料:连接电路的导线用______,电炉的电阻丝用______,电阻温度计用______,标准电阻用______21cnjy.com
7、把两根同种材料的电阻丝分别连在两 ( http: / / www.21cnjy.com )个电路中.甲电阻丝长为L,直径为d;乙电阻丝长为2L,直径为2d.要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压比应满足
8、输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的 ( http: / / www.21cnjy.com )水银柱组成电路,水银柱中通过的电流为0.1A,今将这些水银倒进另一根玻璃管中,管的内径是原来的2倍.重新与该电源组成电路,则流过水银柱的电流为______.www.21-cn-jy.com
三、计算题
9、一根电阻为R的均匀电阻丝,截为两段, ( http: / / www.21cnjy.com )其长度之比为l1:l2=2:l.将l2的一段均匀拉长至它原长的2倍后再与11一段并接在一起,问并接后的总电阻多大?
10、大量实验表明,通过某一金属氧化物 ( http: / / www.21cnjy.com )制成的棒中的电流I遵循I=kU3的规律(其中U表示棒两端的电势差,k=0.02A/V3)。现将该棒与一个遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后,接在一个内阻可忽略、电动势为6.0V的电源上。求:21·cn·jy·com
(1)当串联的电阻器阻值R1为多少欧时,电路中的电流为0.16A
(2)当串联的电阻器阻值R2为多少欧时,棒上消耗的电功率是电阻R2上消耗电功率的2倍
【课题探究】
11、半导体晶体二极管是重要的电子元件,为了 ( http: / / www.21cnjy.com )得到它的伏安特性曲线,可以设计如图甲所示的电 路,S为双刀双掷开关,R为可变电阻。为实验需要,A和V分别是零刻度在表盘中央的电流表和电压表,且量程可调。2·1·c·n·j·y
试回答下列问题:
(1)双刀双掷开关的作用是 。
(2)下表是各次实验得出的一系列数据,
请你根据这些数据,在坐标图乙中绘出它的伏安特性曲线。
U/V 0.98 0.80 0.70 0.60 0.50 0.20 0.10 0
I/mA 29.0 15.0 10.0 7.0 5.0 0.5 0.1 0
U/V -3.00 -10.00 -18.00 -20.00 -23.00 -24.00 -24.10
I/μA -0.5 -0.5 -0.5 -1.0 -2.0 -4.0 -8.0
(3)根据(2)中得出的伏安特性曲线,你能判断晶体二极管有何重要的导电特性?
电阻定律
1、D 2、AD 3、BD 4、C 5、AD 6、电路导线需选ρ小的,故选铜;电炉的电阻丝需选ρ大的,故选合金;电阻温度计需选ρ随温度变化明显的,故选铂;标准电阻需选ρ随温度变化基本稳定不变的,故选锰铜合金。 7、 8、1.6A 9、 10、25 25/16 11、(1)改变电源接入电路的极性,使电路中电流反向(2)图略(3)晶体二极管具有单向导电性,即加正向电压时,对应的电阻较小,加反向电压时,对应的电阻较大。
o
t2
t1
ρ/n.m
t/oc
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导体的电阻 同步练习
【典型例题】
【例1】用电表测得一盘铜导线的电阻为R,称得它的质量为m,已知铜的密度为d,电阻为,求铜导线的长度和横截面积。21·cn·jy·com
【解析】设铜导线的长度为L,横截面积为S。
由密度公式得m=dsL……⑴
由电阻定律得 R=…… ⑵
由⑴、⑵得
铜导线的横截面积,S=
由⑴、⑵得L
铜导线的长度,L=
【例2】金属材料的电阻率有以下特点:一般而言 ( http: / / www.21cnjy.com ),纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息,判断下列的说法中正确的是:( )
A、 连接电路用的导线一般用合金来制作
B、 电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C、 电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D、 标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
【解析】电路中导线输送电能,但由于导线本身 ( http: / / www.21cnjy.com )有电阻,所以导线也要消耗电能,并转化为热量,导线电阻越小,在其它条件一定的情况下,损耗的电能也越小,故应选择电阻率小的材料,由提供的信息纯电阻较合适;电炉等电热器是利用电流的热效应工作,流过电热器电流与导线上电流相等,但电热器却能明显发热,说明其电阻大,选择电阻率大的合金丝较合适;电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的,电阻率几乎不受温度影响的显然不能成为电阻温度计的材料;故电阻率应很稳定。综上所述,正确的判断应为B。
【答案】B
【例3】A、B两地相距11km,A地用两根 ( http: / / www.21cnjy.com )完全相同的导线向B地送电,若两地间某处的树倒了,压在导线上而发生故障。为了找出故障所在处,在A地给两根导线加上12V的电压,此时在B地测得电压是10V;在B地给两根导线加上12V的电压,此时在A地测得电压是4V,问:故障发生在何处?21cnjy.com
【解析】作出示意图,在两根导线间的树,相当于阻值为R的电阻,设单位长度导线的电阻为r,故障处离A地的距离为xkm,由电阻定律可得各段导线的电阻值(在图中标出),当A处加上12V电压,B处测得的是R上两端的电压,有串联分压得……⑴
同理:……⑵
由⑴、⑵得:x=1km
即故障发生在离A处1km处。
【基础练习】
一、选择题:
1、下列关系电阻率的说法中,正确的是( )
A、 各种材料的电阻率都随温度的升高而增大
B、 用来制作标准电阻的锰铜和康铜的电阻率不随温度的变化而变化
C、 金属的电阻率随温度的升高而增大
D、 确定的材料,电阻率一定
2、一根粗细均匀的电阻线,电阻是48,把它截成相等的N段,再绞合有一起后测得其总电阻为3,则N等于( )21·世纪*教育网
A、3 B、4 C、8 D、16
3、将一根粗细均匀、阻值为R的电阻丝均匀拉长到原来的5倍后,其电阻变为250,则R的阻值为( )【来源:21cnj*y.co*m】
