2024-2025学年高中物理课时分层作业8探究决定导线电阻的因素含解析粤教版选修3-1

PAGE6-探究确定导线电阻的因素(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选)关于材料的电阻率，下列说法正确的是()A．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大B．金属的电阻率随温度的上升而增大C．银材料的电阻率较锰铜合金的电阻率小D．金属丝拉长为原来的两倍，电阻率变为原来的2倍BC[电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，D错误；金属材料的电阻率随温度上升而增大，B正确；合金的电阻率比纯金属的电阻率大，电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用肯定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关，所以A错误，C正确．]2．(多选)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，有的金属的电阻率随温度改变而显著改变，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．依据以上的信息，推断下列说法中正确的是()A．连接电路用的导线一般不用合金来制作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改变而显著改变的金属材料制作AB[电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件肯定的状况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料，由供应的信息知纯金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显改变的原理工作的，电阻率几乎不受温度的影响的合金明显不能成为电阻温度计的材料；标准电阻要保证其阻值不变，所以应选用电阻率随温度改变小的材料．综上所述，正确的说法应为A、B.]3．两根完全相同的金属裸导线，假如把其中的一根匀称拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为()A．1∶4 B．1∶8C．1∶16 D．16∶1C[设原来的电阻为R，其中的一根匀称拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的eq\f(1,2)，依据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可得电阻R1＝4R，另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，依据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可得电阻R2＝eq\f(1,4)R，则两电阻之比为16∶1.电压相等，依据欧姆定律知，电流之比为1∶16，依据q＝It知，相同时间内通过的电荷量之比为1∶16.故C正确，A、B、D错误．]4．(多选)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()A．电阻箱的铜塞拔出的越多，接入电路中的电阻越大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10ΩD．要想使电阻箱的电阻为8Ω，应拔出的铜塞是3和5AB[铜塞全部拔出时，接入电路的阻值最大为20Ω，C错；全部插入时电阻为零，所以A、B对；电阻为8Ω时应拔出的是1、2、4或1、3、4，D错．]5．欧姆不仅发觉了欧姆定律，还探讨了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布匀称，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()ABCDA[依据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，导线越短、横截面积越大，电阻越小，A正确．]6.有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性．如图所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率之比为()A．eq\f(ac,b2) B．eq\f(a2,bc)C．eq\f(c2,a2) D．eq\f(a2,b2)C[由题可知，其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则其左右两侧接入电源时回路中的电阻值等于将其上下两侧接入该电源时回路中的电阻值，由电阻定律可得：ρ1eq\f(a,b·c)＝ρ2eq\f(c,a·b)所以：eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(c2,a2).故C正确，A、B、D错误．]二、非选择题(14分)7．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，镀膜的厚度为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，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？[解析]由欧姆定律可得R＝eq\f(U,I)，沿着L的方向将膜层绽开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L，横截面积为管的周长×厚度d.由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)可得：R＝ρeq\f(L,2π\f(D,2)·d)＝eq\f(ρL,πDd)，则eq\f(U,I)＝eq\f(ρL,πDd)，解得ρ＝eq\f(UπDd,IL).[答案]eq\f(U,I)eq\f(UπDd,IL)一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．(多选)如图所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是()A．a和b串联接入电路中，P向右移动时电流增大B．b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大C．b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大D．a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大BC[滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再依据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝增长，电阻增大，电流减小，因此D错误．当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C正确．当a和b串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A错误．]2．将截面匀称、长为l、电阻为R的金属导线截去eq\f(l,n)，再拉长到l，则导线电阻变为()A．eq\f(n－1,n)R B．eq\f(1,n)RC．eq\f(n,n－1)R D．nRC[R＝ρeq\f(l,S)，截去eq\f(l,n)再拉长到l后的截面积为S′，则(l－eq\f(l,n))S＝lS′，S′＝eq\f(n－1,n)S，则R′＝ρeq\f(l,S′)＝eq\f(n,n－1)ρeq\f(l,S)＝eq\f(n,n－1)R.]3．如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为()A．R甲＝eq\f(1,2)R乙 B．R甲＝eq\f(1,4)R乙C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙B[将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲＝eq\f(r,2)，图乙中等效为两个电阻串联，R乙＝2r，所以R甲＝eq\f(1,4)R乙，所以B正确．]4．一根粗细匀称的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，若将导线匀称拉长，使它的横截面半径变为原来的eq\f(1,2)，再给它两端加上电压U，则()A．通过导线的电流为eq\f(I,2)B．通过导线的电流为eq\f(I,4)C．通过导线的电流为eq\f(I,8)D．通过导线的电流为eq\f(I,16)D[横截面的半径变为原来的eq\f(1,2)，可知横截面积变为原来的eq\f(1,4)，由体积V＝LS不变，可知长度变为原来的4倍．由电阻定律的表达式R＝ρeq\f(L,S)，可得改变后的电阻为R′＝ρeq\f(4L,\f(1,4)S)＝16R，由I＝eq\f(U,R)可知，电流变为eq\f(I,16).故A、B、C错误，D正确．]二、非选择题(26分)5．(12分)给装在玻璃管内的水银柱加一电压，则通过水银柱的电流为0.1A，若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内，接在同一电压上，通过水银柱的电流为多少？[解析]设水银柱在两种状况下的电阻分别为R1、R2，对应的长度、横截面积分别为l1、l2，S1、S2，则有：R1＝ρeq\f(l1,S1)，R2＝ρeq\f(l2,S2)，两种状况下水银的体积相同，l1S1＝l2S2，S1＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up10(2)，S2＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2d,2)))eq\s\up10(2)，S2＝4S1，l1＝4l2解得：R2＝eq\f(R1,16)由欧姆定律得：U＝I1R1＝I2R2，解得：I2＝eq\f(I1R1,R2)＝0.1×16A＝1.6A.[答案]1.6A6．(14分)A、B两地相距40km，从A到B两条输电线的总电阻为800Ω，若A、B之间某处E的两条输电线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10V，小量程电流表读数为40mA，如图所示，则短路处距A多远？[解析]设发生短路处距离A处x，据题意知，A、B两地间的距离l＝40km，电压表的示数U＝10V，电流表的示数I＝40mA＝40×10－3AR总＝800Ω.依据欧姆定律I＝eq\f(U,R)可得：A端到短路处的