2012高中物理 2-1《探究决定导线电阻的因素 》同步课时训练 粤教版选修3-1

用心 爱心 专心 1 探究决定导线电阻的因素探究决定导线电阻的因素 一 单项选择题 1 下列关于电阻率的说法中正确的是 A 电阻率 与导体的长度l和横截面积S有关 B 电阻率表征了材料的导电能力的强弱 由导体的材料决定 且与温度有关 C 电阻率大的导体 电阻一定很大 D 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 可用来制成电阻温度计 解析 根据电阻率的决定因素知 A 错 B 对 根据R 知 大R不一定大 C 错 有些 l S 合金的电阻率几乎不受温度影响 可以用来制作标准电阻 D 错 答案 B 2 将截面均匀 长为l 电阻为R的金属导线截去 再拉长到l 则导线电阻变为 l n A R B R C R D nR n 1 n 1 n n n 1 解析 R 截去 再拉长l后的截面积为S 则S lS S S 则R l S 1 n l l n n 1 n R l S n n 1 l S n n 1 答案 C 3 一同学将变阻器与一个 6 V 的电源 6 8 V 的小灯泡 L 及开关 S 串联后接在 6 V 的电源 E上 当 S 闭合时 发现灯泡发光 按图 2 1 9 的接法 当滑片P向右滑动时 灯泡将 图 2 1 9 A 变暗 B 变亮 C 亮度不变 D 可能烧坏灯泡 解析 当滑片P向右滑动时 变阻器连入电路的电阻变小 电路总电阻变小 电流变大灯泡 变亮 选 B 答案 B 4 把两根同种材料的电阻丝分别接在两个电路中 甲电阻丝长为l 直线为d 乙电阻丝长 用心 爱心 专心 2 为 2l 直径为 2d 要使两电阻丝消耗的电功率相等 加在两电阻丝上的电压比应满足 A 1 B U甲 U乙 U甲 U乙 2 2 C D 2 U甲 U乙2 U甲 U乙 解析 根据电阻定律R 得R甲 R乙 根 l S l d 2 2 4l d2 2l 2d 2 2 2l d2 据电功率公式P 又因为P甲 P乙 所以 2 2 故 U2 R U甲 U乙 R甲 R乙 4l d 2l d2 U甲 U乙2 答案 C 二 双项选择题 5 如图 2 1 10 所示 a b c d是滑动变阻器的四个接线柱 现把此变阻器串联接入电路 中 并要求滑片P向接线柱c移动时 电路中的电流减小 则接入电路的接线柱可能是 图 2 1 10 A a和b B a和c C b和c D b和d 解析 向c移动 电流减小则电阻增大 可以接b和c或b和d 本质相同 答案 CD 6 关于导体 绝缘体和超导体 下列说法错误的是 A 超导体对电流的阻碍作用几乎为零 B 电解液通电时 正负离子仍有阻碍作用 C 绝缘体内没有自由电子 D 绝缘体接入电路后 一定没有电流通过 解析 导体中存在大量的自由电子 绝缘体中也存在自由电子 但数目极少 绝缘体接入电 路后 也有电流通过 但很小 可以近似看作零 答案 CD 7 如图 2 1 11 所示为滑动变阻器的原理示意图 下列说法中正确的是 2 1 11 用心 爱心 专心 3 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 解析 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 再根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 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 都对 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 答案 BC 8 如图 2 1 12 所示 分别把一个长方体铜柱的ab端 cd端 ef端接入电路时 其电阻分 别为 设电阻率为 图 2 1 12 A 当接入a b端时电阻Rab ln m B 当接入c d端时电阻Rcd m ln C 当接入e f端时电阻Ref n lm D 无论怎样接入电阻都相等 解析 一定材料 一定几何形状的导体电阻与其接入电路的具体方式有关 在用公式R 求R时 一定要注意理解l和S的物理意义 只要找出接入电路中的l和S就可求得R 当 l S 接入a b端时 电阻Rab 当接入c d端时 电阻Rcd 当接入e f端时 电阻 l mn m ln Ref n lm 答案 BC 9 在 测定金属的电阻率 的实验中 需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l 用螺旋测微 器测出金属丝的直径d 用电流表和电压表测出金属丝的电阻R 用心 爱心 专心 4 用电流表和电压表测金属的电阻时由于电压表 电流表内阻的影响 