2017-2018學(xué)年高中物理 第2章 直流電路 第2節(jié) 電阻定律練習(xí) 教科版選修3-1.doc

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第2節(jié)　電阻定律 1．本節(jié)探究導(dǎo)體的電阻與________、____________、________之間的關(guān)系時(shí)，采用____________的實(shí)驗(yàn)方法．測長度所用儀器是________，要測橫截面積，需先測量其直徑，用________________進(jìn)行測量，也可用________法進(jìn)行測定． 2．電阻率ρ是一個(gè)反映導(dǎo)體____________的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小________，它的單位是：____________，國際符號____________．而電阻R反映的是導(dǎo)體的屬性，與導(dǎo)體的________、____________、________有關(guān)． 3．電阻率的計(jì)算公式為____________，各種材料的電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的____________________________________________________________________________________________的導(dǎo)體的電阻． 4．兩種材料不同的電阻絲，長度之比為1∶5，截面積之比為2∶3，電阻之比為2∶5，則材料的電阻率之比為________． 5．一粗細(xì)均勻的鎳鉻絲，截面直徑為d，電阻為R.把它拉制成直徑為d/10的均勻細(xì)絲后，它的電阻變?yōu)?　　) A．R/1 000 B．R/100 C．100R D．10 000R 【概念規(guī)律練】 知識點(diǎn)一　電阻和電阻率的理解 1．關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的是(　　) A．由R＝ρ知，導(dǎo)體的電阻與長度l、電阻率ρ成正比，與橫截面積S成反比 B．由R＝可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比 C．將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一 D．某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會突然減小為零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象．發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，溫度不為絕對零度 2．下列關(guān)于電阻率的敘述，正確的是(　　) A．金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大 B．常用的導(dǎo)線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的 C．材料的電阻率取決于導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長度 D．半導(dǎo)體和絕緣體材料的電阻率隨溫度的升高而減小 知識點(diǎn)二　電阻定律R＝ρ的應(yīng)用 3．一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)，通過的電流是I，若將此導(dǎo)線均勻拉長到原來的2倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?　　) A．U/2 B．U C．2U D．4U 4．一根粗細(xì)均勻的金屬裸導(dǎo)線，若把它均勻拉長為原來的3倍，電阻變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮咳魧⑺爻傻乳L的三段再絞合成一根，它的電阻變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲?設(shè)拉長與絞合時(shí)溫度不變) 【方法技巧練】 一、用電阻公式和歐姆定律相結(jié)合解決有關(guān)問題 5．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長到原來的2倍，把另一根對折后絞合起來，然后給它們分別加相同電壓后，則在同一時(shí)間內(nèi)通過它們的電荷量之比為(　　) A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1 二、導(dǎo)體電阻率的測定方法 6．用伏安法測量電阻R的阻值，并求出電阻率ρ.給定電壓表(內(nèi)阻約為50 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為40 Ω)、滑動變阻器、電源、電鍵、待測電阻R(約為250 Ω)及導(dǎo)線若干． 