新课标2024-2025学年高中物理第二章恒定电流课时作业15含解析新人教版选修3-1

PAGE8-课时作业(十五)一、选择题(4、5、8为多项选择题，其余为单项选择题)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上升而增大，而且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．依据以上的信息，推断下列的说法中正确的是()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在实际应用中电炉、电阻器的阻值不应随温度变更而变更很大，电阻温度计应当运用对温度敏感的材料．答案B设置目的考查不同材料的电阻值随温度变更的规律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()A．A和B B．A和DC．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)，要留意接入的是哪一部分电阻，从而确定电阻的变更．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.答案B设置目的考查滑动变阻器的连接方法3．一只“220V100W”的灯泡工作时电阻为484Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是()A．小于484Ω B．大于484ΩC．等于484Ω D．无法确定解析灯泡工作时的电阻为高温状态的电阻，不工作时为常温下的电阻，依据金属材料的电阻随温度的上升而增大可得选项A正确．答案A设置目的考查金属的电阻率随温度的变更规律4.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更的关系曲线，则()A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变更B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变更C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变更D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变更解析图线1反映电阻随温度上升而增大的特性，是金属导体的电阻，图线2反映电阻随温度上升而降低的特性，是半导体材料的电阻，故C、D两项正确，A、B两项错误．答案CD5．下列说法中正确的是()A．据R＝U/I可知，当通过导体的电流不变时，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＝U/I可知，通过导体的电流变更，加在电阻两端的电压也变更，但导体的电阻不变C．据ρ＝RS/l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确定的，其确定式为R＝ρl/S，而R＝U/I为电阻的定义式，所以选项A是不对的，选项B是正确的，而ρ＝RS/l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是不对的，选项D是正确的．答案BD设置目的考查电阻的确定因素和电阻率的确定因素6．将截面匀称、长为L、电阻为R的金属导线截去L/n，再拉长至L，则导线电阻变为()A.eq\f(（n－1）R,n) B.eq\f(R,n)C.eq\f(nR,n－1) D．nR解析设原来导线的横截面积为S，由电阻定律得R＝ρeq\f(L,S)，金属导线截去eq\f(L,n)，再拉长至L，有：eq\f(（n－1）V,n)＝LS1，截前有：V＝LS.所以S1＝eq\f(（n－1）S,n)，由电阻定律得R1＝eq\f(nR,n－1)，故C项正确，A、B、D三项错误．答案C7．一根匀称导线，现将它匀称拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64Ω，则导线原来的电阻值为()A．128Ω B．32ΩC．4Ω D．2Ω解析由电阻定律知，原来电阻为R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,\f(1,4)πD2)，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·eq\f(1,4)πD2知，L将变为原来的4倍，所以变更后的电阻为R′＝ρeq\f(4L,\f(1,4)π（\f(1,2)D）2)＝16R，故原来电阻R＝4Ω，C项正确，A、B、D三项错误．答案C设置目的考查电阻确定式的应用8．对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是()A．常温下，若将电阻丝匀称拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为R/4C．加在电阻丝上的电压从0渐渐加大到U，则在随意状态下的U/I的值不变D．若把温度降到肯定零度旁边，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象解析常温下，若将电阻丝匀称拉长为原来的10倍，则截面积变为原来的1/10，依据电阻定律R＝ρeq\f(L,S)，A项错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，面积为原来的2倍，则电阻变为R/4，B项正确；电阻丝随着温度变更阻值会发生变更，C项错误；依据超导现象知，D项正确．答案BD设置目的考查电阻的计算以及金属材料电阻值与温度的关系9．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断．由于种种缘由，熔丝的横截面积略有差别．那么熔丝熔断的可能性较大的是()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依据电阻定律，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．选项B正确．答案B设置目的有关电阻发热的实际应用二、非选择题10．在做“影响电阻大小的因素”试验时，为了便于探讨而采纳限制变量法．导线代号ABCDEFG长度/m1.00.51.51.01.21.50.5横截面积/mm23.20.81.20.81.21.21.2材料锰铜钨镍铬丝锰铜钨锰铜镍铬丝(1)为了探讨电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是________；(填代号)(2)为了探讨电阻与导体长度的关系，应选用导线C和导线________；(3)为了探讨电阻与导体的________的关系，应选用导线A和导线________．