【全程学习方略】高中物理 3.2电阻课件 鲁科选修31

1.导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列说法正确的是（）A.横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B.长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C.电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D.电流一定，电阻与导体两端的电压成反比【解析】选A.由R=可知，在横截面积S一定时，电阻R与长度l成正比，长度l一定时，电阻R与横截面积S成反比，故A正确，B错误；R=是电阻的定义式，提供了一种测电阻的方法，但电阻R与电压U、电流I无关，故C、D均错误.2.关于电阻率的的说法正确的的是（））A.电阻率与导体体的长度有关关B.电阻率与导体体的材料有关关C.电阻率与导体体的形状有关关D.电阻率与导体体的横截面积积有关【解析】选B.导体的电阻率率由导体材料料本身的性质质决定，与导导体的长度、、形状、横截截面积均无关关，故A、C、D错，B项正确.3.一根阻值为R的均匀电阻丝丝长为L,横截面积为S,设温度不变,在下列哪些情情况下其电阻阻值仍为R（）A.当L不变,S增大一倍时B.当S不变,L增大一倍时C.当L和S都缩为原来的的一半时D.当L和横截面的半半径都增大一一倍时【解析】选C.由电阻定律R=可知,当L不变S加倍时,电阻减半,故A错误；当S不变L加倍时,电阻加倍,故B错误；当L和S都减半时,电阻不变,故C正确；当L和横截面半径都加加倍时,电阻将减半,故D错误.4.一只“220V100W”的灯泡工作时时电阻为484Ω,拿一只同样的的灯泡来测量量它不工作时时的电阻应（（）A.小于484ΩB.大于484ΩC.等于484ΩD.无法确定【解析】选A.灯泡内钨丝的的电阻率随温温度升高而增增大,故灯泡正常工工作时电阻要要明显大于不不工作时的电电阻,所以不工作时时电阻小于484Ω,故A正确，B、C、D错误.5.为了测定液体体的电阻率，，工业上用一一种称为“电电导仪”的仪仪器.其中一个关键键部件如图所所示，A、B是两片面积为为1cm2的正方方形铂铂片，，间距距1cm，把它它们浸浸没在在待测测液体体中，，若通通过两两根引引线加加一定定的电电压6V时，测测出电电流1μμA，这种种液体体的电电阻率率为多多少？？【解析】电解液液的电电阻R=，而间间距d就是电电流流流过的的长度，，即导导体长长度.铂片面面积是是导体体横截截面积积，这这样，，由电阻阻定律律R=，即可可计算算出液液体的的电阻阻率.由欧姆姆定律律得：：R==ΩΩ=6×106Ω.由电阻阻定律律R=得ρ==ΩΩ·m=6×104Ω·m.答案：：6×104Ω·m【典例1】神经系统中中，把神经经纤维分为为有髓鞘与与无髓鞘两两大类.现代生物学学认为，髓髓鞘是由多多层（几十十到几百层层不等）类类脂物质——髓质累积而而成的，髓髓质具有很很大的电阻阻，已知蛙蛙有髓鞘神神经，髓鞘鞘的厚度只只有2μm左右，而它它在每平方方厘米的面面积上产生生的电阻却却高达1.6×105Ω.若不计髓质质片层间的的接触电阻阻计算髓质质的电阻率率.若有一圆柱柱体是由髓髓质制成的的，该圆柱柱体的体积积为32πcm3，当在其两两底面上加加1000V的电压时，，通过该圆圆柱体的电电流为10πμA，求此圆柱柱体的圆面面半径和高高.【思路点拨】解答本题应应把握以下下三点：【标准解答】由电阻定律律R=得ρ==ΩΩ··m=8××106Ω·m.设圆柱体的的高为h，圆面半径径为r由欧姆定律律得：R==ΩΩ=ΩΩ.又R=，体积V=πr2h.即=8×106，32π×10-6=πr2h，联立解得：：r=0.04mh=0.02m答案：8×106【互动探究】如果青蛙的的脊柱长为为6cm,脊髓圆面积积为1mm2,当通过的电电流为1mA时,可使青蛙““麻木”，，求在脊柱柱两端需加加多大电压压?【解析】由R==8××106×ΩΩ=4.8××1011Ω,则U=IR=1×10-3×4.8××1011V=4.8×108V.