圖1 (1)畫出測量R的電路圖． (2)圖1中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測得的6組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 求出的電阻值R＝________(保留3位有效數(shù)字)． (3)待測電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標(biāo)為50分度的卡尺測量其長度與直徑，結(jié)果分別如圖2、圖3所示，由圖可知其長度為________，直徑為________． 圖2 圖3 (4)由以上數(shù)據(jù)可以求出ρ＝________(保留3位有效數(shù)字)． 1．導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是(　　) A．橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長度成正比 B．長度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比 C．電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比 D．電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比 2．關(guān)于電阻的計(jì)算式R＝和決定式R＝ρ，下面說法正確的是(　　) A．導(dǎo)體的電阻與其兩端電壓成正比，與電流成反比 B．導(dǎo)體的電阻僅與導(dǎo)體長度、橫截面積和材料有關(guān) C．導(dǎo)體的電阻隨工作溫度變化而變化 D．對一段一定的導(dǎo)體來說，在恒溫下比值是會變的，導(dǎo)體的電阻隨U或I的變化而變化 3．下列說法正確的是(　　) A．超導(dǎo)體對電流的阻礙作用幾乎等于零 B．金屬電阻率隨溫度的升高而增大 C．用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻的錳銅合金和鎳銅合金的電阻率不隨溫度的變化而變化 D．半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大 4．一根阻值為R的均勻電阻絲，長為l，橫截面積為S，設(shè)溫度不變，在下列哪些情況下其阻值仍為R(　　) A．當(dāng)l不變，S增大一倍時(shí) B．當(dāng)S不變，l增大一倍時(shí) C．當(dāng)l和S都減為原來的時(shí) D．當(dāng)l和橫截面的半徑都放大一倍時(shí) 5．如圖4所示，均勻的長方形薄片合金電阻板abcd，ab邊長為L1，ad邊長為L2，當(dāng)端點(diǎn)1、2或3、4接入電路時(shí)，R12∶R34是(　　) 圖4 A．L1∶L2B．L2∶L1 C．1∶1D．L∶L 6．一只白熾燈泡，正常發(fā)光時(shí)的電阻為121 Ω，當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是(　　) A．大于121 Ω B．小于121 Ω C．等于121 Ω D．無法判斷 7．兩根同種材料制成的電阻絲a和b，a的長度和橫截面的直徑均為b的兩倍，要使兩電阻絲接入電路后消耗的電功率相等，加在它們兩端的電壓之比Ua∶Ub為(　　) A．1∶1 B．2∶1 C.∶1 D．1∶ 8．現(xiàn)有半球形導(dǎo)體材料，接成如圖5所示(a)、(b)兩種形式，則兩種接法的電阻之比Ra∶Rb為(　　) 圖5 A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4 題　號 1 2 3 4 5 6 7 8 答　案 9．甲、乙兩根粗細(xì)相同的不同導(dǎo)線，電阻率之比為1∶2，長度之比為6∶1，那么兩根導(dǎo)線加相同的電壓時(shí)，其電功率之比P甲∶P乙________；如果通過兩根導(dǎo)線的電流強(qiáng)度相同，則其電功率之比P甲∶P乙＝________. 10．相距40 km的A、B兩地架設(shè)兩條輸電線，電阻共為800 Ω.如果在A、B間的某處發(fā)生短路，如圖6所示．這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表示數(shù)為40 mA.求發(fā)生短路點(diǎn)相距A有多遠(yuǎn)． 圖6 第2節(jié)　電阻定律答案 課前預(yù)習(xí)練 1．長度　橫截面積　材料　控制變量　直尺　螺旋測微器 纏繞 2．導(dǎo)電性能　無關(guān)　歐姆米　Ωm　材料　橫截面積 長度 3．ρ＝R　長度為1m，橫截面積為1m2 4．4∶3 5．D　[由R＝ρ，V＝lS，得R′＝10000R.] 課堂探究練 1．