教科版高中物理必修第三册第二章电路及其应用3电阻定律电阻率练习含答案

第二章电路及其应用3电阻定律电阻率基础过关练题组一实验:研究影响导体电阻大小的因素1.(多选题)(2024山东济宁实验中学月考)在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学按如图所示的电路进行了实验研究,其中导体a与b只是长度不同,a与c只是粗细不同,a与d只是材料不同,关于该实验,下列说法正确的是()A.此电路缺少电流表,所以无法研究定量关系B.a与b相比,导体越长,电压表示数越大C.a与c相比,导体越粗,电压表示数越大D.a与d相比,电压表示数越小,表明该种材料的导电性能越好2.探究影响电阻大小的因素:在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学有如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示。为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。编号材料长度/m横截面积/mm2a镍铬合金0.50.5b镍铬合金1.00.5c镍铬合金0.51.0d锰铜合金0.50.5(1)为了验证上述猜想①,应该选用编号为两根电阻丝进行实验;如果选用编号为a、c两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想(填序号);如果选用编号为a、d两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想(填序号)。分别将a和d两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,可得结论是。

(2)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。

题组二电阻定律电阻率3.(多选题)(2022四川成都阶段检测)关于电阻率,下列说法正确的是()A.电阻率是表征材料导电性能的物理量,电阻率越大,材料导电的性能越好B.金属导体的电阻率随温度的升高而增大C.超导体是指当温度降低到某一临界温度时,它的电阻突然变为零D.有些合金的电阻率几乎不受温度的影响,通常用它们制成标准电阻4.(2023四川成都蓉城名校联盟期中)两根由同种材料制成的圆柱形导线电阻相同,长度之比为4∶9,则它们的半径之比为()A.2∶3B.3∶2C.4∶9D.9∶45.如图所示,某用电器与电源距离为l,线路上的电流为I,若要求线路上的电势差不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是()A.ρlUB.2ρlIUC.6.(2024福建福州外国语学校期中)某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A.4ρ和4RB.ρ和4RC.ρ和16RD.16ρ和16R7.(2024辽宁辽东教学共同体联考)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,使管中盐水柱长为30cm,测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,将该橡胶管均匀拉长至40cm时(盐水的体积不变,仍充满橡胶管),盐水柱的电阻为()A.34RB.43RC.916题组三限流电路与分压电路8.(2024山东烟台招远二中月考)如图所示是滑动变阻器的示意图,下列说法正确的是()A.a和b串联接入电路中时,P向右移动,电流增大B.b和d串联接入电路中时,P向右移动,电流减小C.b和c串联接入电路中时,P向右移动,电流减小D.a和c串联接入电路中时,P向右移动,电流减小9.(2024广东深圳二中深汕实验学校第一次考试)甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。R是滑动变阻器,P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,Rx是待测电阻,下列说法正确的是()A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式B.在闭合开关测量前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端C.Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接D.甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零10.有一个电阻Rx,其阻值大约是10Ω,请选择适当的器材,以便测量其阻值。可供选择的电路如图甲、乙所示,可供选择的器材是:A.电压4.5V的电源EB.量程为0~15V、内阻约为10kΩ的电压表V1C.量程为0~3V、内阻约为6kΩ的电压表V2D.量程为0~300mA、内阻约为4Ω的电流表A1E.量程为0~5A、内阻约为2Ω的电流表A2F.最大阻值20Ω、额定电流1.5A的滑动变阻器R1G.最大阻值500Ω、额定电流0.5A的滑动变阻器R2H.开关和若干根导线则选用的电路是(选填甲或乙),选用的器材是(选填器材的字母代号)。