答案：4.8×108V【典例2】材料的电阻阻率ρ随温度变化化的规律为为ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻温温度系数，，ρ0是材料在t=0℃℃时的电阻率率.在一定的温温度范围内内α是与温度无无关的常数数.金属的电阻阻一般随温温度的增加加而增加，，具有正温温度系数；；而某些非非金属如碳碳等则相反反，具有负负温度系数数.利用具有正正负温度系系数的两种种材料的互互补特性，，可制成阻阻值在一定定温度范围围内不随温温度变化的的电阻.已知：在0℃时，铜的电电阻率为1.7×10-8Ω·m,碳的电阻率率在3.5×10-5Ω·m附近，在0℃时，铜的电电阻温度系系数为3.9×10-3℃-1,碳的电阻温温度系数为为-5.0××10-4℃-1.将横截面积积相同的碳碳棒与铜棒棒串接成长长1.0m的导体，要要求其电阻阻在0℃附近不随温温度变化，，求所需碳碳棒的长度度(忽略碳棒和和铜棒的尺尺寸随温度度的变化).【思路点拨】根据电阻率率关系式ρ=ρ0(1+αt),利用电阻定定律求出碳碳棒与铜棒棒串接成的的导体的总总电阻关系系式，进而而解得碳棒棒的长度.【自主解解答】设所需碳碳棒的长长度为l1，电阻率率为ρ1，电阻温温度系数数为α1；铜棒的的长度为为l2，电阻率率为ρ2，电阻温温度系数数为α2.根据题题意有：：ρ1=ρ01(1+αα1t)，ρρ2=ρ02(1+αα2t).设碳棒的的电阻为为R1,铜棒的的电阻为为R2，则：R1=，，R2=.碳棒与铜铜棒串接接成的导导体的总总电阻和和长度分分别为：：R=R1+R2，l=l1+l2，式中l=1.0m.联立以上上各式可可得：要使得在在0℃附近总电电阻R不随温度度变化，，上式中中t的系数必必须为零零,解得l1≈0.0038m.答案：0.0038m【互动探究究】有两种材材料电阻阻温度系系数分别别为4.0××10-4℃-1、-4.0×10-4℃-1，如果把横截截面积相同、、长度相同的的这两种材料料串接成导体体，则总电阻阻在0℃附近不随温度度变化，这种种说法对吗？？为什么？【解析】根据【典例2】结果可知总电电阻R的表达式为：：，要使得在0℃附近总电阻R不随温度变化化，上式中t的系数必须为为零，故必须须满足ρ01=ρ02，在t=0℃时两种材料电电阻率的大小小关系不知道道，故总电阻阻在0℃附近随温度变变化情况不能能确定.所以“总电阻阻在0℃附近不随温度度变化”这种种说法是错误误的.答案：见解析【典例3】某实验小组探探究一种电阻阻的温度特性性.现在器材：直直流恒流电源源（在正常工工作状态下输输出的电流恒恒定）、电压压表、待测电电阻、保温容容器、温度计计、开关和导导线等.(1)若用上述器材材测量电阻的的阻值随温度度变化的特性性，请你在图图中的实物图图上连线.（2）实验的主要要步骤①正确连接电电路，在保温温容器中注入入适量冷水，，接通电源，，调节并记录录电源输出的的电流值；②②在保温容器器中添加少量量热水，待温温度稳定后，，闭合开关，，_________，_________，断开开关；；③重复第②步步操作若干次次，测得多组组数据.（3）实验小组算算得该电阻在在不同温度下下的阻值，并并据此绘得如如图所示的R-t关系图线，请请根据图线写写出该电阻的的R-t关系式：R=____+_____t(Ω)（保留3位有效数字））【思路点拨】本题关键是读读准电压表和和温度计的读读数，根据欧姆定律律R=可求得各温度度下的电阻阻阻值.【标准解答】测量电阻的阻阻值随温度变变化特性的实实物连线如图所示.每次加热水后后，都需要重重新读出温度度计和电压表表的示数，根据绘绘得的R-t图线可以看看出，电阻阻值R与温度t之间是线性关系系，故可写写成数学表表达式R=a+bt(Ω).其中b为直线的斜率率，据图线线可求b==0.400，当t=0时，a=100Ω.所以上式可可写为R=100+(0.400±±0.005)t(Ω)答案：(1）如图所示示（2）记录电压压表电压值值记记录温度度计数值（3）1000.400±±0.0051.（2010··福州高二检检测）一根根粗细均匀匀的电阻丝丝截成长度相等等的三段，，再将它们们并联起来来，测得阻阻值为3Ω，则此电阻阻丝原来的的阻值为（（））A.9ΩΩB.8ΩΩC.27ΩD.3ΩΩ【解析】选C.设原来的阻阻值为R，后来的阻阻值为R′=3ΩΩ根据电阻定定律:R=，R′=，则R=9R′′=27ΩΩ，故C正确.2.