A、10 B、50 C、1250 D、6250V
4、两根完全相同的金属裸导线,如果把其中一 ( http: / / www.21cnjy.com )根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞后起来,然后给它们分别加上相同的电压,则在同一时间内通过它们的电量之比为( )
A、1;4 B、1:8 C、1;16 D、16;1
5、若要减小通过绕线电阻的电流,在其他条件不变的情况下,有效的办法是( )
A、增加电阻线的长度 B、增加电阻线的横截面积
C、增加电阻线两端的电压 D、改用电阻率小的电阻线绕制
6、滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A、 若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
B、若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
C、若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
D、若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
7、用电器与电源相距L,线路上电流强度为I,为使输电线上的电压损失不超过U,已知输电线的电阻率为,那么输电线的横截面积最小值应是( )2-1-c-n-j-y
A、LI/U B、2LI/U C、U/LI D、2UI/L
二、填空题:
8、两根长度相同,横截面积之比S1: ( http: / / www.21cnjy.com )S2=2:3的均匀铜导线按图所示接入电路,则两导线的电阻之比R1:R2= ,自由电子在两导线中定向移动时所受的电场力之比F1:F2= 。 21*cnjy*com
9、在一根长度为l,电阻为R的均匀直导线中,截下长度为l的一段,(n<m=,再将截下的那段导线拉长至l。若截下的那段导线拉长后的电阻为R/,则R/:R= 。
三、计算题:
10、一根长为0.5m的金属丝,横截面积为3.0㎜2,在它两端加上0.15V的电压时,通过金属丝的电流为2.0A,求金属丝的电阻率。21教育网
11、如图所示,相距L=80km的A、B两地之间,架设两根导线,每条导线的电阻RAB=400,若在两地间的C处发生短路,现在A端接入电源、电压表和电流表,电压表示数为10V,电流表示数为40mA,求C处离A地多远?【来源:21·世纪·教育·网】
12、某电路需要20A的保险丝,但手 ( http: / / www.21cnjy.com )边只有用同种材料材料制成的“15A” 和“5A”两种型号的保险丝,它们的规格如表所示,问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中?说明理由。www.21-cn-jy.com
保险丝 1 2
直径 1mm 2mm
额定电流 5A 15A
【能力提升】
1、关于电阻率,下列说法正确的是:(B )
A、 电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关
B、 电阻率表征了导体材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,与温度有关
C、 电阻率越大的导体,电阻也越大
D、 超导材料的电阻率为无穷大
2、有一用半导体材料制成的电炉,那么能较正确反映通过电炉的电流强度I与电炉两端电压U之间变化的图线是图中的( C )21世纪教育网版权所有
3、在一根长L=5m,横截面积S=3.4×10-4m2的铜质导线两端加上U=2.5×10-3V的电压。已知铜的电阻率,,则该导线中的电流强度多大?每秒通过导线某一截面的电子数是多少?www-2-1-cnjy-com
4、图所示的长方体是用电阻率为的均匀金属制成的,长度为2L,其横截面为正方形,边长为L,若将它的a、b端接入电路时的电阻为R,则将它的两个侧面上的c、d端接入电路时的电阻是多少?2·1·c·n·j·y
R/4
答案
【基础练习】
一、选择题:
1、C 2、B 3、A 4、C 5、A 6、AD 7、B
二、填空题:
8、3:2 3:2 9、
三、计算题:
10、R= 11、R= L==25km 12、不能
【能力提升】
1、B 2、C 3、R==2.5×10-4 I==10A
n== 6.25×1019个 4、R/4
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导体的电阻同步练习
【知识回顾】
1. 导体的电阻跟_________成正比,跟_________成反比。表达式为____________。式中ρ称为_______。它反映_____________导电的性能。2·1·c·n·j·y
2. 金属的电阻率随温度 ( http: / / www.21cnjy.com )的升高而_____________。各种材料的电阻率都随 而变化,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然变 。这种现象叫超导现象【版权所有:21教育】
【课后演练】
1. 关于电阻率的说法正确的是D
A.导体的电阻大,则导体的电阻率大
B.合金的电阻率都比纯金属的电阻率小
C.与导体的长度和截面积有关
D.与导体的材料的种类有关翰林汇
2. 全校照明电路电阻B
A.在全都关灯时最小 B.在全都开灯时最小
C.在全都开灯时最大 D.说不准
3. 滑动变阻器的结构如图所示.A、B是 ( http: / / www.21cnjy.com )金属丝的两个端点,C、D是金属杆的两个端点,可滑动的滑片P把金属杆与电阻丝连接起来.如果把A和C接线柱连入电路中,当滑片P由B向A移动时,电路中的电阻由大变小,这是为什么?你还可以设计几种方案,当滑片P移动时,使接入电路的电阻由大变小?
答:A、C接入电路,则变阻器的左半边电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻丝PA是有用的(串联在电路中).当P从B向A移动时,电阻丝串入电路中的部分的长度缩短,电阻变小,因而电路的总电阻也变小了.21世纪教育网版权所有
P移动时,使接入电路的电阻R由大变小的 ( http: / / www.21cnjy.com )方案有:连接D、A端,P向左移时R变小;连接C、B端,P向右移时R变小;连接D、B端,P向右移时R变小.
4. 有一条直径0.65mm、长11m的电阻丝,阻值是33Ω.这条电阻丝是用什么材料制成的?
