2 导体的电阻 （培优考点练）物理人教版2019必修第三册

11.2 导体的电阻 目录 题型分组练 2 题型01 电阻 2 题型02 影响导体电阻的因素 3 题型03 导体的伏安特性曲线 4 创新拓展练 8 链接高考 12 新题速递 33 题型分组练 题型01 电阻 1．下列说法正确的是（    ） A．我们观察近处的飞鸟和远处的飞机时，总会觉得鸟比飞机飞得快，这是因为鸟相对眼睛的线速度比较大 B．小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的电阻很大 C．牛顿通过扭秤实验，测定出了万有引力常量 D．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 【答案】D 【详解】A．我们观察近处的飞鸟和远处的飞机时，总会觉得鸟比飞机飞得快，这是因为鸟相对眼睛的角速度比较大。故A错误； B．小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的两脚之间电势相等，没有电流通过。 故B错误； C．卡文迪什通过扭秤实验，测定出了万有引力常量。故C错误； D．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像。故D正确。 故选D。 2．下列关于电阻和电阻率说法正确的是（　　） A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻 B．有些合金的电阻率随温度变化而变化，可用来制作电阻温度计，而铂的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻 C．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会减小为零，这种现象叫做超导现象 D．电阻率越大的导体，电阻一定越大 【答案】C 【详解】A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体中是否有电流通过无关。故A错误； B．常用来制作标准电阻的一般是合金，铂的电阻率随温度变化明显，一般用来作电阻温度计。故B错误； C．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会减小为零，这种现象叫做超导现象。故C正确； D．根据 可知电阻率越大的导体，其电阻不一定越大。故D错误。 故选C。 3．下列说法正确的是（　　） A．导体中有电荷运动就会形成电流 B．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 C．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体越不容易导电 D．由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 【答案】C 【详解】A．导体中的电荷定向移动才能形成电流，选项A错误； B．电流虽有方向，但是电流和合成不遵循平行四边形定则，可知是标量，其方向是正电荷定向移动的方向，选项B错误； C．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体越不容易导电，选项C正确； D．导体的电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压以及导体中的电流无关，选项D错误。 故选C。 题型02 影响电阻大小的因素 4．由电阻定律变形后得电阻率可知（　　） A．电阻率随导体电阻的增大而增大 B．电阻率随导体长度L的减小而增大 C．电阻率随导体横截面积的减小而增大 D．电阻率只与导体的材料和温度有关 【答案】D 【详解】电阻率反应了导体本身的属性，在温度不变的情况下，电阻率只与导体的材料有关。故选D。 5．材料领域国际顶级期刊《自然·材料》发表复旦大学修发贤团队最新研究论文——《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》，他们利用氯化铌、砷、氢气三种物质制备了砷化铌纳米带。目前最主要的导电材料是铜，据介绍该材料的电导率是铜薄膜的100倍，电导率就是电阻率的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A．材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关 B．材料的电导率越大，其导电性能越弱 C．σ的单位用国际单位制中的基本单位表示为 D．σ的单位用国际单位制中的基本单位表示为 【答案】C 【详解】AB．材料的电阻率与材料的本身有关，与温度等因素有关，所以电导率也与材料的本身有关，与温度等因素有关，材料的电导率越大，其导电性能越强，故AB错误； CD．由电阻定律 整理得 又因为欧姆定律 电势差与电场力做功的关系 牛顿第二定律 电流的定义式 联立整理得 电阻率的单位为 又因为 所以电导率的单位为 故C正确，D错误。 故选 C。 6．新中国成立75周年之际，赵忠贤被授予“人民科学家”国家荣誉称号，以表彰他和团队在高温超导研究领域取得的一系列世界级研究成果，使我国高温超导研究跻身世界国际前列。下列关于导体材料的电阻和电阻率的说法中正确的是（　　） A．某金属导体制成的圆柱形导线，在保证体积不变的情况下，拉伸导线使其长度加倍，则新导线电阻率是原来的4倍 B．利用金属电阻率随温度变化的规律可以制成电阻温度计，利用某些合金电阻率不随温度变化的特性可以制作标准电阻 C．将一段金属导线和小灯泡串联接入电路，使小灯泡正常发光，加热金属导线后，发现小灯泡变暗，说明小灯泡电阻变小了 D．一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫做超导现象，经过科学家的努力，现在已经发现了常压常温下的超导材料 【答案】B 【详解】A．