能力提升练题组一电阻定律的应用1.(2022四川成都检测)当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就会熔断。由于种种原因,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.同时熔断B.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方C.横截面积大的地方D.横截面积小的地方2.(2024四川雅安天立学校期中)目前集成电路的集成度很高,要求里面的各种电子元件都微型化,集成度越高,电子元件越微型化、体积越小。图中R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸远远小于R1的尺寸。通过两导体的电流方向如图所示,则下列关于这两个导体的电阻R1、R2关系的说法正确的是()A.R1>R2B.R1<R2C.R1=R2D.无法确定3.(2023山东德州祥龙高中月考)如图所示,某一导体的形状为长方体,其长、宽、高之比为a∶b∶c=3∶2∶1。在此长方体的上下左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4。在1、2两端加上恒定电压,导体的电阻为R1,在3、4两端加上恒定电压,导体的电阻为R2,则R1∶R2为()A.1∶1B.1∶9C.4∶9D.1∶4题组二电阻定律、欧姆定律的综合应用4.(2024四川眉山青神中学期中)铜的电阻率为ρ、单位体积内的自由电子数为n。如图所示,长方体铜柱长、宽、高分别为a、b、c,已知电子的电荷量大小为e,当将A与B分别接电压为U的电源两端时,该铜柱内自由电子定向移动的速率为()A.UcnρbeB.UnρaeC.Ub5.(多选题)(2024辽宁抚顺德才中学期初)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,横截面积之比Sa∶Sb=1∶2,已知5s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,电子的电荷量e=1.6×10-19C,下列说法正确的是()A.流经导线a的电流为0.16AB.流经导线b的电流为0.32AC.导线a、b的电阻之比Ra∶Rb=1∶2D.导线a、b两端的电压之比Ua∶Ub=2∶16.(2022四川广安期末)两根材料相同、质地均匀的导线a和b,a长为l,b长为3l,串联在电路中时沿长度方向的电势随位置变化的规律如图所示,则导线a和b的横截面积之比为()A.1∶9B.9∶1C.1∶4D.4∶17.(多选题)(2024浙江嘉兴高中期中)一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的12,再给它两端加上电压U,则A.通过导线的电流为IB.通过导线的电流为IC.导线中自由电子定向移动速率为vD.导线中自由电子定向移动速率为v8.(2022四川成都新都一中期末)如图甲所示,一长方体导电材料的长、宽、高分别为a、b、c;且a>b>c,通入沿PQ方向的电流时,导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是()A.导电材料两端所加电压为10V时,其电阻为10ΩB.随着所加电压的逐渐增大,该导电材料的电阻逐渐减小C.随着所加电压的逐渐增大,该导电材料的导电性能变差D.该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小题组三限流电路与分压电路的应用9.(2023天津南仓中学期末)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:A.电流表(量程0~100μA,内阻约2kΩ);B.电流表(量程0~500μA,内阻约300Ω);C.电压表(量程0~15V,内阻约100kΩ);D.电压表(量程0~50V,内阻约500kΩ);E.直流电源(20V,允许最大电流1A);F.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W);G.开关和导线若干。(1)电流表应选,电压表应选。(填字母代号)

(2)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:①;

②。

10.(2023北京第九十四中学期中)某同学想通过实验测定一个阻值约为50Ω的电阻Rx的阻值,设计了一个如图所示的电路图。请你帮助他完善实验设计。(1)如果实验室提供的滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉一根导线(选填“ab”“cd”“ed”或“ef”)即可。

(2)如果实验室提供的滑动变阻器R1的最大阻值为200Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉两根导线、即可。(均选填“ab”“cd”“ed”或“ef”)