5. 某种金属做成边长为2cm的 ( http: / / www.21cnjy.com )立方体,测得其正对两个面的电阻为8×10-6Ω,今把它拉成粗细均匀的长为100m的导线,这根导线的电阻为___________Ω。
6. 材料相同的甲、乙两根电阻丝的质量相同,甲的直径是乙的直径的2倍,则甲的电阻是乙的电阻的________。 21*cnjy*com
7. 右图所示的电路中,R1=R2=6Ω,变阻器的总电阻为12Ω,则A、B段电路的电阻取值范围为________。
8. 有两个可改变阻值的电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻,开始时两个电阻的阻值相等,阻值都是 R . 现将其中一个电阻值增大,将另一个电阻值减小,则两个并联后的总电阻将
A. 一定大于 R ; B. 一定等于 R ; C. 一定小于 R ; D. 无法判断。www-2-1-cnjy-com
9. 5个灯泡连接在线路中,如图所示.不用任何仪表,你怎样判断它们是串联的还是并联的?
10. 某根导线的电阻为R,把它对折后再均匀拉长到原导线长度的3倍,则拉长后的电阻是___________R。
11. 现有半球形导体材料,接成如图2-2(a)、(b)所示两种形式,则两种接法的电阻之比Ra∶Rb等于多少?1∶4 翰林汇2
12. 一个金属做成的立方体如图所示,长宽高分别为4L、2L、L。求AB之间的电阻和CD之间的电阻之比。21cnjy.com
翰林汇4
【相关链接】
各式各样的电阻器
电阻器是对电流流动具有一定阻抗力的 ( http: / / www.21cnjy.com )器件,用字母R表示。电阻种类繁多,是电子电路中应用最多的元器件之一,它可以调控电路中的电流和电压大小。电阻器的种类:电阻是有一定电阻的元器件,电阻值越大的电阻对电流的阻碍作用越大,电流通过它时,电压下降得也多,电阻种类繁多有固定电阻,可变电阻,半可变电阻,也可分为炭膜电阻,金属膜电阻,线绕电阻等,还可分为普通电阻,热敏电阻,压敏电阻,光敏电阻等。21·cn·jy·com
电阻器的参数及标注方 ( http: / / www.21cnjy.com )法:电阻器的参数有标称阻值、允许偏差、额定功率,它们一般都表示在电阻体的表面,其标注方式有两种:直标法和色标法。允许偏差是指电阻真实值与标称值之间的偏差。一般固定电阻的允许偏差分为以下三级:J级或I 级:允许偏差百分之五;K级或II 级:允许偏差百分之十;M级或 III 级:允许偏差百分之二十。额定功率:是指电阻长期连续工作并能满足规定的性能要求时,所允许耗散的最大功率。电阻器的额定功率采用标准化的额定功率系列值。通常将大于1W的电阻,在电阻原理图中直接用阿拉伯数字加单位表示,如5W、10W、30W等;小于1W的电阻器不标额定功率值,在电路原理图中用电阻功率图形符号表示。21教育网
标称阻值、允许偏差的标注法:
1. 直标法
用阿拉泊数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值
2.色标法
用不同的颜色的色环或色点在电阻器表 ( http: / / www.21cnjy.com )面标出标称阻值和允许偏差,这种电阻叫色环电阻。普通电阻器用4条色环表示标称和允许偏差,其中3条表示阻值,一条表示允许偏差,如下图www.21-cn-jy.com
“超导”——电阻被遗忘的角落
电,在现代工农业生产、国防建设、科学研究和 ( http: / / www.21cnjy.com )日常生活中,是须臾不可离开的。它是人类征服自然、改造自然的重要工具。发电厂把发出的电能通过导线输送到各个地方。电在导线中流动会受到阻碍作用,人们把导体阻碍电流的性质叫做电阻。电流克服电阻需要消耗能量,这部分能量以发热的形式,白白地损失掉了,有时热还会影响到电气设备中的元件以及周围的精密器械。如果没有电阻,那该多好啊! 21*cnjy*com
低温下的奇迹
1911年的一天,荷兰莱 ( http: / / www.21cnjy.com )顿大学的物理实验室里,昂尼斯教授正在专心致志地研究水银的低温性能。他先将水银冷却到—40℃,液体水银便凝固成一条水银线;然后,再在水银线中通以电流,并一步一步地降低水银的温度,当温度降低到—269.03℃,也就是绝对温度4.12K时,奇迹出现了:水银的电阻突然消失了。这意味着,电流在零电阻的导线中可以畅通无阻,不再消耗能量,如果电路是闭合的,电流就可以永无休止地流动下去。有人做过这样的实验:将一个铅环冷却到绝对温度7.25K以下,用磁铁在铅环中感应生成几百安培的电流。从1954年3月16日开始,在和外界隔绝的情况下,一直到1956年9月5日,铅环中的电流数值没有变化,仍在不停地循环流动。
人们把这种零电阻现象称为超导现象。凡具有超导 ( http: / / www.21cnjy.com )性的物质称为超导体或超导材料。无论哪一种超导体,只有当温度降到一定数值时,才会发生超导现象。这个从正常电阻转变为零电阻的温度称为超导临界温度。由于昂尼斯在超导方面的卓越贡献,他获得了1913年的诺贝尔物理学奖。
此后,人们陆续发现近30种单质 ( http: / / www.21cnjy.com )和几千种合金及化合物都具有超导现象,而且超导临界温度的纪录不断地被打破。例如,1975年,有人发现铌三锗的超导临界温度为23.2K。1986年,又有人发现钡镧铜氧化物的超导临界温度为30K,这个现象引起了科学家对氧化物高温超导陶瓷的高度重视。1986年12月,中国科学院的赵忠贤研究组获得了起始转变温度为48.6K的锶镧铜氧化物。1987年2月,美籍华裔科学家、美国休斯敦大学的朱经武教授获得了起始转变温度为90K的高温超导陶瓷。1987年3月,中国科学院公布了起始转变温度为93K的8种钡钇铜氧化物。1988年,中国科学院发现了超导临界温度为120K的钛钡钙铜氧化物。这些成就显示了我国高温超导材料的研究已经名列世界前茅。21教育名师原创作品
