高中物理粤教版选修3-1自我检测2.2　对电阻的进一步研究 Word版含解析

　对电阻的进一步研究

1.如图所示,在一个粗细均匀、用同样材料制成的金属圆环上有A、B、C、D四个点,这四个点将圆周四等分.把A、B两点接在电路中时,导线中的电流I=6 A,如果保持a、b两点间的电压不变,把A、C两点接在电路中,则电路中的电流为(　　)
A.6 A B.3 A C.4 A D.8 A
答案:D
解析:设圆环的14圆周对应的电阻为R.当A、B两点接在电路中时,RAB=2R×2R2R+2R=R,I=URAB=UR=6 A,所以U=IR;当把A、C两点接在电路中时,RAC=3R×R3R+R=34R,而电压不变,所以I'=URAC=8 A,选项D正确.
2.在如图所示电路中,R2=2R1,电路两端电压恒定.当S断开时,电流表的示数为0.5 A,电压表的示数为4 V,则当S闭合时,电流表和电压表的示数分别为(　　)
A.1.5 A,6 V B.0.75 A,4 V
C.1.5 A,0 D.0,6 V
答案:D
解析:由电路图可知,当S断开时,电阻R1和R2串联,U2=R2R1+R2U=23U=4 V得U=6 V,I=UR1+R2=U3R1=0.5 A得R1=4 Ω.当S闭合时,R1短路,电路中只有电阻R2,可见,电流表示数I'=0,U'=6 V,选项D正确.
3.根据欧姆定律,下列说法错误的是(　　)
A.从R=UI可知,导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比
B.从R=UI可知,对于某一确定的导体,通过的电流越大,导体两端的电压越大
C.从I=UR可知,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
D.从R=UI可知,对于某一确定的导体,所加电压跟通过导体的电流之比是定值
答案:A
解析:导体的电阻是由导体的性质决定的,与所加的电压和通过的电流无关.当R一定时,才有I∝U,故A错,B、C、D正确.
4.为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是(　　)
答案:C
解析:灯丝电阻随电压的增大而增大,在图象上某点到原点连线的斜率应越来越大,C正确.
5.(多选)两个金属导体的伏安特性曲线如图所示,由图象可知(　　)
A.RⅠ>RⅡ
B.RⅠC.电压相同时IⅠ>IⅡ
D.电压相同时IⅠ答案:BC
解析:I-U图象的斜率表示电阻的倒数,由图象可知RⅡ>RⅠ,B项正确;由R=UI得当U一定时,IⅠ>IⅡ,C项正确.
6.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联,总电阻为零
B.并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻
C.在并联电路中,任意支路电阻增大或减小时,总电阻将随之减小或增大
D.电阻R与阻值无穷大的电阻并联,总电阻为无穷大
答案:AB
解析:并联电路的总电阻小于任一支路的电阻,A、B项正确,D项错误;在并联电路中,任一支路的电阻增大或减小都会引起总电阻的增大或减小,C项错误.
7.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.由R=UI知道,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比
B.比值UI反映了导体阻碍电流的性质,即电阻R=UI
C.导体电流越大,电阻越小
D.由I=UR知道,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
答案:BD
解析:本题考查的是电阻的关系式R=UI,关键要理解电阻的具体意义;导体的电阻取决于导体本身,与U、I无关,故A、C错;比值UI反映了导体对电流的阻碍作用,定义为电阻,所以B正确;由I=UR知,通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比,所以D正确.
8.(多选)实际小灯泡的伏安特性曲线不是直线,是因为(　　)
A.小灯泡是非纯电阻的电器
B.小灯泡的电阻随温度的升高而增大
C.金属导体的电阻率一般随温度升高而增大
D.以上说法均不正确
答案:BC
解析:由于小灯泡的灯丝属于金属导体,金属导体的电阻率一般随着温度的升高而增大,所以小灯泡的电阻也随着温度的增加而增大,所以小灯泡属于非线性元件,但属于纯电阻的电器,所以选项A、D错误,B、C正确.
能力提升
9.某待测电阻约为100 Ω,直流毫安表(量程0~10 mA,内阻50 Ω),直流电压表(量程0~3 V,内阻5 kΩ),要准确地测量待测电阻的阻值,需要用　　　接法,测量值比真实值偏　　　.?
答案:电流表外　小
解析:比较待测电阻与直流电流表和直流电压表的阻值可知,待测电阻为小电阻,需要选用电流表外接法,测量值为待测电阻与电压表的并联后的总电阻,所以测量值比真实值偏小.
10.如图所示,R1∶R2∶R3=1∶2∶3,三个电流表的电阻均可忽略不计,则它们的示数之比为I1∶I2∶I3=　　　　.?
答案:11∶5∶9
解析:可将原电路等效为如图所示电路图,电路为R1、R2、R3的并联电路,电流表A1读总电流I1,电流表A2读R2、R3两电阻电流之和,而电流表A3读R1、R2两电阻电流之和,由并联分流的关系可知,各支路电流与电阻成反比.因为R1∶R2∶R3=1∶2∶3,
所以支路的电流之比IR1∶IR2∶IR3=6∶3∶2
所以I1∶I2∶I3=11∶5∶9
11.某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接.
甲
乙
丙
(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
(2)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为　　　　 A;?
(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将　　　　只相同的小灯泡并联后,直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路,可使小灯泡的总功率最大,其总功率的值约为　　　　 W(保留两位小数).?
答案:(1)连线如图所示
(2)0.44　(3)4　2.25(2.22~2.28)
解析:(1)因为电流表的示数要求从零开始连续变化,所以滑动变阻器应采用分压接法,又由于小灯泡的电阻较小,电流表采用外接法.(2)电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,则读数为0.44 A.(3)当外电路的电阻与电源的内阻相等时,外电路上消耗的功率最大,即加在小灯泡两端的电压为U=1.5 V时,小灯泡的总功率最大.由小灯泡的伏安特性曲线可得,小灯泡的电阻RL=UIL=4 Ω,4只小灯泡并联时的电阻R=RL4=1 Ω,小灯泡的总功率P=4UIL=2.25 W.
12.如图所示的两个串联电阻R1=12 kΩ,R2=36 kΩ,A、B两端的电压保持15 V不变,那么
(1)R1、R2两端的电压分别是多少?
(2)如果电压表V的内阻是12 kΩ,当S分别与C、D接触时电压表的示数分别是多少?
答案:(1)3.75 V　11.25 V　(2)157 V　457 V
解析:(1)根据串联电路的电压特点知U∝R,
所以U1=R1R1+R2U=1212+36×15 V=3.75 V
U2=R2R1+R2U=3612+36×15 V=11.25 V.
(2)当S与C接触时,电压表与R1并联,测并联支路电压,并联电阻
R并=R1RVR1+RV=12×1212+12 kΩ=6 kΩ
U并=R并R并+R2U=66+36×15 V=157 V
同理,当S与D接触时
R并'=R2RVR2+RV=36×1236+12 kΩ=9 kΩ
U并'=R并'R并'+R1U=99+12×15 V=457 V.