第十一章第2节导体的电阻培优练习-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十一章第2节导体的电阻培优练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．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做导体的电阻，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
2．根据电阻定律，电阻率，对于某种金属导线来说，它的电阻率(　　)
A．跟导线的电阻和横截面积成正比
B．由所用金属材料本身决定
C．跟导线的长度成反比
D．随温度的升高而减小
3．在神经系统中，神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率ρ＝8×106
Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可视为高为20
cm、半径为4
cm的圆柱体，当在其两端所加电压U＝100
V时，该神经纤维发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为(　　)
A．0.31
μA
B．0.62
μA
C．0.15
μA
D．0.43
μA
4．如图所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是（
）
A．电阻A的阻值随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变
B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值
C．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的阻值
D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的阻值
5．如图甲所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图乙所示的电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是（　　）
A．R1B．R1>R2
C．U1=U2
D．U1>U2
6．某同学做三种导电元件的导电性质实验，根据所测数据分别绘制了三种元件的I－U图象如图甲、乙、丙所示，则下列判断正确的是(　　)
A．只有乙正确
B．甲、丙图曲线肯定是误差太大
C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定是不可能的
D．甲、乙、丙三图象都可能正确，并不一定有较大的误差
7．两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为和，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为（　　）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计，开关S闭合前流过R2的电流为I，求S闭合后流过R2的电流大小为（　　）。
A．仍为I
B．I
C．I
D．I
9．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中的电流大于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．如图所示是电阻R的I－U图象，图中α＝45°，由此得出
A．导体的电阻与与电阻两端的电压成正比
B．电阻R＝0.5
Ω
C．因I－U图象的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0
Ω
D．在R两端加上6.0
V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0
C
11．有四个金属导体，它们的伏安特性曲线如图所示，电阻最大的导体是（
）
A．a
B．b
C．c
D．d
12．一个小灯泡，当它两端的电压在3V以下时，电阻等于15Ω不变；当它两端的电压增大到4V时，钨丝温度明显升高，它的电阻为16Ω；当电压增大到5V时，它的电阻为18Ω，它在0～5V电压范围内的伏安特性曲线与下列哪个图象相符（）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5.2，3.5）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　）
A．电源1与电源2的内阻之比是2:3
B．小灯泡的电阻随着电流的增大而减小
C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是21:26
D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7:10
14．某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R的合理表达式应为（　　）
A．
B．
C．
D．
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．加在某段导体两端的电压变为原来的3倍时，导体中的电流增加了0.9
A；由此可知,导体中原来的电流是________A，如果所加电压变为原来的时，导体中的电流将变为__________A．
16．如图（a）所示为某种灯泡的图象，现将两个这种小灯泡、与一个阻值为的定值电阻R连成如图（b）所示的电路，电源的电动势为，电键S闭合后，小灯泡与定值电阻R的电功率均为P，则________W，电源的内阻_________。
17．在图（a）所示的电路中，，并且及的电阻值不随温度变化，灯泡L的伏安特性曲线如图（b）所示，电源电动势，内阻不计，则
（1）当开关S断开时，灯泡L两端电压为________V，灯泡的实际功率为________W；
（2）当开关S闭合时，灯泡L两端电压为________V，灯泡的实际功率为________W．
三、解答题
18．如图所示，一只鸟站在一条通电的铝质裸导线上，导线的横截面积为185mm2，导线上通过的电流为400A，鸟两爪的距离为5cm，铝的电阻率
。求鸟两爪间的电压。在解题过程中你对小鸟的电阻做了怎样的近处理？为什么？
19．某滑动变阻器的结构如图所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个接线柱，C、D是金属杆的两个接线柱。电阻丝上能够与滑片P接触的地方的绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。把A和C接线柱接入电路中，当滑片P由B向A移动时，接入电路的电阻将由大变小，这是为什么？你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片P移动时接入电路的电阻由大变小？
20．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U-I图线如图乙所示，当U=10V时，电解液的电阻率ρ是多少?
21．一滑动变阻器与三个开关、一个负载电阻组成如图所示的电路，分别指出当滑动变阻器处于下述两种状态下，对负载电阻有何控制作用？有什么应注意的地方？
（1）、均断开，而闭合时；
（2）断开，而、均闭合时。
参考答案
1．D
【详解】
ABC．导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、B、C错误；
D．电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，当温度低于某个值时，电阻会突然减小为零，这种现象称之为超导现象，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A、B、C、导线的电阻率与导体的电阻大小、横截面积、长度无关，由材料本身特性决定；故B正确，A、C均错误.
D、电阻率的大小与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故D错误.
故选B.