为什么超导体在临界温度以下会具有零电阻特 ( http: / / www.21cnjy.com )性呢?我们知道,在常温下金属导体的原子因失去外层电子成为正离子。正离子按规则排列在晶格的结点上,作微小的振动。摆脱了束缚的自由电子无序地充满在正离子周围,形成所谓“电子云”。导体在一定电压作用下,自由电子作定向运动就成为电流。自由电子在运动中受到的阻碍称为电阻。随着温度不断地下降,降至超导临界温度以下时,自由电子将不再完全无序地“单独行动”。由于晶格的振动作用,每两个电子必须“手挽手”地结合成“电子对”,温度愈低,结成的电子对愈多,电子对的结合愈牢固,不同电子对之间相互的作用力愈弱。在电压的作用下,这种有秩序的电子对按一定方向畅通无阻地流动起来。当温度升高后,电子对因受热运动的影响而遭到破坏,重新失去了超导性。这是目前许多科学家对超导现象作出的解释,他们把这种有秩序的电子对在超导体中特殊的运动状态,作为引起超导性的根本原因。但是,科学永无止境,高温超导体的发现又进一步引起人们不断去深入探索超导的奥秘。
电流畅通无阻
超导现象的最直接、最诱人的应用是 ( http: / / www.21cnjy.com )用超导体制造输电电缆。因为超导体的主要特性是零电阻,因而允许在较小截面的电缆上输送较大的电流,而且基本上不发热和不损耗能量。据估计,我国目前约有15%的电能损耗在输电线路上,每年损失的电能达到900多亿千瓦时。如果改用超导体输电,就能大大节约电能,缓解日益严重的能源紧张。2-1-c-n-j-y
要进行超导输电,首先必须选 ( http: / / www.21cnjy.com )择好制造电缆的超导体,其次要保证电缆处于超导临界温度以下的低温。为此,每条超导电缆必须放在对热量和电都能绝缘的冷却管里,管里盛放冷却介质,如液态氦等。冷却介质经过冷却泵站进行循环使用,这样便使整条输电线路都在超导状态下运行。这样的超导输电电缆比普通的地下电缆容量大25倍,可以传输几万安培的电流,电能消耗仅为所输送电能的万分之几。21·世纪*教育网
自从发现高温超导陶瓷后,特别是198 ( http: / / www.21cnjy.com )7年全世界掀起了“超导热”以后,人们把注意力转向高温超导陶瓷的研究和应用。研究实践表明,陶瓷超导体同样具有实用意义,预计在50年左右的时间内,有可能制备出工作在77K(—196.15℃)的温度下、临界电流密度超过每平方厘米10万安的实用化线材、缆材或带材。
( http: / / www.21cnjy.com )
超导体还可用于制造超导通信电 ( http: / / www.21cnjy.com )缆。人们对通信电缆的主要要求是信号传递准确、迅速,容量大,重量轻,超导通信电缆正好能满足上述要求。因为超导通信电缆的电阻接近于零,允许用较小截面的电缆进行话路更多的通信,这样就可以降低超导通信电缆的自重,节约超导体材料,更主要的是超导通信电缆基本上没有信号的衰减,不论距离远近,接收方都能准确无误地收到发出方发出的信号,所以在线路上不必增设中间放大器,就能进行远距离通信。【来源:21cnj*y.co*m】
用超导体制造雷达天线、导航天线、通信天线和 ( http: / / www.21cnjy.com )电视天线,可使天线的损耗电阻减小几个数量级,而天线辐射效率可增加几百倍或更多;还可减少各种干扰信号,使天线发射和接收信号的能力大大提高。尤其重要的是,这将改变传统天线庞大、笨重的外观,做到小型化、轻型化,以满足军事上或其他的特殊需要。
超导发电机
将超导体做成线圈,由于它的零 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻特性,故可在截面较小的线圈导线中,通以大电流,形成很强的磁场,这就是超导磁体。超导磁体的磁场强度可达15~20万高斯,重量却不超过数十千克,而用普通导线绕制成的电磁体要产生10万高斯的磁场已经非常困难。磁场强度为5万高斯的常规电磁体重达20吨,而达到同样的磁场强度,超导磁体的重量还不到1千克。超导磁体的另一个优点就是不产生热量,不消耗电能,只要通入一次电流就可以经久不息地流动下去,不需要再补充电能。超导磁体唯一需要的能量就是把环境温度维持在超导临界温度以下的能量。例如,美国造出一台10万高斯的常规电磁体,耗电达1600千瓦,每分钟还要用4500升水冷却,而日本制造的一台17.5万高斯的超导磁体,总共耗电才15千瓦,其中包括13千瓦的冷却消耗。【来源:21·世纪·教育·网】
超导磁体正成功地应用在制造超导 ( http: / / www.21cnjy.com )发电机上。超导发电机的构造与常规的同步发电机大致相同,一般都由定子和转子两部分组成。所不同的是,超导发电机的定子线圈和转子线圈都是用超导体制成的。转子一般由水轮机、汽轮机、内燃机等发动机带动。当直流电通入超导转子线圈后,由于转子线圈处于零电阻状态,故电流很大,从而形成一个很强的旋转磁场。超导定子线圈在这个转动的磁场中不断切割磁力线,产生电压,输出功率极大的电能。常规的发电机最大输出功率很少超过150万千瓦,原因是转子线圈产生的磁场强度有限,而定子线圈中电流过大会导致严重发热,影响发电机正常工作。超导发电机比常规发电机提高输出功率20倍以上,可超过2000万千瓦。【出处:21教育名师】
