高中物理粤教版选修3-1 作业2.1　探究决定导线电阻的因素 Word版含解析

探究决定导线电阻的因素

一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1．关于导体的电阻和电阻率，下列说法中正确的是(　　)
A．由R＝可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比
B．由R＝可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比
C．由ρ＝可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比
D．导体的电阻率由材料的种类决定，跟温度无关
B　[导体的电阻由导体本身的性质决定，与电压和电流无关，故A错误；导体的电阻由导体本身的性质决定，由R＝ρ可知，导体的电阻与长度l、电阻率ρ均成正比，与横截面积S成反比，故B正确；电阻率由材料和温度决定，与导体的长度以及横截面积无关，故C、D错误．]
2．(多选)金属材料的电阻率有以下特点：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，有的金属的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，判断下列说法中正确的是(　　)
A．连接电路用的导线一般不用合金来制作
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
AB　[电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料，由提供的信息知纯金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，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的影响的合金显然不能成为电阻温度计的材料；标准电阻要保证其阻值不变，所以应选用电阻率随温度变化小的材料．综上所述，正确的说法应为A、B.]
3．有长度相同质量相同、材料不同的金属导线A、B各一根．已知A的密度比B的小，A的电阻率比B的小．则A、B两根导线的电阻(　　)
A．RA>RB B．RAC．RA＝RB D．无法判断
B　[由R＝ρ可知，RA4．(多选)如图所示是插头式电阻箱的结构示意图，下列说法正确的是(　　)
A．电阻箱的铜塞拔出的越多，接入电路中的电阻越大
B．电阻箱连入时要拔出一些铜塞，以免电路短路
C．此电阻箱能得到的最大阻值为10 Ω
D．要想使电阻箱的电阻为8 Ω，应拔出的铜塞是3和5
AB　[铜塞全部拔出时，接入电路的阻值最大为20 Ω，C错；全部插入时电阻为零，所以A、B对；电阻为8 Ω时应拔出的是1、2、4或1、3、4，D错．]
5．一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为(　　)
A． B．U
C．2U D．4U
D　[导线原来的电阻为R＝ρ，拉长后长度变为2l，横截面积变为，所以R′＝ρ＝ρ＝4R.导线原来两端的电压为U＝IR，拉长后为U′＝IR′＝4IR＝4U，D正确．]
6.有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性．如图所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率之比为(　　)
A． B．
C． D．
C　[由题可知，其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则其左右两侧接入电源时回路中的电阻值等于将其上下两侧接入该电源时回路中的电阻值，由电阻定律可得：
ρ1＝ρ2
所以：＝.故C正确，A、B、D错误．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d，管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？
[解析]　由欧姆定律可得R＝，
沿着L的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L，横截面积为管的周长×厚度d.
由电阻定律R＝ρ可得：
R＝ρ＝，
则＝，
解得ρ＝.
[答案]　　
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．(多选)如图所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是(　　)
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
BC　[滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝增长，电阻增大，电流减小，因此D错误．当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C正确．当a和b串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A错误．]
2．将截面均匀、长为l、电阻为R的金属导线截去，再拉长到l，则导线电阻变为(　　)
A．R B．R
C．R D．nR
C　[R＝ρ，截去再拉长到l后的截面积为S′，则(l－)S＝lS′，S′＝S，则R′＝ρ＝ρ＝R.]
3．一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口，管中盐水柱长为16 cm时，测得电阻为R，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同．现将管中盐水柱均匀拉长至20 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)．则盐水柱电阻为(　　)
A．R B．R
C．R D．R
D　[由于总体积不变，设16 cm长时的横截面积为S.所以长度变为20 cm后，横截面积S′＝S，R＝ρ·，R′＝ρ＝R；故D正确，A、B、C错误．]
4．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则(　　)
A．通过导线的电流为
B．通过导线的电流为
C．通过导线的电流为
D．通过导线的电流为
D　[横截面的半径变为原来的，可知横截面积变为原来的，由体积V＝LS不变，可知长度变为原来的4倍．由电阻定律的表达式R＝ρ，可得变化后的电阻为R′＝ρ＝16R，由I＝可知，电流变为.故A、B、C错误，D正确．]
二、非选择题(26分)
5．(12分)给装在玻璃管内的水银柱加一电压，则通过水银柱的电流为0.1 A，若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内，接在同一电压上，通过水银柱的电流为多少？
[解析]　设水银柱在两种情况下的电阻分别为R1、R2，对应的长度、横截面积分别为l1、l2，S1、S2，则有：
R1＝ρ，R2＝ρ，两种情况下水银的体积相同，l1S1＝l2S2，S1＝π，S2＝π，
S2＝4S1，l1＝4l2.
解得：R2＝
由欧姆定律得：U＝I1R1＝I2R2，
解得：I2＝＝0.1×16 A＝1.6 A.
[答案]　1.6 A
6．(14分)A、B两地相距40 km，从A到B两条输电线的总电阻为800 Ω，若A、B之间某处E的两条输电线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10 V，小量程电流表读数为40 mA，如图所示，则短路处距A多远？
[解析]　设发生短路处距离A处x，据题意知，A、B两地间的距离l＝40 km，电压表的示数U＝10 V，
电流表的示数I＝40 mA＝40×10－3A，
R总＝800 Ω.
根据欧姆定律I＝可得：A端到短路处的两根输电线的电阻Rx＝＝Ω＝250 Ω ①
根据电阻定律可知：
Rx＝ρ ②
A、B两地输电线的电阻为R总，
R总＝ρ ③
由得＝
联立解得x＝l＝×40 km＝12.5 km
发生短路处距离A处12.5 km.
[答案]　12.5 km