答案与分层梯度式解析第二章电路及其应用3电阻定律电阻率基础过关练1.BD3.BCD4.A5.B6.C7.D8.D9.B1.BD根据串联电路特点,通过各电阻的电流都相同,则电阻两端的电压与阻值成正比,所以可以研究导体电阻与其影响因素的定量关系,则A错误;a与b相比,导体越长,电阻越大,则电压表示数越大,所以B正确;a与c相比,导体越粗,电阻越小,则电压表示数越小,所以C错误;a与d相比,电压表示数越小,电阻越小,则表明该种材料的导电性能越好,所以D正确。2.答案(1)a、b②③导体电阻和导体的材料有关(2)减小解析(1)为了研究导体电阻与导体长度的关系,控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,应该选用a、b两根电阻丝进行实验;如果选用编号为a、c两根电阻丝进行实验,两导体的材料和长度相同,横截面积不同,可以研究导体电阻与横截面积的关系,是为了验证猜想②;如果选用编号为a、d两根电阻丝进行实验,两导体的长度和横截面积相同,材料不同,可以研究导体电阻与材料的关系,是为了验证猜想③;分别将a和d两根电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由于a、d两根电阻丝长度和横截面积相同,材料不同,可得结论是导体电阻和导体的材料有关。(2)将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,横截面积变大,导体电阻减小。3.BCD电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,导体的电阻由导体的电阻率、导体长度、横截面积决定,导体的电阻率越大,导电的性能越差,A错误;金属导体的电阻率随温度的升高而增大,B正确;超导体是指当温度降低到某一临界温度时,它的电阻突然变为零,C正确;有些合金的电阻率几乎不受温度的影响,通常用它们制成标准的电阻,D正确。4.A根据电阻的决定式R=ρLS知,当R、ρ一定时,横截面积S与长度L成正比,又由S=πr2,得半径r与L成正比,故半径之比为2∶3。故选A5.B由欧姆定律及电阻定律可得R=UI=ρ2lS,解得S=2ρlI6.C因温度和材料不变,所以电阻率不变;将导线均匀拉长到直径为原来的一半,导线体积不变,横截面积变为原来的14,长度变为原来的4倍,根据电阻定律公式R0=ρ4l14S=16ρl方法技巧公式R=ρlS(1)公式R=ρlS中的l是导体沿电流方向的长度,S(2)一定形状的导体,电阻的大小与接入电路的具体方式有关,在应用公式R=ρlS(3)一定导线的长度和横截面积发生变化时,导线的电阻率不变,体积不变,由V=Sl可知l和S成反比,这是解决此类电阻变化问题的关键。7.D将橡胶管均匀拉长时,盐水的体积不变,长度变为40cm,则盐水柱的横截面积变为原来的34,根据电阻定律有R=ρ30cmS,R'=ρ40cm34S方法技巧根据电阻定律判断电阻的变化规律某一导体形状改变后,讨论其电阻变化要抓住两点:①电阻率不变;②总体积不变。由V=lS可知l和S的关系,在ρ、l、S都确定后,应用R=ρlS8.D滑动变阻器有分压和限流两种接法,在限流时接入的两个接线柱为上面一个,下面一个,故A错误;当下端接b时,P向右移动,电阻减小,电路中电流变大,故B、C错误;当下端接a时,滑片P向右移动,电阻变大,电路中电流减小,故D正确。9.B乙图电路中的滑动变阻器没有采用“一上一下”的连接方式,A错误;在闭合开关测量前,为了保护电路,滑动变阻器接入电路的阻值应该最大,即甲、乙两图中滑片P都应置于b端,B正确;当Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时,如果选择甲图电路连接,则通过待测电阻的电流几乎不发生变化,所以应选择分压式电路,即选择乙图电路,C错误;甲图电路滑动变阻器采用限流式接法,滑片滑到b端时,加在Rx两端的电压最低但不为零,D错误。归纳总结滑动变阻器必须采用分压式接法的几种情况(1)要求电压(或电流)能从零开始变化;(2)当待测电阻Rx≫R(R为滑动变阻器的最大阻值)时;(3)若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻的允许电流。10.答案甲ACDFH解析Rx的阻值约为10Ω,小于滑动变阻器的总阻值,故采用限流接法,选用甲电路;电源电压U=4.5V,U=Im(Rx+RA),若采用电流表A1时有I=4.514A=0.321A=321mA,若采用电流表A2时有I=4.512A=0.375A=375mA,故电流表选D。Rx两端的最大电压约为U1=ImRx=0.3×10V=3V,因而电压表选C,滑动变阻器R2最大阻值为500Ω,与R能力提升练1.D2.C3.B4.B5.AD6.A7.BC8.B1.D通过熔丝的电流相同,根据电阻定律R=ρLS可知,长度L相同的两段熔丝,横截面积越小电阻R越大,则产生的热量就越多,就越容易烧断,故D正确2.C设正方形导体表面的边长为a,厚度为d,材料的电阻率为ρ,根据电阻定律得R=ρlS=ρaad=ρd,可见正方形导体的阻值只和材料的电阻率及厚度有关,R1=R23.B解题关键解此题的关键是正确理解公式R=ρlS中l和S根据电阻定律R=ρlS,当在1、2两端加上恒定电压U时阻值为R1=ρcab,当在3、4两端加上恒定电压时阻值为R2=ρabc,可得R1R4.B沿电流方向铜柱的电阻为R=ρLS=ρabc,通过铜柱的电流为I=UR,电流的微观表达式为I=neSv=nebcv,联立解得v=Uρane5.AD流经导线a的电流为I=qt=5×1018×1.6×10-195A=0.16A,故A正确;因两段导线串联,电流相等,所以流过导线b的电流也是0.16A,故B错误;根据电阻定律有Ra∶Rb=ρlSa∶ρlSb=Sb∶Sa=2∶1,故C错误;根据U=IR,有U6.A由图像可知a、b两段导线两端的电压之比为Ua∶Ub=6∶2=3∶1,可知电阻之比为Ra∶Rb=3∶1,根据R=ρlS可得S=ρlR,则SaSb=l7.BC若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的12,导线的横截面积变为原来的14,导线的长度变为原来的4倍,由电阻定律R=ρlS可知,导线电阻变为原来的16倍,由欧姆定律I=UR可知,通过导线的电流变为I16,故B正确,A错误;由电流的微观表达式I=nqSv,单位体积内的自由电子数不变,电子所带电荷量不变,电流变为原来的116,横截面积变为原来的14,则导线中自由电子定向移动速率变为原来