高中物理教科版选修3-1练习题 2.2 电阻定律 Word版含解析

电阻定律

一、单项选择题
1．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，而且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(　B　)
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
2.如图为滑动变阻器的示意图，A、B、C、D为4个接线柱，当滑动片P由C向D移动时，若要使变阻器接入电路的电阻由大变小，应将电阻器的哪两个接线柱连入电路(　B　)
A．A和B B．A和D
C．B和C D．C和D
解析：滑动变阻器的连接应是一上一下(同一端或对角线)，要注意接入的是哪一部分电阻，从而确定电阻的变化．要让滑动变阻器的阻值变小，就要使连入电路的电阻丝长度变短，滑动片P由C向D移动，要使滑动变阻器连入电路的电阻丝变短，可以连接AD或AC.
3．一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64 Ω，则导线原来的电阻值为(　C　)
A．128 Ω B．32 Ω
C．4 Ω D．2 Ω
解析：由电阻定律知，原来电阻为R＝ρ＝ρ，
对导线来讲，体积是不变的，当直径减为原来的一半时，
由V＝L·πD2知，L将变为原来的4倍，
所以变化后的电阻为R′＝ρ＝16R，
故原来电阻R＝4 Ω，C正确，A、B、D错误．
4．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是(　C　)
A．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
B．a代表的电阻丝较粗
C．b代表的电阻丝较粗
D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
解析：由R＝知a的电阻大于b的电阻，a电阻丝的截面积小于b电阻丝的截面积．
5．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地方是(　B　)
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
解析：根据电阻定律，横截面积小的地方电阻较大，当电流通过时电阻大的位置发热量大易熔断，B正确．
6．白炽灯的灯丝由钨丝制成，当灯丝烧断后脱落一段，又将剩余灯丝刚好能搭上使用，若灯泡功率原来为60 W，观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的，则现在灯泡的功率约为(　D　)
A．30 W B．45 W
C．60 W D．80 W
解析：由电阻定律知，灯丝长度减为原来的，电阻变为原来的，照明电路中电压220 V不变，则由P＝知功率变为原来的倍，即80 W，D选项正确．
7．如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将(　C　)
A．由小变大 B．由大变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
解析：当圆环分开的两部分电阻相等时，并联后阻值最大，当P从m经n到q的过程中，电路总电阻先变大后变小，总电流先变小后变大，R两端电压即电容器两端电压先变小后变大．由C＝知，电容器电容C一定，则电容器所带电荷量将先变小后变大，故选C.
二、多项选择题
8.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(　CD　)
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
解析：图线1反映电阻随温度升高而增大的特性，是金属导体的电阻，图线2反映电阻随温度升高而降低的特性，是半导体材料的电阻，故C、D正确，A、B错误．
9．下列说法中正确的是(　BD　)
A．据R＝可知，当通过导体的电流不变，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍
B．据R＝可知，通过导体的电流改变，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变
C．据ρ＝可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比
D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关
解析：导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为R＝ρ，而R＝为电阻的定义式，所以选项A是错误的，选项B是正确的；而ρ＝仅是导体电阻率的定义式，电阻率与式中的各物理量间都无关，所以选项C是错误的，选项D是正确的．
10．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(　AB　)
A．电阻箱的铜塞拔出的越多，接入电路中的电阻越多
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
解析：电阻箱的工作原理实际上是金属杆与电阻丝的并联，由电阻定律R＝ρ知，如果金属杆的横截面积比较大，其电阻很小，可忽略不计．当某个铜塞处于插入状态时，与其并联的电阻丝即被短路，当电阻箱中的铜塞全部插入时，电阻箱的电阻为零，接入电路后造成短路，因此需拔出一些铜塞，铜塞拔出越多接入电路的电阻越多，阻值越大，铜塞全部拔出时电阻箱的电阻最大，为R＝1 Ω＋2 Ω＋2 Ω＋5 Ω＋10 Ω＝20 Ω，当拔出铜塞3和5时，电阻丝3和5接入电路，R′＝2 Ω＋10 Ω＝12 Ω.
三、非选择题
11．在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中，同学们提出了四种猜想．
猜想①：电阻可能与导体的材料有关；
猜想②：电阻可能与导体的温度有关；
猜想③：电阻可能与导体的长度有关；
猜想④：电阻可能与导体的横截面积有关．
如图所示，是同学们为了完成上述探究活动而准备的实验器材，已经完成了部分实物的连接．a，b，c是镍铬合金丝，d是锰铜合金丝；a，b的长度相同而粗细不同，a，c粗细相同而长度不同；c，d长度和粗细都相同．
(1)若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想①，应该选用c，d两种合金丝进行实验；
(2)要探究猜想③，应该选用a，c两种合金丝进行实验．(填导线的字母代号“a”“b”“c”或“d”)
解析：按照控制变量法的思路，根据实验目的，选取符合特征的实验器材．(1)要探究电阻与材料的关系时，要选取长度、横截面积相同，材料不同的c，d两电阻丝；(2)探究电阻与长度的关系时，要选用材料和横截面积都相同、长度不同的a，c两电阻丝．
12．在测定金属丝电阻率的实验中，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω.使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约为15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程．供限流用的滑动变阻器有：
A．0～10 Ω；B.0～100 Ω；C.0～1 500 Ω三种．可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种．用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则：
(1)螺旋测微器的示数是0.806 mm.
(2)为减小电阻的测量误差，应选用乙图所示的电路．
(3)为了测量便于调节，应选用编号为A的滑动变阻器．
(4)电压表的量程应选用3 V.
(5)电流表的量程应选用0.6 A.
解析：(1)螺旋测微器的示数为0.5 mm＋30.6×0.01 mm＝0.806 mm.
(2)被测金属丝的阻值约为3 Ω，电阻较小，故电流表的分压作用不能忽略，应采用外接法，选乙图．
(3)为了测量便于调节，滑动变阻器应该选用与3 Ω相当的．故选A.
(4)电源用一节干电池，其电动势为1.5 V．故电压表的量程应选用3 V.
(5)电路中的最大电流为I＝ A＝0.5 A．电流表的量程应选用0.6 A.
13．利用米尺和如图甲所示的器材(其中电流表的内阻约为1 Ω，电压表的内阻约为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率．
(1)用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)．
答案：见解析
(2)实验时用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示．由图可以读出金属丝两端的电压U＝2.20_V，流过金属丝的电流强度I＝0.44_A，金属丝的长度L＝30.50_cm.
解析：(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱；由题图丙可以看出电流表应该连接“0.6”接线柱和“－”接线柱，具体连线如图所示．
(2)由题图丙可以看出：电压表的量程是3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.44 A；米尺的读数是40.50 cm～10.00 cm＝30.50 cm.