AD　[導(dǎo)體的電阻率由材料本身的性質(zhì)決定，并隨溫度的變化而變化，導(dǎo)體的電阻與長度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流無關(guān)，A對，B、C錯(cuò)．電阻率反映材料的導(dǎo)電性能，電阻率常與溫度有關(guān)，并存在超導(dǎo)現(xiàn)象．絕對零度只能接近，不可能達(dá)到，D對．] 2．ABD 3．D　[導(dǎo)線原來的電阻為R＝ρ，拉長后長度變?yōu)?l，橫截面積變?yōu)?，所以R′＝ρ＝ρ＝4R. 導(dǎo)線原來兩端的電壓為U＝IR， 拉長后為U′＝IR′＝4IR＝4U.] 4．9　 解析　金屬原來的電阻為R＝，拉長后長度變?yōu)?l，因體積V＝Sl不變，所以導(dǎo)線橫截面積變?yōu)樵瓉淼?/3，即S/3，故拉長為原來的3倍后，電阻R′＝＝9＝9R. 同理，三段絞合后，長度為l/3，橫截面積為3S，電阻R″＝ρ＝＝R. 點(diǎn)評　某導(dǎo)體形狀改變前后，總體積不變，電阻率不變．當(dāng)長度l和橫截面積S變化時(shí)，應(yīng)用V＝Sl來確定S和l在形變前后的關(guān)系，然后再利用電阻定律即可求出l和S變化前后的電阻關(guān)系． 5．C　[本題應(yīng)根據(jù)導(dǎo)體的電阻R＝ρl/S，歐姆定律R＝U/I和電流定義式I＝q/t求解． 對于第一根導(dǎo)線，均勻拉長到原來的2倍，則其橫截面積必然變?yōu)樵瓉淼?/2，由導(dǎo)體的電阻公式可知其電阻變?yōu)樵瓉淼?倍． 第二根導(dǎo)線對折后，長度變?yōu)樵瓉淼?/2，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，故其電阻變?yōu)樵瓉淼?/4. 給上述變化后的裸導(dǎo)線加上相同的電壓，由歐姆定律得： I1＝，I2＝＝4U/R 由I＝q/t可知，在同一時(shí)間內(nèi)，電荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16 故C項(xiàng)正確．] 6．見解析 解析　(1)由于待測電阻(約250Ω)與電流表內(nèi)阻(約40Ω)相近，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻(50kΩ)，因此采用電流表外接法，測量誤差較?。刂拼郎y電阻電壓的線路，用滑動變阻器連接成限流式接法或分壓式接法均可，如下圖所示． (2)作U—I直線，舍去左起第2點(diǎn)，其余5個(gè)點(diǎn)在一條直線上，不在這條線上的點(diǎn)盡量均勻分布在直線兩側(cè)；求該直線的斜率k，則R＝k＝229Ω(221～237Ω均為正確)． (3)因?yàn)橛螛?biāo)為50分度，所以游標(biāo)卡尺的精確度為mm＝0.02mm，另外游標(biāo)卡尺不能估讀，讀出待測電阻的長度為8.0010－3m，直徑為1.9810－3m. (4)將數(shù)據(jù)代入公式ρ＝＝R得 ρ＝8.8110－2Ωm. 課后鞏固練 1．A　[根據(jù)電阻定律：R＝ρ，可見當(dāng)橫截面積S一定時(shí)，電阻R與長度l成正比，A正確．] 2．BC 3．AB　[超導(dǎo)現(xiàn)象是在溫度接近絕對零度時(shí)，電阻率突然減小到接近零的現(xiàn)象，故A正確；C中材料只是電阻率變化不明顯，而半導(dǎo)體材料的電阻率應(yīng)隨溫度的升高而減?。甝 4．C　[由R＝ρ和V＝Sl得：l不變、S增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼?；S不變，l增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼亩叮籰、S都減小為原來的時(shí)，R不變；l和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼?] 5．D　[設(shè)薄片厚度為d，則由電阻定律，得 R12＝ρ，R34＝ρ. 故R12∶R34＝L∶L，選項(xiàng)D正確．] 6．B　[由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故白熾燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻大，停止發(fā)光一段時(shí)間后，燈絲溫度降低，電阻減小，故選B.] 7．D　[由公式R＝ρ，S＝πD2，P＝得，U＝，解得Ua∶Ub＝1∶，故D正確．] 8．D　[將(a)圖半球形導(dǎo)體材料看成等大的兩半部分的并聯(lián)，則(b)圖中可以看成等大的兩半部分的串聯(lián)，設(shè)每一半部分的電阻為R，則(a)圖中電阻Ra＝，(b)圖中電阻Rb＝2R，故Ra∶Rb＝1∶4.] 9．1∶3　3∶1 10．12.5km 解析　A、B間距離l＝40km，導(dǎo)線總長2l，總電阻R＝800Ω. 設(shè)A與短路處距離x，導(dǎo)線總長2x，總電阻Rx. 由歐姆定律：Rx＝＝Ω＝250Ω 由電阻公式：R＝ρ，Rx＝ρ，得： x＝l＝40km＝12.5km. 即短路處距A端12.5km.