3．A
【详解】
根据电阻定律，可得神经纤维的电阻为：
R＝＝8×106×Ω≈3.18×108
Ω
根据部分电路的欧姆定律可知：
I＝≈0.31×10－6
A＝0.31μA
故A正确，BCD错误。
故选A．
4．B
【详解】
A．由题图可知，电阻A的I-U图像的割线斜率越来越小，
A的电阻随电流的增大而增大，电阻B的阻值不变，故A错误；
BCD．两图像的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，故B正确，CD错误。
故选B。
5．C
【详解】
R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，根据电阻定律可知
可见，厚度相同、上下表面都为正方形的导体，尽管尺寸不同，但电阻相同，所以
R1=R2
因为电阻相等，所以电压表的读数也相等，所以
U1=U2
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【详解】
本题的伏安特性曲线是I－U图像，图像中某点与原点连线的斜率的倒数表示导体在该状态下的电阻，图甲反映元件的电阻随电压的升高而减小，是非线性元件；图乙反映元件的电阻不随电压的变化而变化，是线性元件；图丙反映元件的电阻随电压的升高而增大，说明元件类似于小灯泡，综上所述，三种图像都有可能。
故选D。
7．B
【详解】
A、B两端的电势差分别为、，电流相等，根据欧姆定律
得
根据电阻定律
则横截面积之比
故选B。
8．C
【详解】
ABCD．S闭合前，流过的电流
S闭合后，流过的电流
ABD错误，C正确。
故选C。
9．D
【详解】
设导体厚度为d，R边长为L，电阻率为ρ，根据电阻定律得导体的电阻为：
由此可知导体R1、R2的阻值相等．
AB.
电压相等，导体R1、R2的阻值相等，所以通过R1的电流等于通过R2的电流，故AB错误；
CD.根据电流的微观表达式：
I=nevS=nevLd
由于I、n、e、d相同，则L越大，v越小，则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，故D正确，C错误．
10．D
【详解】
A.电阻的大小是由电阻本身决定的，与电流的大小、电压的大小无关．故A错误；
BC.根据电阻的定义式可知，I?U图象斜率的倒数等于电阻R，则得：
，
故B错误，C错误；
D.当U=6V时，电流：
则每秒通过电阻横截面的电荷量：
q=It=3×1C=3.0C，
故D正确．
11．D
【详解】
根据欧姆定律公式I=可得定值电阻的U﹣I图象是一条经过坐标原点的直线，斜率表示电阻；故导体d的电阻最大。
故选D。
12．B
【详解】
据题电压在0-3V内，小灯泡的电阻大致不变，则I-U图象是过原点的直线，当电压为3V时，电流为
当它两端的电压增大到4V时，钨丝温度明显升高，电阻增大，I-U图象是曲线，电压为4V时，电流为
电压为5V时，电流为
画出0-5V范围内的伏安特性曲线如B图。
故选B。
13．C
【详解】
A．电源1与电源2的内阻之比是
A错误；
B．小灯泡的图像斜率增大，小灯泡的电阻随着电流的增大而增大，B错误；
C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比
C正确；
D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比为
D错误。
故选C。
14．B
【详解】
CD．等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω?m2，左右两边单位不同，则此式不合理。故CD错误。
A．等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的。将b=a代入得到R≠0，因为电阻是很薄的一层，电阻应该很小，这个等式是不合理的，故A错误；
B．等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的。将b=a代入得到R=0，故B公式是合理的。
故选B。
15．0.45
0.225
【详解】
[1][2]设最初电压为U，电流为I，当电压变为原来的3倍时，即增加了，电流增加了A，根据公式
可得
解得A，如果所加电压变为原来的时即，所以
解得A
16．0.2
2.5
【详解】
[1]小灯泡L1与定值电阻R的电功率均为P，分析知：图中L1的电阻与R阻值相同，在图线上读出L1阻值为5欧时的电流电压值，为(0.2A，1V)，则
[2]通过L2的电流为0.4A，电压由图线读得4V，根据闭合电路欧姆定律得
17．40
24
25
12.5
【详解】
（1）[1][2]．当开关S断开时，设灯泡L的实际电压和实际电流分别为U和I．?在这个闭合电路中，有E=U+IR1
代入数据并整理得
U=100-100I
这是一个直线方程，把该直线在题I-U图线画出，如图所示：
这两条曲线的交点为U=40V、I=0.6A，所以灯泡L消耗的功率
P=UI=40×0.6=24W
（2）[3][4]．在题图中的混联电路中，设灯泡L的实际电压和实际电流分别为U′和I′．?在这个闭合电路中，有
代入数据并整理得
U′=50-50I′
这是一个直线方程，把该直线在题图上画出，如图所示
这两条曲线的交点为U′=25V、I′=0.5A，所以灯泡L消耗的功率
P′=U′I′=25×0.5=12.5W
18．，把小鸟的电阻看成无穷大，因为小鸟的电阻相对这段导线来说要大很多
【详解】
根据
鸟两爪间导线的电阻为
根据欧姆定律得鸟两爪间的电压
在解题过程中，把小鸟的电阻看成无穷大，因为小鸟的电阻相对这段导线来说要大很多
19．【详解】
将A和C接线柱接入电路中，实际接入电路的电阻为PA段，当P向A端滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电路中的电阻由大变小。
同理，还有三种连接方案可达到这一目的
①将A和D接线柱接电路中，P向A滑动；
②将B和C接线柱接入电路中，P向B滑动；
③将B和D接线柱接入电路中，P向B滑动。
20．
【详解】
电解液的电阻为
由电阻定律得
解得
21．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）、断开，闭合时，电路结构如下图所示，对为“串联限流”作用，注意起始电阻值要大些，对起保护作用；
（2）断开，、闭合时，电路结构如下图所示，对为“并联分压”作用，此时应注意，起始时与并联部分的电阻阻值要小些，才能对起保护作用。