2024-2025版高中物理第二章恒定电流6导体的电阻课时作业含解析新人教版选修3-1

PAGE7-导体的电阻(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(多选)下列关于电阻率的叙述错误的是 ()A.电阻率在国际单位制中的单位是欧姆·米B.用电阻率小的材料制成的电阻,其电阻值肯定小C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D.材料的电阻率随温度的变更而变更【解析】选B、C。电阻率在国际单位制中的单位是欧姆·米,A正确;电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积三个因素有关,材料的电阻率小,制成的电阻阻值不肯定小,B错误;电阻率取决于材料和温度,与导体的电阻、横截面积和长度无关,C错误;材料的电阻率随温度的变更而变更,金属导体的电阻率随温度的上升而增大,半导体的电阻率随温度的上升而减小,D正确。2.如图所示,厚薄匀称的矩形金属薄片边长ab=2bc。当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为 ()A.4IB.2IC.I D.I【解题指南】先利用电阻定律求出两种连接状况下的电阻关系,再利用欧姆定律推断电流关系。【解析】选A。设沿AB方向的横截面积为S1,沿CD方向的横截面积为S2,则有=,AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有==,电流之比==,I2=4I1=4I,故选项A正确。3.电线是家庭装修中不行或缺的基础建材,电线的质量干脆关系到用电平安。某型号电线每卷长度为100m,铜丝直径为1.6mm。为检验其是否采纳了导电性能比较差的劣质铜,现给整卷电线加上1.50V恒定电压,测得通过电线的电流为1.20A,由此可知此电线所用铜的电阻率约为 ()A.1.7×10-9Ω·m B.2.5×10-8Ω·mC.1.1×10-7Ω·m D.5.0×10-6Ω·m【解析】选B。给整卷电线加上1.50V恒定电压,测得通过电线的电流为1.20A,则导线的电阻值为R==Ω=1.25Ω;又:R=ρ=ρ=;1.6mm=0.0016m;代入数据可得:ρ=2.5×10-8Ω·m,故B正确。【加固训练】(2024·上饶高二检测)下列关于电阻率的说法正确的是 ()A.电阻率与导体的长度有关B.电阻率与导体的横截面积有关C.电阻率表征了材料导电实力的强弱,由导体的材料确定,而与温度无关D.电阻率表征了材料导电实力的强弱,由导体的材料确定,且与温度有关【解析】选D。电阻率是由材料本身确定的,且与温度有关,而与其他因素无关,选项D正确。4.(多选)关于电阻和电阻率,下列说法不正确的是 ()A.电阻是反映导体对电流的阻碍作用大小的物理量B.电阻率是反映材料的导电性能的物理量C.电阻率肯定随着温度的上升而增大D.超导材料在任何温度时的电阻率都为零【解析】选C、D。电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,故A正确;电阻率是反映材料的导电性能的物理量,故B正确;金属材料的电阻率随温度的上升而增大,其他材料不肯定,故C错误;超导材料在温度降到肯定零度旁边时电阻率才为零,故D错误。5.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上升而增大,有的金属电阻率随温度变更而显著变更,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响,依据以上信息,推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.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更而显著变更的金属材料制作【解析】选B。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;合金的电阻率大,故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作,故B正确;有的金属电阻率随温度变更而显著变更,故电阻温度计一般用纯金属来制作,故C错误;有的合金的电阻率几乎不受温度的影响,故标准电阻一般用合金材料制作,故D错误。6.如图所示为两个形态完全相同的导线M、N串联接入电路后的电流与其电阻的关系的图线。由图线分析可知下列选项正确的是 ()A.加在导线M两端的电压小B.导线M的电阻小C.经一段时间导线M产生的热量多D.导线N消耗的电功率大【解析】选C。若将两导线串联接入电路中,则通过两导线的电流相同,由图象可知,此时M的电阻大于N的电阻,所以导线M两端的电压比导线N两端的电压大,选项A、B错误;由Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流通过导线M产生的焦耳热多,选项C正确;由P=I2R可知,选项D错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)如图甲为一测量电解质溶液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解质溶液时,且P、Q加上电压后,其UI图象如图乙所示,当U=10V时,求电解质溶液的电阻率ρ。