不论使用电流表内接法 还是电流表外接法 都会产生系统误差 若按如图 2 1 13 所示的电路进行测量 图 2 1 13 第一步 先将R2的滑动触头调到最左端 单刀双掷开关 S2向 1 闭合 闭合开关 S1 调节滑 动变阻器R1和R2 使电压表和电流表的示数尽量大些 不超过量程 读出此时电压表和电流 表的示数U1 I1 第二步 保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变 将单刀双掷开关 S2向 2 闭合 读出此时电 压表和电流表的示数U2 I2 则 A 被测电阻Rx U1 U2 I1 I2 B 被测电阻Rx U1 I1 U2 I2 C 此种方法可以消除由于电表内阻造成的系统误差 D 当 S2接 1 和 S2接 2 时由于电路结构不同 会使测量结果产生更大误差 解析 本题是利用滑动变阻器的分压接法测定金属丝的电阻率 可根据开关 S2的两个不同状 态分别利用伏安法测出电阻 二者之差就是Rx的测量值 具体步骤为第一步对应的等效电路 如图甲所示 则Rx RA R1 U1 I1 第二步对应的等效电路如图乙所示 则RA R1 U2 I2 由以上两式求得Rx B 正确 U1 I1 U2 I2 本题中因电流表和电压表的接法相同 测量值误差都较真实值偏大 但两者之差就消除了系 统的误差 颇具创新性 C 正确 答案 BC 用心 爱心 专心 5 三 非选择题 10 如图 2 1 14 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 镀膜材料电阻率的计算式为 图 2 1 14 解析 第一问求电阻 可直接应用欧姆定律求得 解第二问必须应用到电阻定律R 怎 l S 样确定l与S是解题的关键 试想将膜层展开 如右图所示 则膜层等效为一电阻 其长为 L 横截面积为管的周长 2 厚度d 再将电阻的定义式与决定式联立 便可求出 D 2 由欧姆定律可得R U I 由电阻定律R 可得R l S L 2 D 2 d L Dd 则 得 U I L Dd U Dd IL 答案 U I U Dd IL 11 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 2 m 左右 而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1 6 105 1 若不计髓质片层间的接触电阻 计算髓质的电阻率 2 若有一圆柱体是由髓质制成的 该圆住体的体积为 32 cm3 当在其两底面上加上 1 000 V 的电压时 通过该圆柱体的电流为 10 A 求该圆柱体的圆面半径和高 解析 1 由电阻定律R l S 所以 m SR l 1 6 105 1 0 10 4 2 10 6 8 106 m 2 由欧姆定律和圆柱体体积公式 R U I 用心 爱心 专心 6 V r2 h R h r2 由 可得 U I h2 V 代入数据解得h 0 02 m 2 cm 将h值代入 式得r 0 04 m 4 cm 因此髓质的电阻率为 8 106 m 圆面半径为 4 cm 高为 2 cm 答案 1 8 106 m 2 4 cm 2 cm 12 在 测定金属的电阻率 的实验中 需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l 用螺旋测微 器测出金属丝的直径d 用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx 1 请写出测金属丝电阻率的表达式 用上述测量的字母表示 2 若实验中测量金属丝的长度和直径时 刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图 2 1 15 所示 则金属丝长度的测量值为l 金属丝直径的测量值为d 图 2 1 15 3 如图 2 1 16 所示 要用伏安法测量Rx的电阻 已知电压表内阻约几千欧 电流表内阻约 1 若用图甲电路 Rx的测量值比真实值 填 偏大 或 偏小 若Rx的阻值 约为 10 应采用 填 甲 或 乙 图的电路 误差会比较小 图 2 1 16 4 无论是用上面的甲图或乙图测量 都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差 为了减 小误差 研究性学习小组设计了以下的实验方案 利用图 2 1 17 的电路测量 其中R是电阻箱 在方框中画出与图对应的电路图 用心 爱心 专心 7 图 2 1 17 解析 1 由Rx S 2 得 2 由于米尺的最小分度为 1 mm 以毫米 l S d 2 d2Rx 4l 为单位 读数应估读到小数点后面第 1 倍 所以金属丝的长度为 36 48 cm 36 50 cm