（2010··绍兴高二检检测）有一一段长1m的电阻丝，，电阻是10Ω，现把它均均匀拉伸为为5m的电阻丝，，则电阻变变为（））A.10ΩΩB.50ΩΩC.150ΩΩD.250Ω【解析】选D.电阻丝的长长度由1m拉伸为5m时，其横截截面积变为为原来的，，由电电阻定律R=可知：电阻阻变为原来来的25倍，即250ΩΩ，故D正确.3.（2010··南京高二检检测）温度度能明显地地影响金属属导体和半半导体材料料的导电性性能，在图图中所示的的图线分别别为某金属属导体和某某半导体的的电阻随温温度变化的的关系曲线线，则（））A.图线1反映半导体体材料的电电阻随温度度的变化关关系B.图线1反映金属导导体的电阻阻随温度的的变化关系系C.图线2反映金属导导体的电阻阻随温度的的变化关系系D.图线线2反映映半半导导体体材材料料的的电电阻阻随随温温度度的的变变化化关关系系【解析析】选B、D.金属属导导体体的的电电阻阻随随温温度度的的升升高高而而增增大大，，而而半半导导体体材材料料的的电电阻阻随随温温度度的的升升高高而而减减小小，，故故B、D正确确.4.（2010··泰安安高高二二检检测测））如如图图所所示示的的滑滑动动变阻阻器器中中,a、b、c、d是它它的的四四个个接接线线柱柱是滑动触片.现将滑动变阻器接入电路中,并要求滑动触片P向接线柱c移动时,电路中的电流增大,则接入电路中的接线柱可能是（）A.a和bB.a和cC.b和cD.b和d【解析析】选B.P向接接线线柱柱c移动动时时,电路路中中电电流流增增大大,说明明电电阻阻减减小小,接入入电电路路的的电电阻阻丝丝变变短短,故连连入入电电路路的的接接线线柱柱为为a和c或a和d,故B正确确.5.（2010··三亚高高二检检测））如图图所示，均均匀的的长方方体薄薄片合合金电电阻板板abcd，ab边长为为l1，ad边长为为l2，当端点点Ⅰ、Ⅱ接入电电路电电阻为为R1，当Ⅲ、Ⅳ接入电电路电电阻为为R2，则R1∶R2是（））A.l1∶l2B.l2∶l1C.l12∶l22D.l22∶l12【解析】选D.设电阻阻板的的厚度度为d，当端端点Ⅰ、Ⅱ接入电电路，导导体的的长度度为l2，横截截面积积为l1d，根据据电阻阻定律律R1=；当Ⅲ、Ⅳ接入电电路导导体的的长度度为l1，横截截面积积为l2d，根据据电阻阻定律律R2=，所以以R1∶R2=l22∶l12，故D正确.1.（5分）一一根粗粗细均A.U/2B.UC.2UD.4U【解析】选D.由R=可知,当导线被均匀拉长为原来的2倍时,其横截面积变为原来的,所以电阻变为原来的4倍,再根据R=可知电压变为原来的4倍,故D正确,A、B、C错误.2.（5分）关关于公公式R=和公式式R=，下列列说法法正确确的是A.两式对一切情况都适用B.R=仅适用于金属导体，R=适用于任何导体C.导体的电阻R与U成正比，与I成反比D.导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比【解析】选D.R=适用于于金属属导体体和电电解液液，且且为纯纯电阻电路路,故A、B错误；；导体体的电电阻由由导体体本身身决定定,与U、I无关,故C错误、、D正确.3.（5分）如如图所所示，，一段段长为为a，宽为b、高为为c(a>b>c)的导体体，将将其中的的两个个对立立面接接入电电路时时，最最大的电电阻为为R，则最最小的的电阻阻为（（））【解析】选A.根据电电阻定定律R=可知，，当把把左右右两个个面接入时时电阻阻最大大：R==，当把把上下下两个个面接接入时时电阻最最小，，r==，两式式联立立解得得r=.4.（5分）在在做““探究究影响响导线线电阻阻的因因素””实验验时，，每次(1)为了研研究电电阻与与导体体材料料有关关，应应选用用的两两根导导线是是（填填号码码）_________；(2)为了研研究电电阻与与导体体的长长度有有关，，应选选用的的两根根导线线是________；(3)为了研研究电电阻与与横截截面积积的关关系，，应选选用的的两根根导线线是________.(4)本实验验所采采用的的方法法是_________.【解析】（1）研究究电阻阻与导导体材材料的的关系系，应应该选选长度度和横横截面面积都都相同同的两两根导导线，，即选选C、F；（2）研究究电阻阻与导导体长长度的的关系系，应应该选选材料料和横横截面面积都都相同同的两两根导导线，，即选选C、G；（3）研究电电阻与导导体横截截面积的的关系，，应该选选长度和和材料都都相同的的两根导导线，即即A、D；(4)本实验所所采用的的方法是是控制变变量法.