此外,超导发电机还能减少能量消耗,节 ( http: / / www.21cnjy.com )约原材料和降低成本。例如,一台6000千瓦的常规发电机重370吨,同样功率的超导发电机仅重40吨,可以降低成本50%左右。
超导磁体还能制造磁流体发电机。所谓 ( http: / / www.21cnjy.com )磁流体发电,是将火力发电产生的高温气体变成等离子气体,再高速喷入发电通道,使发电通道中的磁力线受到切割,在等离子气体中产生感应电动势,把气体离子推向发电通道两侧的电极,在外回路中产生电流,热能就这样直接转化为电能。磁流体发电机如用超导磁体来产生发电通道中的强磁场,与常规发电机联合使用,可把热效率从20%~40%提高到50%~60%,节省1/4~1/3的燃料。此外,它还具有重量轻、体积小、启动快、不污染空气等优点。
空中列车
有一个有趣的实验:在一个铅环上放一个铅球, ( http: / / www.21cnjy.com )把它们的温度降低到超导临界温度(7.2K)以下,变成超导体。通过磁感应,使铅环中产生电流,这时铅球像着了魔似地飘然升起,当到达一定高度后便悬浮在铅环上方不动了。这是怎么回事呢?原来,铅环里通了电流,就在周围产生了磁场,磁场在铅球表面感应出一股电流,这股电流产生的磁场与铅环本身产生的磁场方向相反,使铅球受到向上的斥力,这斥力与铅球的重力平衡,铅球便悬浮在铅环的上方。超导体的这种排斥外界磁力线,使自身变成磁力线无法通过的物体的性质,称为完全抗磁性。人们正是利用超导体的完全抗磁性,研制成功了高速超导磁悬浮列车。
1966年,美国首先提出制造超导磁 ( http: / / www.21cnjy.com )悬浮列车的设想。此后,美国自己,以及英国、日本、德国、瑞典等国家都进行了开发和研制。目前日本、德国的超导磁悬浮列车已投入运行,车速高达500千米/小时。乘坐这种超导磁悬浮列车,从上海到北京,只需要2小时48分钟。
那么,这种列车是怎样悬浮起来的呢?原 ( http: / / www.21cnjy.com )来,在每节车厢的底部都安装了超导磁体,在列车行进的路面上埋有许多由闭合的矩形铝环组成的铝轨,在超导磁体的线圈中通入电流就会产生很强的磁场。列车开动后,超导磁体相对于铝环运动,在铝环里感应出一股很大的电流,并相应形成极强的磁场。铝环产生的磁场与车上超导磁体的磁场方向相反,相互排斥。也就是说,超导体的完全抗磁性,使车上的超导磁体受到地面铝环的向上托力。当车速大于每小时150千米时,托力大于列车自重,就使列车浮起,车速愈高,托力愈大。当列车停下时,由于铝环中没有感应电流,也就不能产生磁场,所以在开车启动和减速停车时有一段时间仍需用车轮在轨道上运行。
列车悬浮在空中飞奔,还存在空气的 ( http: / / www.21cnjy.com )阻力。所以有人设想:让列车在抽成真空的隧道里行进,这样将能大幅度地提高车速。到那时,人类的高速飞行将由高空转入地下。
超导材料还可以用于制造威力无比的快速 ( http: / / www.21cnjy.com )激光炮、具有人工智能的电子计算机、能明察秋毫的电子显微镜、先进医疗器械核磁共振诊断摄象机等等。也许,上述应用还远非超导材料的最重要应用。人们正开拓思路,扩大视野,不断学习和研究,促使超导技术向前发展。
○ A
○ D
○ B
C ○
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导体的电阻 同步练习
基础达标
1.关于电阻率的正确说法是( )
A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B.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
C.电阻率大的导体,电阻一定很大
D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成电阻温度计
答案:B
2.一根阻值为R的均匀电阻丝,在下列哪些情况中其阻值仍为R(设温度不变)( )
A.当长度不变,横截面积增大一倍时
B.当横截面积不变,长度增加一倍时
C.当长度和横截面半径都缩小一倍时
D.当长度和横截面积都扩大一倍时
答案:D
3.关于导体、绝缘体和超导体,下列说法错误的是( )
A.超导体对电流的阻碍作用几乎为零
B.电解液通电时,正负离子仍有阻碍作用
C.绝缘体内也有自由电子,但很少
D.绝缘体接入电路后,一定没有电流通过
答案:D
4.下列说法正确的是( )
A.温度升高时,自由电子热运动加剧
B.温度升高时,使电子定向移动速率加大
C.温度降低,金属导线遇冷收缩,横截面积变小,电阻变大
D.温度降到0 K附近时,某些金属电阻率已无法测量,几乎是0
答案:AD
5.一只“220 V 100 W”的灯泡工作时的电阻为484 Ω,测量它不工作时的电阻应( )
A.等于484 Ω B.大于484 Ω21教育网
C.小于484 Ω D.无法确定
答案:C
6.在一根长度为l、电阻为R的均匀直导线 ( http: / / www.21cnjy.com )上,截下长度为nml的一段(n答案:
7.两根不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比 ( http: / / www.21cnjy.com )L1∶L2=5∶2,直径之比d1∶d2=2∶1,给它们加相同的电压,通过它们的电流之比I1∶I2=3∶2.求它们的电阻率之比ρ1∶ρ2是多少.