解析(1)依据限制变量法：应选取两根导线的长度、横截面积都相同，材料不同的导线．表中C与F的长度和横截面积都相同，材料不同．(2)依据限制变量法：应选取和导线C材料、横截面积都相同，长度不同的导线．表中G与C的材料和横截面积都相同．(3)A和D这两根导线的材料相同、长度也相同，横截面积不同，所以是为了探讨电阻与横截面积的关系．答案(1)C，F(2)G(3)横截面积；D设置目的考查学生应用限制变量法探讨电阻与哪些因素有关系的实力11．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加上电压后，其U­I图线如图乙所示．当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？解析由图乙可求得电解液的电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5×10－3)Ω＝2000Ω由图甲可知电解液长为：l＝a＝1m，截面积为：S＝bc＝0.02m2结合电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(2000×0.02,1)Ω·m＝40Ω·m.答案40Ω·m设置目的应用电阻的定义式、电阻定律来计算电阻率12．在“测金属丝的电阻率”试验中，供应以下试验器材：待测金属丝、游标卡尺、毫米刻度尺；电压表V(量程3V，内阻约5kΩ)、电流表A(量程0.6A，内阻RA＝1.0Ω)；电源E(电动势约3V)、滑动变阻器、开关及导线若干．某同学进行了如下操作：(1)用毫米刻度尺测金属丝的长度L；用游标卡尺测金属丝的直径d＝________mm.(2)依据试验设计的电路原理图(图甲)进行实物连接，请在图乙中连线．(3)进行了相应测量，利用电压表和电流表的读数画出了如图丙所示的U­I图象，由此得到金属丝电阻R＝________Ω.(4)依据ρ＝________(用R、d、L及有关常数表示)，即可计算该金属丝的电阻率．解析(1)由图示游标卡尺可知，其示数为：3mm＋8×0.05mm＝3.40mm。(2)由图示电路图可知，滑动变阻器采纳分压接法，电流表采纳内接法，依据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：(3)依据图丙所示图线可知，金属丝电阻：R＝eq\f(U,I)－RA＝eq\f(1.0,0.2)Ω－1.0Ω＝4Ω；(4)由电阻定律可知：R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π（\f(d,2)）2)，电阻率：ρ＝eq\f(πRd2,4L).答案(1)3.40(2)实物电路图如解析图所示(3)4(4)eq\f(πRd2,4L)点评本题考查了游标卡尺读数、试验数据处理等问题，游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数，对游标卡尺读数时要留意游标尺的精度．13．某同学通过试验测量一种合金的电阻率．(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图1所示的部件________(选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.(2)图2所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发觉电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变更，由此可以推断：电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．(3)在电路故障被解除后，调整滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω.为了更精确地测出合金丝的阻值，在不更换试验器材的条件下，对试验应做怎样的改进？请写出两条建议．解析(1)为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B；螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度的读数为：0.01mm×41.0＝0.410mm，故合金丝的直径为d＝0.410mm.(2)由图知：电压表的读数接近3V，而电路中电流接近零，说明电路中7、9间有断路．(3)据题：电压表和电流表的示数分别为U＝2.23V，I＝38mA，则合金丝的阻值大约为Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.23,38×10－3)Ω＝58.7Ω，由于eq\f(RV,Rx)＝eq\f(3000,58.7)≈51.1，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(58.7,0.3)≈195.7，所以eq\f(RV,Rx)＜eq\f(Rx,RA)，故为减小测量误差，建议之一：将电流表外接改为内接．建议之二：测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值，(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)．答案(1)B0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值，(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)14．在“测定金属导体的电阻率”的试验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，试验室备有下列试验器材A．电压表(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表(量程0～15V，内阻约为75kΩ)C．电流表(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表(2.0Ω，0.6A)E．变阻器R1(0～150Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干(1)为减小试验误差，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选________．(填试验器材代号A、B、C、D、E、F，其他不给分)(2)为减小试验误差，在虚线框内画出该试验的最合适的电路原理图．解析(1)电源电动势为3V