答案：（1）C、F（2）C、G（3）A、D（4）控制变变量法5.(10分)如图所示示，相距距40km的A、B两地架两两条输电电线，电电阻共为为800ΩΩ，如果在在A、B间的某处处发生短短路，这这时接在在A处的电压压表示数数为10V，电流表表示数为为40mA，求发生生短路处处距A处有多远远?【解析】根据题意意,画出电路路如图所所示.A、B两地相距距l1=40km,原输电线线总长2l1=80km,R1=800Ω.设短路处处距A端长l2,其间输电电线电阻阻为R2，根据欧欧姆定律律R2=ΩΩ=250Ω，根据电阻阻定律R=，则，，解得l2=12.5km.答案：12.5km6.（5分）如图图所示，，P为一块半半圆形薄薄电阻合合金片，，先将它它按图甲甲方式接接在电极极A、B之间，测测出它的的电阻为为R，然后将将它再按A.RB.C.D.4R【解析】选D.此题可用用分割法法来求.图甲的半半圆形薄薄电阻合金片可可以看成成由两个个圆圆片的电电阻组合合而成，，图乙也也是如此.设圆圆片的电电阻为R0，则甲图图的横截截面积是是圆圆片的2倍且长度度相同，，则R=R0；乙图的的横截面面积与圆圆片相同，，但长度度为其2倍，则R′=2R0，解得：：R′=4R，故答案为为D.7.（5分）两根根材料相相同的均均匀导线x和y，x的长度为为L，y的长度为为2L，串联在在电路中中，沿电电流方向向电势随长长度的变变化如图图所示，，则x、y横截面积积之比为为（））A.2∶∶3B.1∶∶4C.1∶∶2D.3∶∶1【解析】选C.由图象可可得两导导线上的的电压相相等均为为4V，由公式R=得两导线线电阻相相等；由由公式R=，可得S=，R、ρ相同，故故横截面面积S与长度l成正比，故面面积比为1∶2，故C正确.8.（10分）如图所所示，电阻阻R1和电阻R2材料相同、、厚度相同同、表面为为正方形，，但R2的边长比R1小很多.通过两导体体的电流方方向如图所所示.这两个导体体的电阻有有什么关系系？你认为为这种关系系对电路元元件的微型型化有什么么意义？【解析】设导体的正正方形边长长分别为a、a′，，厚度为d，则根据电阻阻定律R=可可得：,则这两个电电阻R1=R2.因此在电路路软件微型型化中，可可通过保持持厚度不变变，改变正方形边长长的方式，，减小其体体积，而电电阻不变.答案：见解析1.关于材料的的电阻率,下列说法中中正确的是是（））A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的1/3B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.纯金属的电阻率比合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【解析】选C.电阻率是材材料本身的的一种电2.将截面均匀匀、长为l、电阻为R的金属导线线截去，，再拉长至l，则导线电电阻变为（（））A.B.D.nR【解析】选C.金属导线截截去后后，体积变变为原来的的倍，则有lS=lS′，故S′=S，由电阻定定律知：导导线电阻变为为，，故故C正确.3.如图所示，，一根粗细细均匀的导导线长1200m，在两端点点A、B间加上恒定定电压时，，测得通过过导线的电电流为0.5A.若剪去BC段，在A、C两端加同样样电压时，，通过导线线的电流变变为0.6A，则剪去的的BC段多长？【解析】设整个导线线AB的电阻为R1，其中AC的电阻为R2,根据欧姆定定律U=I1R1=I2R2，所以.根据电阻定定律，导线线的电阻与与其长度成成正比，所所以AC段导线长l2==××1200m=1000m由此可知，，剪去的导导线BC段的长度为为lx=l1-l2=1200m-1000m=200m答案：200m4.有Ⅰ、1∶5,横截面积之比为S1∶S2=2∶3,电阻之比为R1∶R2=2∶5,外加电压之比为U1∶U2=1∶2,则它们的电阻率之比为（）A.2∶3B.4∶3C.3∶4D.8∶3【解析】选B.设两根电阻丝电阻率分别为ρ1,ρ2,由电阻定律R=,故ρ=,所以,B正确.5.如图图所所示示,P是一一根根表表面面镀镀