人教版高二物理选修3-1课时作业第二章　恒定电流 2.6导体的电阻 word版含解析答案

人教版选修3-1课时作业第二章　恒定电流导体的电阻
一、选择题
1.一根阻值为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.当长度和横截面积都缩小为原来的一半时
D.当长度增加一倍而横截面积缩为原来的一半时
2.甲、乙两根粗细均匀的电阻丝,它们的材料相同,甲电阻丝的长度是乙的4倍,甲电阻丝的截面积是乙的2倍,则甲、乙电阻丝电阻之比是(　　)
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶4
D.1∶8
3.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。根据以上信息进行判断,下列说法中正确的是(　　)
A.连接电路用的导线一般用合金来制作
B.标准电阻一般用合金来制作
C.提高温度,可以使金属导体成为超导体
D.白炽灯丝是用金属制成的,正常发光时灯丝的电阻比不发光时更小
4.两根不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比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为I1∶I2=3∶2,则它们的电阻率之比ρ1∶ρ2为(　　)
A.4∶15
B.8∶3
C.8∶5
D.16∶15
5.
(多选)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P向右滑动时,变阻器接入电路的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片P向右滑动时,变阻器接入电路的阻值减小
C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入3个接线柱
D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入3个接线柱
6.横截面直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是(　　)
A.电压U加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
B.导线长度l加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
C.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
D.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍
7.(多选)在“测定金属丝的电阻率”实验中,下列关于误差的说法中正确的是(　　)
A.电流表采用外接法,将会使ρ测<ρ真
B.电流表采用外接法,由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起偶然误差
C.由ρ=可知,I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起ρ的偶然误差
D.由ρ=可知,对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量
8.
(多选)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,在如图所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则(　　)
A.图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化
B.图线2反映金属导体的电阻随温度的变化
C.图线1反映金属导体的电阻随温度的变化
D.图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化
9.(多选)如图所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是(　　)
A.R1中的电流小于R2中的电流
B.R1中的电流等于R2中的电流
C.R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率
D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率
10.直径0.3
mm的细铅丝通过1.8
A的电流被熔断,直径0.6
mm的粗铅丝通过5
A的电流被熔断,如果由长度相同的20根细铅丝和一根粗铅丝并联成电路中的保险丝,则至少通过多大电流时,电路断开(　　)
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.5
A
B.30
A
C.36
A
D.55
A
二、非选择题
11.工业上采用的一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如图所示,A、B是两片面积为1
cm2的正方形铂片,间距为d=1
cm,把它们浸在待测液体中,若通过两根引线加上一定的电压U=6
V时,测出电流I=1
μA,则这种液体的电阻率为多少?
12.在做“探究决定电阻大小的因素”的实验中,每次需挑选表中两根合适的导线,测出通过它们的电流大小,然后进行比较,最后得出结论。
导线号码
A
B
C
D
E
F
G
长度/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积/mm2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
(1)为了研究电阻与导体材料的关系,应选用的两根导线是(填号码)　　　　　;?
(2)为了研究电阻与导体长度的关系,应选用的两根导线是　　　　　;?
(3)为了研究电阻与导体横截面积的关系,应选用的两根导线是　　　　　;?
(4)本实验所采用的方法是　　　　　　　　　。?
13.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为　　　　cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为　　　　mm。?
(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻,电阻的测量值比真实值　　　　(填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ=　　　　　　计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。?
丙
14.在“测定金属的电阻率”的实验中,被测金属丝的电阻大约为6
Ω。先用刻度尺测出金属丝的长度l及金属丝直径d,接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,计算出它的电阻,再根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源E:电动势约4.5
V,内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6
A,内阻为0.125
Ω;
电流表A2:量程0~3
A,内阻为0.025
Ω;
电压表V1:量程0~3
V,内阻为3
kΩ;
电压表V2:量程0~15
V,内阻为15
kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值10
Ω,允许通过的最大电流为0.2
A;
滑动变阻器R2:最大阻值20
Ω,允许通过的最大电流为1.0
A;
开关、导线等。
要求有较高的测量精度,并能测得多组数据。
(1)在可供选择的器材中,应该选用的电流表是　　　,应选用的电压表是　　　,应该选用的滑动变阻器是　　　。?