电阻率只与材料和温度有关，与长度无关，故电阻率不变，故A错误； B．利用金属电阻率随温度变化的规律可以制成电阻温度计，利用某些合金电阻率不随温度变化的特性可以制作标准电阻，故B正确； C．将一段金属导线和小灯泡串联接入电路，使小灯泡正常发光，加热金属导线后，发现小灯泡变暗，说明回路电流变小，是因为金属导线电阻变大了，故C错误； D．些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫做超导现象，现在还没有发现常压常温下的超导材料，故D错误。 故选B。 7．我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明，在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫作电阻定律，用公式表示为，其中R、l、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫作材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关？小红提出如下猜想： 猜想1：电阻率与材料的长度有关； 猜想2：电阻率与材料的横截面积有关； 猜想3：电阻率与材料的种类有关。 于是小红找来不同规格的导线进行测量，实验数据见表： 实验序号 材料 长度l/m 横截面积S/m2 电阻R/Ω 电阻率ρ 1 铜 1.0 0.17 2 铜 2.0 0.34 3 铜 1.0 0.34 4 铁 1.0 1.0 5 镍铬合金 1.0 10.0 （1）你认为下面哪一个是电阻率的单位 。 A．Ω·m　　　B．Ω/m　　　 C．Ω/m2　　　D．Ω （2）分析比较实验序号1、2的数据，可以初步确定猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的。 （3）分析比较实验序号 的数据，可以初步确定猜想2是错误的。 （4）分析比较实验序号1、4、5的数据，可得到的初步结论是 。 （5）根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，电阻丝的材料应选用 ，这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较 （选填“大”或“小”），可以调节的阻值范围较大。 （6）根据表中的数据求出一段长10 m、横截面积为2 mm2的铁导线的电阻是 Ω。 （7）我们知道导体的电阻还与温度有关，有些导体的电阻随温度升高而增大，有些导体的电阻随温度升高而减小。你认为导体的电阻随温度变化是因为 。 A．不成立　　　B．发生变化      C．l发生变化　　　D．S发生变化 【答案】 A 错误 1、3/3、1 电阻率与材料的种类有关 镍铬合金 大 0.5 B 【详解】（1）[1]已知R的单位是Ω、l的单位是m、S的单位是m2，由电阻定律公式R=ρ，根据等式两边的单位相同，可知ρ的单位是Ω·m，故选A。 （2）[2]分析比较实验序号1、2的数据，其他条件相同、长度不同时，电阻率相同，故猜想1是错误的。 （3）[3]分析比较实验序号1、3的数据，其他条件相同、横截面积不同时，电阻率相同，可以确定猜想2是错误的，故答案为1、3。 （4）[4]分析比较实验序号1、4、5的数据，长度、横截面积相同，而材料不同时，电阻率不同，可得到的初步结论是电阻率与材料的种类有关。 （5）[5]根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，电阻丝的材料应选用镍铬合金，这是因为这种材料的电阻率大，相同规格的这种材料做成的电阻阻值较大。 （6）[6]根据表中的数据可求得此铁导线的电阻 R=ρ=1.0×10-7 Ω·m×=0.5 Ω （7）[7]导体材料、长度和横截面积都确定的情况下，温度变化，电阻值发生变化，原因是此时的电阻率发生变化。 题型03 导体的伏安特性曲线 8．如图所示是两个定值电阻A、B的伏安特性曲线图像，下列说法正确的是（    ） A． B．将电阻A、B串联，其图线应在区域I C．将电阻A、B串联，其图线应在区域III D．将电阻A、B并联，其图线应在区域II*、【答案】C 【详解】A．根据可知I-U图像斜率的倒数等于电阻，可知，选项A错误； BC．将电阻A、B串联，则阻值变大，则其图线应在区域III，选项B错误，C正确； D．将电阻A、B并联，则电阻减小，其图线应在区域I，选项D错误。 故选C。 9．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，图中倾斜虚线为曲线AB在B点的切线，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　） A．B点的电阻为 B．B点的电阻为 C．导体的电阻因温度的影响改变了 D．曲线由A到B，导体的电阻逐渐变大 【答案】D 【详解】AB．根据电阻的定义可知，B点的电阻为，不能用切线斜率表示电阻，故AB错误； C．同理，A点的电阻为，故导体的电阻因温度的影响改变了，故C错误； D．曲线由A到B，曲线上各点与原点连线的斜率在变小，根据斜率，可知导体的电阻逐渐变大，故D正确。 故选D。 10．电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，现已被人们广泛使用。高二物理兴趣小组准备用热敏电阻制作一个简易电子体温计。 （1）为了寻找合适的外壳包裹热敏电阻及其电路，小雨同学用螺旋测微器测量了热敏电阻的大小，如图a所示，螺旋测微器的读数是 。      （2）小刚测出这种热敏电阻的图像如上图b所示，他选用的电路应该是图 电路（填“甲”或“乙”）；选用的电流表量程是 量程（填“”或“”）。    【答案】 2.150 乙 【详解】(1)[1]由图可知螺旋测微器的固定刻度示数为2.0mm，铅笔芯的直径为 (2)[2]根据热敏电阻的I-U图像可知电压从从零开始变化，滑动变阻器应选用分压式接法，故选电路乙。 [3]根据图b得出电路中的最大电流没有超过0.06A，故选用的电流表量程是0.06A。 创新拓展练 1．将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流、电压值，并在图像中描点如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是（　　） A．a和b B．b和d C．a和c D．c和d 【答案】A 【详解】根据知，定值电阻的图线的斜率表示定值电阻的阻值的倒数。分别连接O与4个点，根据它们的倾斜度可知，a和b的阻值最接近。 故选A。 2．如图1所示，将横截面积相同、材料不同的两根金属丝a、b焊接成长直导体AB，A为金属丝a的左端点，B为金属丝b的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。保持金属丝中电流不变，接触点P从A点向B点滑动全过程中，电压表示数U随间距离x的变化关系如图2所示。金属丝a、b的电阻分别是、；电阻率分别是、；内部电场强度分别是、；内部电子定向移动速度分别是、．则它们之间的大小关系正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】金属丝中电流不变，由，可得第一段直线表达式为，第二段直线表达式为，其中为金属丝a的总长，根据图像中两直线的斜率比，可求得。 A．如图2可知，两电阻的长度之比为，由得，A错误； B．由上面分析可知，B正确； C．金属丝中的场强可看成匀强电场，由可得，C错误； D．金属丝中电流不变，两根金属丝材料不同，自由电子数密度不同且未知，横截面积相同，故由不能求出内部电子定向移动速度之比，D错误。 故选B。 3．电影《哪吒2》中，龙太子敖丙通过将水冻结成冰，阻碍了妖怪化身的电流在水中的瞬间移动。其实，纯净的冰几乎不导电，但现实的冰通常含有一定的杂质，如盐分、矿物质等，还是具有一定的导电性，但电阻率是很大的。若测得某温度下一块冰的电阻率为1×107Ω·m，已知人体能感知到的直流电流最小为5mA，要使一根直径为20cm、长为1m的冰柱内产生5mA的电流，则在冰柱两端应加上约为多大的直流电压（　　） A．1.6×106V B．1.6×109V C．4.0×105V D．4.0×108V 【答案】A 【详解】根据电阻公式 其中横截面积 代入得电阻 根据欧姆定律 故选A。 4．如图甲所示，X、Y为长方体容器左右两侧的两个电极，长方体容器由绝缘体构成，在长方体内注满电解液﹐在X、Y间加上不同电压后，通过电解液的电流也不同，二者间的关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．通过电解液的电流时，电解液的电阻为 B．X、Y间电压为8V时电解液的电阻比X、Y间电压为12V时电解液的电阻大 C．电阻率的单位为 D．X、Y间电压增大时，电解液的电阻率也增大 【答案】B 【详解】A．根据欧姆定律可知，通过电解液的电流 时，电解液的电阻 选项A错误； B．图像中与坐标原点连线（割线）的斜率表示电阻，结合题图乙可知，X、Y间电压为8V时电解液的电阻比X、Y间电压为12V时电解液的电阻大，选项B正确； CD．根据电阻定律可知，电阻率的单位为，结合B项可知，X、Y间电压增大时，电解液的电阻率减小，选项CD错误。 故选B。 5．如图电路中定值电阻阻值为，平行板电容器，两板水平放置，板间距离为，板长为。闭合开关，调节滑动变阻器滑片至合适位置，质量为、电荷量为的带电小球以大小为（未知）的初速度，由电容器极板左侧边缘进入电容器，恰好沿直线运动，并在极板右侧边缘点离开电容器，同时进入电容器，板间距为，板间电压与电容器间电压大小相同，其中极板带正电，极板带负电，点为板中线的左端点。小球恰好在极板右侧边缘沿水平方向离开电容器。不考虑两电容器的相互影响，忽略边缘效应，小球视为质点，重力加速度为。求： (1)电容器间的电压大小及流过的电流； (2)小球的初速度； (3)极板的长度。 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）带电小球受电场力和重力作用，恰好沿直线运动，有 其中， 解得 由 解得 （2）依题意，有 得 依题意可知，在电容器中，小球恰好在极板右侧边缘沿水平方向离开电容器 如图所示，此时小球在竖直方向的速度减为零 由 有 其中 由上问可知，小球带正电 板间电压与电容器间电压大小相同 有 得 解得 （3）在电容器中，水平方向有 由 有 则 解得 链接高考 1．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电阻定律 可得，； 两支路并联有，结合电流的微观表达式；对于同种材料n、q相同； 联立可得； 即 故选B。 2．（2017·浙江·高考真题）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40cm时，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。现将管中盐水柱均匀拉长至50cm（盐水体积不变，仍充满橡胶管）。则盐水柱电阻为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】盐水柱长为40cm时，设横截面积为S，根据电阻定律有 将盐水柱均匀拉长至50cm后，盐水柱的横截面积变为，电阻变为 故选D。 3．（2025·甘肃·高考真题）某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有：电池（电动势）两节，电压表（量程，内阻约），电流表（量程，内阻约），滑动变阻器（最大阻值），待测电阻，开关，单刀双掷开关，导线若干。 (1)首先设计如上图所示的电路。 ①要求用选择电流表内、外接电路，请在图1中补充连线将的c、d端接入电路 ； ②闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（填“a”或“b”）； ③闭合后，将分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时应该接 端（填“c”或“d”）。 (2)为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。 ①请在上图中补充连线将电压表接入电路 ； ②闭合，将分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值 （用、、和表示）。 【答案】(1) 见解析实物连接图 (2) 见解析实物连接图 【详解】（1）[1]实物连接图如图所示， [2]闭合前，根据滑动变阻器的限流式接法，滑片P应置于端，连入电路中的阻值最大，保护电路的安全。 [3]闭合后，将分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，说明电流表分压明显，为减小实验误差，应采用电流表外接法，因此测量电阻时应该接c端。 （2）[1]实物连接图如图所示， [2]根据电路分析，当闭合，将接c端时，电压表、电流表的读数分别为、， 则 将接d端时，电压表、电流表的读数分别为、，则 那么待测电阻阻值。 4．（2025·云南·高考真题）基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：型号铂电阻、电源E（电动势，内阻不计）、电流表。（量程，内阻）、电流表（量程，内阻约）、定值电阻（阻值）、定值电阻（阻值）、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知，型号铂电阻测温时的工作电流在之间，在范围内，铂电阻的阻值随温度t的变化视为线性关系，如图（a）所示。 完成下列填空： (1)由图（a）可知，在范围内，温度每升高，该铂电阻的阻值增加 ； (2)兴趣小组设计了如图（b）所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是 （填“甲”或“乙”），保护电阻R应选 （填“”或“”）； (3)用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得示数为，示数如图（c）所示，该示数为 ，则所测温度为 （计算结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)3.85 (2) 乙 (3) 62.0 51 【详解】（1）温度每升高，该铂电阻的阻值增加 （2）[1]由于内阻确定，所以用测量电阻的电压，用与之差来测量经过电阻的电流，故能准确测出铂电阻阻值的是乙； [2]电路中的最大电流为0.3mA，可得电路中的最小阻值 可知保护电阻R应选。 （3）[1]由图可知的分度值为，则其读数为； [2]根据欧姆定律可得 根据题图可得 代入数据可得 5．（2021·海南·高考真题）在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源E（电动势约，内阻约），待测电阻（阻值小于），电压表V（量程，内阻约），电流表A（量程，内阻约），滑动变阻器（最大阻值），单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。 回答下列问题： （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （填“a”或“b”）端； （2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将拨向 （填“c”或“d”）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是 （填正确选项前的标号）； A．电流表分压        B．电压表分流        C．电源内阻分压 （3）实验时，若已知电流表的内阻为，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将拨向 （填“c”或“d”）；读得电压表的示数为，电流表的示数为，则 （结果保留两位有效数字）。 【答案】 B 【详解】（1）[1]滑动变阻器采用限流式接入电路，开关闭合前，滑片应滑到端，使滑动变阻器接入电路阻值最大，保护电路； （2）[2]根据题意可知待测电阻的阻值满足 所以电流表的分压比较明显，电流表应采用外接法，所以开关应拨向端； [3]外接法的测量误差主要来源于电压表的分流，故选B； （3）[4]若电流表内阻，则电流表的分压可以准确计算，所以电流表采用内接法，所以开关应拨向端； [5]电压表测量电流表和待测电阻的总电压，电流表分压为 根据欧姆定律可知待测电阻阻值为 6．（2021·湖北·高考真题）小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组（电动势E不大于4.5 V、内阻r未知）、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻（用作保护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下： 第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。 第二步∶取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。 第三步∶取下定值电阻R0，将n个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。 请完成如下计算和判断∶ （1）根据上述第二步，与R0、R1、E、r的关系式是= 。 （2）定义，则Y与n、R、R0、E的关系式是Y= 。 （3）已知R0=12.0Ω，实验测得I0=0.182 A，得到数据如下表∶ n 1 2 3 4 5 In/A 0.334 0.286 0.250 0.224 0.200 Y/A-1 2.500 1.998 1.495 1.030 0.495 根据上述数据作出图像，如图（b）所示，可得R= Ω（保留2位有效数字），同时可得E= V（保留2位有效数字）。 （4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值 影响（选填“有"或“无"）。 【答案】 2.0 4.0 无 【分析】本题考 查测定电源电动势以及电阻测量的实验，意在考查考生处理实验数据的能力。 第（1）问通过闭合电路欧姆定律写出关系式，变形即可得到的表达式；第（2）问结合题中的信息以及闭合电路欧姆定律整理出Y的表达式；第（3）问利用数形结合法解读出图像的斜率以及截距的物理意义，求出电源的电动势和定值电阻的阻值；第（4）问把电流表的内阻考虑进内之后列出关系式直接分析出电流表的内阻对Y测量值的影响即可。 【详解】（1）[1]由闭合电路欧姆定律得 整理得 （2）[2]A、B间接入n个待测电阻后，由闭合电路欧姆定律得 又 由以上整理得 （3）[3][4]由 变形得 结合图（b）得 又 解得 （4）[5]如果考虑电流表的内阻，则有 整理得 显然电流表的内阻对Y的测量值没有影响。 7．（2021·全国甲卷·高考真题）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A） 电压表（量程300mV，内阻300） 电流表（量程300mA，内阻0.27） 定值电阻R0 滑动变阻器R1（阻值0-20） 电阻箱R2（最大阻值9999.9） 电源E（电动势6V，内阻不计） 开关S、导线若干。 完成下列填空： （1）有3个阻值分别为10、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为 的定值电阻； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 （填“a”或“b”）端； （3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为 （保留1位有效数字）； （4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为 。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0 （5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻 （填“增大”“减小”或“不变”）； （6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率P1= W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为P2，则= （保留至整数）。 【答案】 10 a 0.7 2700 增大 0.074 10 【详解】（1）[1]因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压 则有 则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线，即R0应选取阻值为10； （2）[2]为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端； （3）[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为 （4）[4]由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有 解得 （5）[5]由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中变大，则灯丝的电阻增大； （6）[6]根据表格可知当电流为160mA时，电压表的示数为46mV，根据（4）的分析可知此时小灯泡两端电压为0.46V，则此时小灯泡电功率 P1=0.46V×0.16A≈0.074W [7]同理可知当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡两端电压为2.5V，此时小灯泡电功率 P2=2.5V×0.3A=0.75W 故有 8．（2021·河北·高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（，），直流电源（），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。 （1）根据图1，完成图2中的实物连线 ； （2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是 （单项选择，填正确答案标号）； A．电流表短路 B．滑动变阻器的滑片接触不良 C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端 （3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为 （保留三位有效数字）。 【答案】 C 【详解】（1）[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接，如图 （2）[2]开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。 A．电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误； B．滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误； C．