【解析】由题图乙可求得电解质溶液的电阻:R==Ω=2000Ω,由题图甲可知电解质溶液长l=a=1m,它的横截面积S=bc=0.02m2由R=ρ得ρ==Ω·m=40Ω·m。答案:40Ω·m8.(14分)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,镶膜的厚度为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,则膜的电阻为多少?镶膜材料电阻率为多少?【解析】由欧姆定律可得R=,沿着L的方向将膜层绽开,如图所示则膜层等效为一个电阻,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=,则=,解得:ρ=。答案:(15分钟·40分)9.(6分)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、b的半球壳层形态(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且作为一个引出电极,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,但是你可以通过肯定的物理分析,对下列表达式的合理性作出推断。依据你的推断,R的合理表达式应为 ()A.R= B.R=C.R= D.R=【解析】选B。依据电阻的公式R=ρ可知,式子的分母应当是面积单位,故C、D两项错误;当a=b时,电阻阻值应当为零,可知B项正确,A项错误。10.(6分)(多选)有三个完全相同的小灯泡A、B、C,按图甲所示的方式连接在电路中,已知该型号小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。假如开关闭合后,干路电流为I=0.25A,三个小灯泡的电压分别用UA、UB、UC表示,电阻分别用RA、RB、RC表示,消耗的电功率分别用PA、PB、PC表示。则下列式子正确的是 ()A.UA∶UB∶UC=2∶1∶1 B.PA=0.75WC.RB=12Ω D.>4【解析】选B、D。电路中的总电流为0.25A,流过A的电流为0.25A,由小灯泡的伏安特性曲线可知A两端电压为3.0V,故A消耗的电功率为PA=UAIA=0.75W,B项正确;依据并联电路规律知,B中电流为0.125A,由小灯泡的伏安特性曲线可知B、C两端电压大约为0.3V,则A两端的电压大约为B、C两端电压的10倍,A项错误;由欧姆定律可知B的电阻为RB==Ω=2.4Ω,C项错误;B消耗的电功率为PB=UBIB=0.3×0.125W=0.0375W,故=20>4,D项正确。11.(6分)(多选)某种材料的圆柱形导体的长度为L,横截面的直径为d,导体两端所加电压为U,当这三个物理量中仅有一个物理量变更时,关于导体中自由电子定向运动的平均速率,下列说法正确的是 ()A.电压变为2U,导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍B.导体的长度变为2L,导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的C.导体横截面的直径变为2d,导体中自由电子定向运动的平`均速率变为原来的D.导体横截面的直径变为,导体中自由电子定向运动的平均速率不变【解析】选A、B、D。电压变为2U,依据欧姆定律,电流变为2I,依据电流的微观表达式为I=neSv,电子定向运动的平均速率变为2倍,故A正确。导体的长度变为2L,依据电阻定律,电阻变为2R;依据欧姆定律,电流变为;依据电流的微观表达式为I=neSv,电子定向运动的平均速率变为0.5v,故B正确。导体横截面的直径变为2d,横截面积变为4倍,依据电阻定律,电阻变为0.25倍;依据欧姆定律,电流变为4倍;依据电流的微观表达式为I=neSv,电子定向运动的平均速率不变,故C错误。导体横截面的直径变为0.5d,横截面积变为0.25倍,依据电阻定律,电阻变为4倍;依据欧姆定律,电流变为0.25倍;依据电流的微观表达式为I=neSv,电子定向运动的平均速率不变,故D正确。【加固训练】(多选)有AB两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为dA∶dB=1∶2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是 ()A.它们的电阻之比RA∶RB=4∶1B.通过它们的电流之比IA∶IB=4∶1C.电子在两段中定向移动速度之比vA∶vB=4∶1D.两段中的电场强度之比EA∶EB=4∶1【解析】选A、C、D。长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为dA∶dB=1∶2,则横截面积之比为SA∶SB=1∶4,依据R=ρ可知,电阻之比RA∶RB=4∶1,故A项正确;因两者是串联,它们的电流总相等,故B项错误;依据电流的微观表达式I=neSv,则有定向移动速率与横截面积成反比,因此定向移动速度之比vA∶vB=4∶1,故C项正确;串联电路电流相等,设为I,则两段中的电场强度E=,因此电场强度与电压成正比,则有电场强度之比EA∶EB=UA∶UB=RA∶RB=4∶1,故D项正确。12.(22分)神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω。(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。(2)若有