人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻同步训练题
展开一、单选题:
1.鸟儿落在110 KV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露导线,但鸟儿仍然安然无恙,这是因为( )
A.鸟有耐高压的本领
B.鸟脚是干燥的,所以鸟的身体不导电
C.鸟两脚间的电压几乎为零
D.鸟身体的电阻极大,所以无电流通过
【解析】 鸟两脚间导线的电阻非常小,故两脚间电压几乎为零.
【答案】 C
2.根据欧姆定律,下列判断正确的是( )
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B.加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数
C.电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低
D.虽然电解质溶液短时间内导电的U-I图线是一条直线,但欧姆定律并不适用
答案 C
解析 导体的电阻与电压无关,A错误;对气体,欧姆定律不成立,即eq \f(U,I)≠常数,B错误;由U=IR知电流每经过一个电阻要产生一定的电势降落,欧姆定律适用于电解质溶液导电,C正确,D错误.
3.欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律.有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,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,其中电阻的阻值最小的是( )
答案 A
解析 长方体的体积V=Sl不变,根据电阻定律R=ρeq \f(l,S),电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短的,由于a>b>c,故A符合题意.
4.如图所示,a、b、c为同一种材料做成的电阻,b与a的长度相等但横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等但长度是a的两倍.当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是( )
A.V1的示数是V2的2倍
B.V1的示数是V3的2倍
C.V2的示数是V1的2倍
D.V2的示数是V3的2倍
答案 A
解析 由题意可知:lc=2la=2lb,Sb=2Sa=2Sc;设b的电阻Rb=R,由电阻定律R=ρeq \f(l,S)得:Ra=2Rb=2R,Rc=2Ra=4R,Rc∶Ra∶Rb=4∶2∶1.由题图电路图可知,a、b、c三个电阻串联,通过它们的电流相等,由U=IR得:Uc∶Ua∶Ub=4∶2∶1,V1的示数是V2的2倍,故A正确,C错误;V3的示数是V1的2倍,故B错误;V3的示数是V2的4倍,故D错误.
5.如图所示是A、B两电阻的U-I图象,则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是( )
A.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=2∶1
B.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=1∶2
C.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=2∶1
D.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=1∶2
答案 B
解析 U-I图象中图象的斜率表示电阻的阻值,则由题图可知,A的电阻RA=eq \f(2.0,0.2) Ω=10 Ω;B的电阻RB=eq \f(2.0,0.4) Ω=5 Ω,则RA∶RB=10∶5=2∶1;电压相同时,电流与电阻成反比,故电流之比为1∶2.
6.如图所示为A、B两电阻的U-I图线,则关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻A的阻值随电流的增大而减小,电阻B的阻值不变
B.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值
C.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B的阻值
D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B的阻值
答案 B
解析 U-I图象上某点与原点连线的斜率等于导体的电阻,故电阻A的阻值随电流的增大而增大,同理,电阻B的阻值不变,故A错误;两图线的交点处,电流和电压均相同,由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,故B正确,C、D错误.
7.为了探究导体的电阻与导体长度、横截面积以及电阻率的关系,某同学取了三根同种材料的金属丝,测量值见下表:
由电阻定律可知阻值最大的金属丝是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.三根金属丝的阻值一样大
答案 C
解析 由电阻定律得R甲=2ρeq \f(L,S),R乙=ρeq \f(L,2S),R丙=2ρeq \f(2L,S)=4ρeq \f(L,S),故C正确.
8.如图所示,一段长为a,宽为b,高为c(a>b>c)的导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大的电阻为R,则最小的电阻为( )
A.eq \f(c2R,a2) B.eq \f(c2R,ab)
C.eq \f(a2R,bc) D.R
答案 A
解析 根据电阻计算公式R=ρeq \f(l,S),若使电阻最小,则式中分母应最大,分子应最小,反之则电阻最大,由此可得R=ρeq \f(a,bc),最小电阻R′=ρeq \f(c,ab),则eq \f(R′,R)=eq \f(c,ab)×eq \f(bc,a)=eq \f(c2,a2),故R′=eq \f(c2,a2)R,选项A正确.