(2)根据所选的器材,在如图所示的虚线框中画出实验电路图。
答案
一、选择题
1.C　根据电阻定律R=ρ可知,只有电阻丝的长度和横截面积都扩大或缩小相同比例倍数时,电阻丝的电阻才能保持不变,故选C。
2.A　已知甲、乙两根电阻丝的材料相同,甲电阻丝的长度是乙的4倍,甲电阻丝的截面积是乙的2倍,根据电阻定律R=ρ可知,甲的电阻是乙的2倍,故A正确,B、C、D错误。
3.B　连接电路用的导线要求电阻越小越好,纯金属的电阻率小,故连接电路用的导线一般用纯金属来制作,故A错误;标准电阻要求阻值不随温度变化,故标准电阻一般用合金来制作,故B正确;超导体电阻为零,提高温度,金属导体电阻增大,不能成为超导体,故C错误;白炽灯丝用金属制成,正常发光时,温度升高,电阻率增大,灯丝的电阻比不发光时大得多,故D错误。
4.D　由欧姆定律I=知,当所加电压U相同时R1∶R2=I2∶I1=2∶3;
根据d1∶d2=2∶1知,横截面积之比S1∶S2=4∶1。
由导体的电阻R=ρ得
==××=。故选D。
5.AD　若将a、c两端连在电路中,aP部分将连入电路,则当滑片P向右滑动时,该部分的导线长度变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,A正确。若将a、d两端连在电路中,也是将aP部分连入电路,则当滑片P向右滑动时,该部分的导线长度变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,B错误。A、B两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a、b两个接线柱中任意选一个,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,C错误。在滑动变阻器的分压式接法中,a、b两个接线柱必须接入电路,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,D正确。
6.C　由欧姆定律I=、电阻定律R=和电流的微观表达式I=nvSe可求得自由电子定向运动的平均速率大小为:v=。由上式可知,当电压U加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍,选项A错误。导线长度l加倍时,平均速率减为原来的一半,选项B错误。导线横截面的直径加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变,故选项C正确,D错误。
7.ACD　由于采用电流表外接法,将导致R测8.CD　图线1表明电阻随温度升高而增大,是金属导体的电阻导电特征;图线2表明电阻随温度升高而降低,是半导体材料的电阻导电特征。故C、D正确,A、B错误。
9.BD　设正方形的边长为L、导体厚度为d,则I=,R=ρ=ρ=,得I=,故R1、R2中的电流相等,A错误,B正确;由I=nqSv=nqLdv得,L大则v小,C错误,D正确。
10.C　取相同长度的细、粗铅丝,电阻分别为R1、R2,由R==∝,知==22=4,即R1=4R2。由并联知识可求出R并=,并注意到若两端加电压1.8R1(V),则超过了粗铅丝的熔断电流,所以并联铅丝两端只能加电压5R2(V),可求出总电流为36
A。
二、非选择题
11.答案　6×104
Ω·m
解析　R==
Ω=6×106
Ω
由题意知l=d=10-2
m,S=10-4
m2
由R=ρ得
ρ==
Ω·m=6×104
Ω·m。
12.答案　(1)C、F　(2)C、G　(3)A、D　(4)控制变量法
解析　(1)研究电阻与导体材料的关系,应该选长度和横截面积都相同但材料不同的两根导线,即选C、F;(2)研究电阻与导体长度的关系,应该选材料和横截面积都相同但长度不同的两根导线,即选C、G;(3)研究电阻与导体横截面积的关系,应该选长度和材料都相同但横截面积不同的两根导线,即选A、D;(4)由以上所述可知,本实验所采用的方法是控制变量法。
13.答案　(1)24.15　0.515　(2)偏小　
解析　(1)金属丝的长度为24.13~24.16
cm均可,直径读数为
0.514~0.516
mm均可。
(2)采用电流表外接法,由于电压表分流,从而电流表的测量值大于真实值,由R=可知,电阻的测量值小于真实值。
由R=ρ,R=,S=πd2,可得ρ=。
14.答案　(1)A1　V1　R2　(2)见解析
解析　(1)由实验器材知电源电动势约为4.5
V,实验用的金属丝电阻约为6
Ω,干路中的最大电流大约只有0.75
A,故电流表选A1,电压表选V1,滑动变阻器R1允许通过的最大电流0.2
A太小,影响测量的范围,所以滑动变阻器选R2。
(2)待测电阻较小,电流表采用外接法,电路图如图所示。