答案:
8.小灯泡的一段伏安特性曲线如图2-6-5所示,由图可见,灯丝的电阻因温度的影响改变了多少
( http: / / www.21cnjy.com )
图2-6-5
答案:10 Ω
更上一层
9.在截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为ρ,电子电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为( )21cnjy.com
A.0 B.Iρe/S C.IS/ρe D.Ie/ρS
答案:B
10.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中,甲电阻丝长L,直径为d,乙电阻丝长2L,直径为2d.要使它们消耗的电功率相等,加在两电阻丝上的电压比U甲∶U乙应是( )
A.1∶1 B.2∶1 C.∶2 D.∶1
答案:D
11.如图2-6-6所示为滑动变阻器示意图,下列说法中正确的是( )
图2-6-6
A.a和b串联接入电路中,P向右移动时电流增大
B.b和d串联接入电路中,P向右移动时电流增大
C.b和c串联接入电路中,P向右移动时电流增大
D.a和c串联接入电路中,P向右移动时电流增大
答案:BC
12.横截面直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个量改变时,对自由电子定向运动的平均速度的说法正确的是( )21世纪教育网版权所有
A.电压U加倍时,速度不变
B.导线长度l加倍时,速度不变
C.导线横截面的直径d加倍时,速度不变
D.导线横截面的直径d加倍时,速度加倍
答案:C
13.2000年9月18日 ( http: / / www.21cnjy.com ),中央电视台午间新闻报道一则消息:对北京市场纯净水检验结果,有八成纯净水的电导率超标(电导率为电阻的倒数).这八成纯净水的电导率是偏大还是?偏小?21·cn·jy·com
答案:若为纯净水,则电阻应很大,即电阻率大.若不够纯净,里面会含有一些杂质离子,导电性变好,电阻率变小.故这八成纯净水的电导率应偏大.www.21-cn-jy.com
14.如图2-6-7所示,两段长度和材料都完全相同的导线ab、bc的横截面积之比为?1∶4,串联后加上电压U.求:2·1·c·n·j·y
( http: / / www.21cnjy.com )
图2-6-7
(1)ab、bc两导线内自由电子定向运动速度之比;
(2)两段导线两端电压之比.
答案:(1)v1∶v2=4∶1
(2)U1∶U2=4∶1
自由学习
1.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成_________比,与它的横截面积S成_________比,导体电阻与构成它的材料有关.公式写成:R=.【来源:21·世纪·教育·网】
2.电阻率:R=式中的ρ是比例常数,它与导体的材料有关,是导体材料本身的属性,是表征材料_________的物理量.在长度、横截面积一定的条件下,ρ越大,导体电阻越大,ρ就叫做这种材料的电阻率,单位是Ω·m.21·世纪*教育网
3.电阻与电阻率:
(1)电阻是导体本身的属性,跟加在它两端的电压和通过它的电流无关.
(2)电阻率是材料本身的因素,反映材料 ( http: / / www.21cnjy.com )对电流阻碍能力的强弱.金属材料的电阻率都随温度的升高而________,金属电阻_________就是利用这一规律制成的;有些合金材料的_________几乎不随温度的变化而变化,常用来制作_________.www-2-1-cnjy-com
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导体的电阻同步练习
1.关于电阻率的说法,正确的是 ( )
A.电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关
B.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体材料决定,与温度有关
C.电阻率ρ越大的导体,电阻也越大
D.超导材料的电阻率一定为零
2.一段粗细均匀的电阻丝,横截面直 ( http: / / www.21cnjy.com )径为d,电阻为R,现把它拉成横截面直径为d/10的均匀细丝,它的电阻变为 ( )21世纪教育网版权所有
A.100R B.1000R C.10000R D.R/10000
3.如图12—6—2所示 ( http: / / www.21cnjy.com )为滑动变阻器的示意图,为使变阻器的滑动触点P向右滑动时,接入电路的电阻增大,下列连接正确的是 ( )www.21-cn-jy.com
A.a和b接入电路
B.a和c接入电路
C.c和b接入电路
D.c和d接入电路
4.一只“220V,100 ( http: / / www.21cnjy.com )W”的灯泡正常工作时电阻为484Ω,拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻,应是 ( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.等于484Ω B. 大于484Ω
C.小于484Ω D.无法确定
5.一根粗细均匀的导线中,通过5 ( http: / / www.21cnjy.com )A的恒定电流,经过一段时间后,若导线散热损失不计,则导线升高的温度应与 ( )2·1·c·n·j·y
A.导线长度成正比 B.导线长度的平方成正比
C.导线的横截面积成反比 D.导线的横截面积的平方成反比
6.如图12—6—3所示,P为一块 ( http: / / www.21cnjy.com )半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A、B之间,测出它的电阻为R,然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间,这时它的电阻应为 ( )21·世纪*教育网
A.R
B.R/2
C.R/4
D.4R
7.关于金属材料的电阻率有以下特点: ( http: / / www.21cnjy.com )一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大.金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金电阻率几乎不受温度的影响.根据以上信息,判断下列说法中正确的是 ( )2-1-c-n-j-y
A.连接电路用的导线一般用合金来制作
B.电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制成
8.甲、乙两根粗细相同的不同导线, ( http: / / www.21cnjy.com )电阻率之比为1∶2,长度之比为4∶1,那么两根导线加相同的电压时,其电功率之比P甲∶P乙=________;如果通过两根导线的电流强度相同,则其电功率之比P/甲∶P/乙=_________。
9.一个电动机的线圈,由直径是0.29 ( http: / / www.21cnjy.com )mm的铜导线绕成,估计每匝线圈的平均长度为12cm ,经测量这个线圈的总电阻为10.5Ω,试计算这个线圈的匝数。(已知铜的电阻率ρ铜=1.8×10-8Ωm) www-2-1-cnjy-com
10.A、B两地相距11km,A ( http: / / www.21cnjy.com )地用两根完全相同的平行导线向B地送电,若两地间某处的树倒了,压在两根导线上而发生故障,为了找出故障所在处,在A地给两根导线上加上12V电压时,B地测得电压为10V;若在B地给两根导线上加上12V电压时,A地测得电压为4V,求故障发生在何处?21cnjy.com
11.变电站用铜导线(ρ ( http: / / www.21cnjy.com )铜=1.8×10-8Ωm)向1km外的用户供电,变电站输出电压238V,若输电线中的电流是5A,为使用户获得的电压不低于220V,应选用横截面积最小为多大的导线 21教育网
12.在横截面积为S的粗细均匀的铜导线中流过恒定电流I ,铜的电阻率为ρ,电子电量为e ,则电子在铜导线中受到的电场力多大 21·cn·jy·com
13.如图12—6—4所示是两根电阻丝通 ( http: / / www.21cnjy.com )电后的I-U图线,由图可知,a、b的电阻分别为多大?若二者是用同种电阻丝制成的,则它们的长度之比是多少?