滑动变阻器的滑片开始时置于端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯丝，C正确； 故选C。 （3）根据小灯泡的伏安特性曲线可知在点时的电压和电流分别为 ， 根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为 9．（2020·海南·高考真题）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），待测定值电阻，电源E（电动势，内阻不计），单刀开关S，导线若干： 回答下列问题： （I）实验中滑动变阻器应采用 接法（填“限流”或“分压”）； （2）将虚线框中的电路原理图补充完整 ； （3）根据下表中的实验数据（、分别为电压表﹑的示数），在图（a）给出的坐标纸上补齐数据点，并绘制图像 ； 测量次数 1 2 3 4 5 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82 （4）由图像得到待测定值电阻的阻值 （结果保留三位有效数字）； （5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻（阻值约为）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图 。 【答案】 分压 【详解】（1）[1]电压表和串联再和并联，并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻，为了调节变阻器时，电表示数变化明显，且能获得更多组数据，应选择分压接法。 （2）[2]完整的电路图，如图所示 （3）[3]根据表中的实验数据，绘制的图像，如图所示 （4）[4]根据实验电路图，则有 变形得 则图线的斜率为 根据图像可得斜率 则有 代入，解得 （5）[5]因待测电阻Ry（阻值约为700Ω）的阻值较小，若直接与电压表V1串联，则所分得的电压过小，不利于测量，故待测电阻Ry应与Rx串联，当成一整体测出其电阻，再扣除Rx即可，电压表V1与两电阻串联，整体与V2并联，两电表读数均能超过量程的一半，误差较小，改进后的电路图如下图所示 10．（2020·江苏·高考真题）某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表， mA为电流表，E为电源（电动势约），R为滑动变阻器（最大阻值），为定值电阻，S为开关。 (1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整 。 (2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表： 电压 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线 。 (3)根据作出的图线可知，该元件是 （选填“线性”或“非线性”）元件。 (4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻，会导致的两个后果是 。 A．电压和电流的测量误差增大 B．可能因电流过大烧坏待测元件 C．滑动变阻器允许的调节范围变小 D．待测元件两端电压的可调节范围变小 【答案】 非线性元件 BC 【详解】(1)[1]根据题意连接电路如图 (2)[2]根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接各点如图 (3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。 (4)[4]AB．图线上某点与原点连线的斜率为，根据元件的特性可知，当电压超过一定数值时，电流会急剧增大，所以电阻会急剧减小，若用导线代替，电流急剧增大，可能会烧坏待测元件，对电流表和电压表的测量误差无影响，A错误，B正确； CD．根据图像可知待测元件的电压范围小于，而电源电动势为，因为待测元件两端电压非常小，如果用导线代替，会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小，难以调节，C正确，D错误。 故选BC。 11．（2020·全国II卷·高考真题）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。 （1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线 。 （2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U= ，流过小灯泡的电流I= 。为保证小灯泡的安全，I1不能超过 mA。 （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。 I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R= Ω（保留1位小数）。 （4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于 Ω（保留1位小数）。 【答案】 180 11.6 8.0 【详解】（1）根据电路图连接实物图如图所示 （2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压，故根据欧姆定律有 ②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为 ③因为小灯泡的额定电压为3.6V，故根据题目中已知数据带入①中可知I1不能超过180mA； （3）根据表中数据可知当I1=173mA时，I2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V；流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为 （4）要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V，而电流表A1不能超过其量程200mA，此时结合①有 解得，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于。 