内容正文:
[课下巩固训练(十三)] 导体的电阻
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(选择题每题5分,非选择题每题10分,建议用时:40分钟)
【基础应用题】
1.关于导体的电阻和电阻率,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻率由材料的种类决定,与温度无关
B.由ρ=可知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比
C.由R=可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比
D.由R=可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比
解析:选D。温度对电阻率有影响,进而影响电阻的大小,故A错误;导体的电阻率是由材料本身决定的,与横截面积、长度无关,故B错误;R=为比值定义式,R的大小与其两端电压U及电流I无关,故C错误;R=为电阻的决定式,由此式可看出导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,故D正确。
2.(多选)在探究定值电阻(该电阻的阻值不受温度的影响)两端电压和电流的关系时,当在该电阻两端加U=20 V的电压时,通过该电阻的电流为I=5 A。下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值为4 Ω
B.如果仅将电压升高到30 V,则通过的电流为6 A
C.如果仅将该电阻换成10 Ω的定值电阻,则通过的电流应为2 A
D.当该电阻两端不加电压时,定值电阻的阻值为零
解析:选AC。由欧姆定律得R= Ω=4 Ω,所以定值电阻的阻值为4 Ω,A正确;由于定值电阻的阻值不受温度的影响,所以仅将电压升高到30 V,通过该电阻的电流为I1= A=7.5 A,B错误;如果仅将该电阻换成10 Ω的定值电阻,由欧姆定律得I′= A=2 A,C正确;定值电阻的阻值是一定的,与其两端是否加电压无关,D错误。
3.如图所示是电阻R的IU图像,图中图线与横坐标所成的夹角α=45°,由此得出( )
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5 Ω
C.因IU图线的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0 Ω
D.在R两端加6.0 V电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是6.0 C
解析:选A。由题图可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,故A正确;电阻R= Ω=2.0 Ω,故B、C错误;在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是q=I′t=×1 C=3.0 C,故D错误。
4.(2024·河北石家庄期末)一只鸟站在一条通过500 A电流的铜质裸导线上,如图所示,已知铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,导线的横截面积为120 mm2,可估算该鸟两爪间的电压(V)的数量级为( )
A.10-1 B.10-3
C.10-5 D.10-6
解析:选B。小鸟两爪之间的距离约为5 cm,两爪之间导线的电阻为R=ρ,再根据欧姆定律有I=,联立并代入数据解得U≈3.54×10-3 V,可知,该鸟两爪间的电压(V)的数量级约为10-3,故B正确。
5.如图所示为甲、乙两种元件的伏安特性曲线,则下列说法正确的是( )
A.乙可能是金属导体
B.图线中各点切线斜率的倒数表示电阻
C.两元件串联后接入电压为U0的恒定电路,甲两端电压比乙两端电压小
D.两元件并联后接入电压为U0的恒定电路,甲的电阻比乙的电阻大
解析:选C。在IU图像中的点与原点连线的斜率的倒数为电阻,故B错误;金属导体的电阻随温度(电压)的升高而增大,而乙的电阻随电压的升高而减小,故乙不是金属导体,A错误;两元件串联后两端加电压U0时,两元件两端的电压均小于U0,且电流相等,则由题图可知,乙两端的电压大,故C正确;两元件并联后两端加电压U0时,两元件两端电压均为U0,由题图可知电流相等,根据R=可知两电阻相等,故D错误。
6.有一个材料分布均匀的长方体金属,边长分别为a、b、c,且a>b>c。在金属两端加以相同电压,电流沿以下方向流过该金属,则电流最大的是( )
解析:选B。根据欧姆定律I=可知,在电压相同的条件下,导体的电阻最小时,通过的电流最大。由电阻的决定式R=ρ可知,要使导体的电阻最小,则长度“l”应取最短的c,横截面积S应取最大的ab,即电阻最小,电流最大的为B。
【综合提升题】
7.关于电阻、电阻率,下列说法正确的是( )
A.电阻率ρ的单位是Ω/m
B.把一根导线均匀拉长至原来的3倍,其电阻变为原来的9倍
C.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的三分之一
D.电阻率越大的导体,它对电流的阻碍作用越强
解析:选B。电阻率ρ的单位是Ω·m,故A错误; 一根粗细均匀的导线,把它均匀拉长为原来的3倍时,横截面积变为原来的,根据R=ρ可知,电阻变为原来的9倍,故B正确;电阻率与材料的长度无关,把一根导线截成等长的三段,则每段的电阻率都不变,故C错误; 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体,材料的导电性能越差,但其电阻不一定大,即对电流的阻碍作用不一定强,故D错误。
8.当加在某金属导体两端的电压变为原来的时,导体中的电流减小了0.4 A。如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流是( )
A.1 A B.1.5 A C.2 A D.2.5 A
解析:选C。设导体原来的电压为U0,电流为I0,则根据欧姆定律可得,导体的电阻R=,解得I0=1 A,又R=,所以I2=2I0=2 A,故C正确。
9. a、b两电阻的IU图线如图所示。若将a、b两电阻串联后两端加上5 V的电压,则通过a电阻的电流为( )
A.1 A B.6 A
C. A D. A
解析:选A。由题图可知,a、b两电阻的阻值分别为Ra= Ω=2 Ω、Rb= Ω=3 Ω,若将a、b两电阻串联后两端加上5 V的电压,则电流为I==1 A,故A正确。
10.(多选)一小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。下列说法中正确的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
C.P点对应的小灯泡的电阻为R=
D.P点对应的小灯泡的电阻为R=
解析:选AD。根据电阻的定义式R=可知,电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数,图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小,说明电阻逐渐增大,故A正确,B错误;对应P点,由题图可知,小灯泡两端的电压是U1,流过小灯泡的电流是I2,所以电阻R=,故C错误,D正确。
11.一测量电解液的电阻率的玻璃容器如图甲所示,P、Q为电极,a=1 m,b=0.5 m,c=0.2 m。当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,电解液的UI图线如图乙所示。
(1)定性分析电解液的电阻率ρ随其通过的电流I的变化规律;
(2)当U=9 V时,求电解液的电阻率ρ。
解析:(1)由题图乙可知,图线上各点的比值随电流的增大而减小,所以电阻率ρ也随着通过电流的增大而减小。
(2)当U=9 V时,电解液的电阻
R==1.8×103 Ω
由R=ρ可得
电阻率ρ==1.8×102 Ω·m。
答案:(1)ρ随其通过的电流的增大而减小
(2)1.8×102 Ω·m
【创新拔高题】
12.(2024·陕西榆林期末)有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示,其形状为圆柱状,半径r=20 cm。设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.628 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=80 V,I=200 mA,则该钻孔的深度约为( )
A.40 m B.80 m C.100 m D.120 m
[创新空间]电阻“R=ρ ”在测量中的应用
当导体的长度“l”不便直接测量时,可以先依据欧姆定律测出导体的电阻R——伏安法,利用仪器测出导线的直径,算出导线的横截面积S,查找相关资料,找到导体材料的电阻率ρ,然后就可以利用公式R=ρ 计算出导体的长度“l”。同理,当导体的横截面积“S”不便直接测量时,也可按照以上思路解决。
解析:选B。设钻孔内盐水的电阻为R,由欧姆定律可得I=,解得R= Ω=400 Ω,由电阻定律R=S=πr2可得,该钻孔的深度约为l= m=80 m,故B正确。
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