参考答案
1.BD 2.C 3.B 4.C 5.D 6.D 7.B 8.1∶2,2∶1
9.257匝 10.离A地1km处 11.10mm2
12. 13.10Ω,6.67Ω;3/2
图12—6—2
图12—6—3
图12—6—4
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导体的电阻 同步练习
1.有关电阻率的叙述中错误的是( ).
A.当温度极低时超导材料的电阻率会突然减小到零
B.用的导线是由电阻率较小的铝、铜材料做成的
C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度
D.材料的电阻率会随温度的变化而变化
2.一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段,再将它们并联起来,测得阻值为3Ω,则此电阻丝原来的阻值为( )【出处:21教育名师】
A.9Ω B.8Ω C.27Ω D.3Ω
3.一只“220 V 100 W”的灯泡工作时电阻为484Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列说法中正确的是【版权所有:21教育】
A.小于484Ω B.大于484Ω C.等于484Ω D.无法确定
4.一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d,电阻是R,把它拉制成直径为的均匀细丝后,它的电阻变为( )21cnjy.com
A.10000 R B.R/10000 C.100 R D.R/100
5.灯泡电阻为240Ω,额定 ( http: / / www.21cnjy.com )电压为120V,应串联一根多长镍铬导线在电路中,才可把灯泡接在220V的电路中.设导线的截面积为0.55mm2,镍铬导线的电阻率ρ=1.0×10-6Ω·m。
6.在相距40 km的A、 ( http: / / www.21cnjy.com )B两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?如图2-29所示.21·cn·jy·com
巩固练习
1.关于电阻率,以下说法中正确的是( )
A.纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大
B.纯金属的电阻率随着温度的升高而减小
C.超导体的电阻率为零,所以在任何温度下对电流都没有阻碍作用
D.电阻率的大小只随温度的变化而变化,而与材料本身无关
2.如图2-30所示,A、B、C、D是滑线 ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器的四个接线柱,现把此变阻器串联接人电路中,并要求滑片P向接线柱C移动时电路中的电流减小,则接人电路的接线柱可以是( ) 【来源:21·世纪·教育·网】
A.A和B B.A和C C.B和C D.A和D
3.把一条电阻为64Ω,的均匀电阻丝截成等长的n段后,再并联起来,电阻变为1Ω,则n等于( ) 21教育网
A.32 B.24 C.12 D.8
4.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断.由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别.那么熔丝熔断的可能性较大的是( ) 21*cnjy*com
A.横截面积大的地方 B.横截面积小的地方
C.同时熔断 D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方
5.白炽灯泡的灯丝断了以后,轻轻摇晃灯泡.有 ( http: / / www.21cnjy.com )时可以将断了的灯丝搭接上.假如将这只灯泡再装到灯座上,与原来相比,灯泡是亮些还是暗些 试解释之(注意:搭接灯丝的灯泡虽然仍能发光,但充气灯泡中的气压会比设计的高,容易发生爆炸事故.因此,不要使用搭接灯丝的灯泡). 2·1·c·n·j·y
6.相距11km的A、B两地用两根导线输电, ( http: / / www.21cnjy.com )由于受暴风雨影响,在两地之间某处一颗树倒在两根电线上造成故障,为查明事故地点,先在A端加12V电压,在B处测得电压10V,在B地加12V电压后,在A地测得电压4V,求故障处距A多远?2-1-c-n-j-y
提高练习
1.现有半球形导体材料,接成下图2-31所示两种形式,则两种接法的电阻之比( )
A.1∶4 B.1∶1 C.1∶2 D.4∶1
2.用电器离电源为L,线路上的电流为I,为使在线路上的电压降不超过U,已知输电线的电阻率为ρ,那么输电线的横截面积的最小值是( )
A. B. C. D.
3.A、B两地间铺有通讯电缆 ( http: / / www.21cnjy.com ),长为L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆。在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置:21·世纪*教育网
(1)令B端的双线断开,在A处测出双线两端间的电阻RA;
(2)令A端的双线断开,在B处测出双线两端的电阻RB;
(3)在A端的双线间加一已知电压UA,在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB。
试由以上测量结果确定损坏处的位置.
高考链接
1.家用电热灭蚊器中电热部分的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要元件是PTC,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器,其电阻率与温度的关系如图2-32所示,由于这种特性,因此,PTC元件具有发热、控温双重功能.对此,下列判断中正确的组合是www.21-cn-jy.com
( ).