9.一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,管中盐水柱长为40 cm时,测得电阻为R,若盐水的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同.现将管中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管),则盐水柱电阻为( )
A.eq \f(4,5)R B.eq \f(5,4)R C.eq \f(16,25)R D.eq \f(25,16)R
答案 D
解析 因eq \f(l2,l1)=eq \f(5,4),由V=Sl知,eq \f(S2,S1)=eq \f(4,5),由R=ρeq \f(l,S)得:eq \f(R2,R1)=eq \f(l2,l1)×eq \f(S1,S2)=eq \f(5,4)×eq \f(5,4)=eq \f(25,16),即R2=eq \f(25,16)R1=eq \f(25,16)R,故D项正确.
10.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,电子元件越小.图2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>R2 B.R1<R2
C.R1=R2 D.无法确定
答案 C
解析 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=ρeq \f(l,S)=ρeq \f(a,ad)=eq \f(ρ,d),可见正方形导体的电阻只和材料的电阻率及厚度有关,与导体的其他尺寸无关,选项C正确.
11.在如图所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则各点电势U随x变化的图线应为( )
答案 A
解析 由U=IRx=eq \f(E,R)·eq \f(x,L)R=eq \f(E,L)x,其中E、L均为定值,故U与x成正比,A项正确.
多选题
12.如图所示,为某一金属导体的伏安特性曲线,由图象可知( )
A.该导体的电阻随电压的升高而增大
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2 V时,电阻为0.5 Ω
D.导体两端电压为2 V时,电阻为1 Ω
答案 AD
解析 该导体的伏安特性为曲线,但根据R=eq \f(U,I)知,某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,故可知U=2 V时,R=eq \f(2,2) Ω=1 Ω,且导体电阻随电压升高而增大,故A、D正确.
13.下列关于电阻和电阻率的说法正确的是( )
A.把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半
B.由ρ=eq \f(RS,l)可知,ρ与R、S成正比,与l成反比
C.金属的电阻率随温度升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小
D.对某一确定的导体,当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现其电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
答案 CD
解析 导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,金属的电阻率随温度的升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小,选项A、B错误,C正确;若导体温度升高时,电阻增大,又不考虑导体的体积和形状变化,则说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大,D正确.
14.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,通过导体的电流改变,加在电阻两端的电压也改变,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】 本题主要考查了电阻的决定因素和电阻率的决定因素.导体的电阻是由导体本身的性质决定的,其决定式为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无关,所以选项C是不对的,选项D是正确的.
【答案】 BD
非选择题
15.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则x、y导线的横截面积之比为多大?
【解析】 由图象可知,Ux=6 V,Uy=4 V,因两导体串联时电流相同,则eq \f(Ux,Uy)=eq \f(Rx,Ry),而Rx=ρeq \f(l,Sx),Ry=ρeq \f(2l,Sy),所以eq \f(Ux,Uy)=eq \f(Sy,2Sx),
则eq \f(Sx,Sy)=eq \f(Uy,2Ux)=eq \f(4,2×6)=eq \f(1,3).
【答案】 eq \f(1,3)
16.工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率,其中一个关键部件如图4所示,A、B是两片面积均为1 cm2的正方形铂片,间距为d=1 cm,把它们浸没在待测液体中,若通过两根引线加上U=6 V的电压时,测出电流I=1 μA,则这种液体的电阻率为多少?
答案 6×104 Ω·m
解析 R=eq \f(U,I)=eq \f(6,10-6) Ω=6×106 Ω
由题意知:l=d=10-2 m,S=10-4 m2
由电阻定律R=ρeq \f(l,S)得
ρ=eq \f(RS,l)=eq \f(6×106×10-4,10-2) Ω·m=6×104 Ω·m.
17.给装在均匀玻璃管内的水银柱加一电压,使通过水银柱的电流为0.1 A,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?(水银均充满玻璃管)
答案 1.6 A
解析 设水银柱在两种情况下的电阻分别为R1、R2,对应的长度、横截面积分别为l1、l2,S1、S2,由电阻定律得R1=ρeq \f(l1,S1),R2=ρeq \f(l2,S2).
在两种情况下水银的体积相同,所以有l1S1=l2S2.
又因为S1=πr2,S2=π(2r)2,
所以S2=4S1,l1=4l2,所以R1=16R2
由欧姆定律得
U=R1I1=R2I2
所以I2=16I1=1.6 A.金属丝
金属丝长度
横截面积
电阻率
甲
L
S
2ρ
乙
L
2S
ρ
丙
2L
S
2ρ
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