(A)通电后,其电功率先增大后减小
(B)通电后,其电功率先减小后增大
(C)当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在T1或T2不变
(D)当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在T1~T2的某一值不变
2.如图2-33所示,图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。21教育名师原创作品
(1)为了通过测量得到图1所示I-U关系的 ( http: / / www.21cnjy.com )完整曲线,在图2和图3两个电路中应选择的是图________;简要说明理由:_______ _____。(设滑线变阻器两端电压恒为9V,滑线变阻器的阻值为0-100Ω)。21世纪教育网版权所有
(2)在图4电路中,电源电压恒为9V,
电流表读数为70mA,定值电阻R1=2 ( http: / / www.21cnjy.com )50Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为________V;电阻R2的阻值为_____ _ Ω。www-2-1-cnjy-com
(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子:_________________________。
电阻定律
1.C 2.C 3.A 4.A 5.110 m 6. 12.5 km
Rx=Ω=250 Ω 又Rx=ρ ;R总=ρ
解得x=×40 km=12.5 km
巩固练习1.A 2.C 3.D ( http: / / www.21cnjy.com ) 4.B 5. 亮些,解释略 6. 1km(点拔:树倒在两线之间,树相当于一个定电阻,利用分压比求出)【来源:21cnj*y.co*m】
提高练习1.A 2.B 3.距A处
高考链接:1.AD 2.(1)2 图2调节的范围更广 (2)3.6 106 温控开关
V
短路
A
A
B
图2-29
图2-30
图2-31
图2-32
I/mA
U/V
1234567
50
40
30
20
10
O
图1
V
A
图2
V
A
图3
A
R1
R2
热敏电阻
9V
图4
图2-33
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导体的电阻 同步练习
由此可见:某一导体形状改变后,一定要同时考虑它的长度l、截面积S的变化,用V=Sl来确定S、l在形状改变前后的关系.21cnjy.com
关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻
B.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
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象,发生超导现象时,温度不为绝对零度www-2-1-cnjy-com
思路解析
导体对电流的阻碍作用叫做导体 ( http: / / www.21cnjy.com )的电阻,它只跟导体的几何形状和材料性质有关,跟导体是否通电以及通电电流的大小均无关.电阻率的大小和导体几何形状无关,只跟材料性质和温度有关.一般金属合金和化合物的电阻率随温度升高而增大,随温度降低而变小,当温度降低到某一转变温度(大于0 K)时,某些金属、合金、化合物的电阻率会突然减小为零,呈超导电现象.
答案:D
对概念的掌握要到位,像本题中对电阻的认识和对电阻率的了解,这反映了对知识掌握中的一种能力——记忆能力.2-1-c-n-j-y
一卷铝丝,电阻为2.9 Ω,质量为10 ( http: / / www.21cnjy.com ).8 kg,求这卷铝丝的长度和直径.(ρ铝=2.9×10-8 Ω·m,ρ铝密=2.7×103 kg/m3) 21*cnjy*com
思路解析
R===,所以k=,解得l=632.5 m,再由V=Sl=l·πr2求出半径即得.
答案:632.5 m 2.8 mm
同一字母表示不同的物理量,遇到类似情况要注意区分.
在截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为ρ,电子电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场力是多少 www.21-cn-jy.com
思路解析
直导线中电场可以看作是匀强电场,其场强E=
由I=和R=得E==,则自由电子受到的电场力为F=eE=.
答案:
导体中的恒定电场是使自由电子定向移动的原因.
基础达标
1.关于电阻率的正确说法是( )
A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B.电阻率表征了导体导电能力的强弱,由导体的材料决定且与温度有关
C.电阻率大的导体,电阻一定很大
D.有些合金的电阻率不受温度的变化影响,用它可做成定值电阻
答案:B
2.质量相同的两根铜导线,其长度之比为3∶5,则它们的电阻之比为( )
A.3∶5 B.5∶3 C.25∶9 D.9∶2521教育网
答案:D
3.假如考虑到温度对电阻率的影响,能较正确反映通过灯泡的电流I与灯泡两端的电压U之间关系的图象(图2-6-3)是( )2·1·c·n·j·y
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图2-6-3
答案:A
4.一根粗细均匀的电阻丝,电阻为100 Ω,要想得到4 Ω的电阻,应把它截成等长的__________段并在一起使用.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:5
5.一根粗细均匀的电阻丝的阻值 ( http: / / www.21cnjy.com )为R,如果将它对折,则阻值为__________;如果将它均匀拉长为原来的10倍,则阻值为__________.21·cn·jy·com
答案:R/4 100R
能力提高
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图2-6-4
6.(2005年上海)一根长为1 m的 ( http: / / www.21cnjy.com )均匀电阻丝需与一“10 V 5 W”的灯同时工作,电源电压恒为100 V,电阻丝阻值R=100 Ω(其阻值不随温度变化).现利用分压电路从电阻丝上获取电能,使灯正常工作.(1)在图2-6-4中完成所需电路;(2)电路中电流表的量程应选择______(选填“0—0.6 A”或“0—3 A”);(3)灯正常工作时,与其并联的电阻丝长度为_____ m(计算时保留小数点后两位).21·世纪*教育网
解析:(1)略.
(2)因干路电路I>0.5 A,故选量程0—3 A的电流表.
(3)据R灯==20 Ω
设与灯并联电阻为Rx,长度为Lx,
则有+=
即+=
得Rx2+100Rx-2 000=0
解得:Rx= Ω
据电阻丝电阻值与长度的线性关系
=即Lx=L= m≈0.17 m.
答案:(1)
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)0—3 A (3)0.17(或)
7.一只“220 V 100 W”的灯泡工作时的电阻为484 Ω,测量它不工作时的电阻应该( )
A.等于484 Ω B.小于484 Ω
C.大于484 Ω D.可能大于也可能小于484 Ω
答案:B
8.有一根导线长l=1 m,横截面积为0. ( http: / / www.21cnjy.com )001 m2,它是由电阻率不均匀的材料组成的,从一端到另一端,电阻率的变化规律为ρ=ρ0+Kl.试求这段导线的电阻.(ρ0=1 Ω·m,K=0.5)
( http: / / www.21cnjy.com )
解析:由于电阻率ρ是变化的,因此该导线的电阻不能直接用R=求解.将R=变形为RS=ρl,由于ρ是l的函数,作出ρ-l图象(如上图),与速度—时间图象类比,可以知道阴影部分的面积就是RS的值.所以RS=×(ρ0+ρ0+Kl)×l=1.25 R=1 250 Ω.21世纪教育网版权所有
答案:1 250 Ω
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