12．（2020·全国I卷·高考真题）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题： （1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在 （填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。 （2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线 （填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 Ω（保留1位小数）。 （3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 Ω（保留1位小数）。 【答案】 、 I 【详解】(1)[1]若将电压表接在、之间， 则 根据一次函数关系可知对应斜率为。 若将电压表接在、之间，电流表分压为 根据欧姆定律变形可知 解得 根据一次函数可知对应斜率为，对比图像的斜率可知 所以II图线是采用电压表跨接在、之间。 （2）[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻，通过图像斜率大致估算待测电阻为左右，根据 说明电流表的分压较小，电压表的分流较大，所以电压表应跨接在、之间，所以选择图线I得到的结果较为准确。 [3]根据图像可知 [4]考虑电流表内阻，则修正后的电阻为 新题速递 1．当温度降低时，导体的电阻率将会减小。1911年，科学家发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到，这种现象叫做超导现象。超导材料有广泛的应用前景，下列关于超导材料的说法中正确的是（　　） A．超导材料可用来制作输电线 B．超导材料可用来制作保险丝 C．超导材料可用来制作电热丝 D．超导材料可用来制作滑动变阻器的电阻丝 【答案】A 【详解】超导材料在临界温度下电阻为零。 A．输电线利用超导可消除电阻导致的焦耳热损耗，故A正确； B．保险丝依赖电阻产热熔断，超导无法产热熔断，故B错误； C．电热丝需电阻产热，超导无法产热，故C错误； D．滑动变阻器需调节电阻，超导电阻恒为零，无法调节，故D错误。 故选A。 2．白炽灯的灯丝是由钨制成的，下列说法中正确的是（　　） A．由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体，故两种情况下电阻相同 B．白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻 C．白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻 D．条件不足，不能确定 【答案】B 【详解】白炽灯灯丝由钨制成，其电阻率随温度升高而显著增大。正常工作时的灯丝温度远高于未接入电路时的室温，导致电阻率增大，根据公式，正常工作时的电阻更大。 故选B。 3．为了测量小灯泡的电功率，某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“”字样的小灯泡电阻约为，电源电压为6V。 (1)图甲是未连接好的电路，请在图中用笔画线代替导线连接好电路。 (2)电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 （填数字编号）。 ①电流表断路 ②小灯泡短路 ③小灯泡灯丝断了 ④滑动变阻器短路 (3)排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学发现此时电压表的示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端移，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 (4)根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，他根据多组实验数据描绘出的图像如图丙所示，主要原因是：灯丝电阻随温度而变化。若小灯泡的额定功率与某次工作时的实际功率满足，则以下关于额定电压与实际电压的数值关系，你认为最有可能的是___________（填数字编号）。 A． B． C． D． 【答案】(1)见解析 (2)③ (3) A (4)C 【详解】（1）电压表测量灯泡两端电压，电压表与灯泡并联，灯泡额定电压为，电压表应选择3V量程，实物电路图如图所示 （2）闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表指针明显偏转，说明与电压表并联的灯泡断路。 故选③。 （3）[1][2]电压表的示数为2V，小于灯泡额定电压，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向A端移动，减小滑动变阻器进入电路的阻值，增大灯泡两端电压；电流表量程为，由图示电流表可知，其分度值为，读数为，灯泡额定功率。 （4）根据丙图可知，灯泡电阻随温度升高而增大，额定电功率有 实际电功率为 根据 则有 变形得 因，则有 即 由于电阻不是线性变化，故不可能是，最有可能的是。 故选C。 4．小南同学从电动玩具上拆下来一个额定电压为3V、内阻恒定的小型直流电动机，如图甲所示，为了研究该直流电动机的伏安特性曲线，他在实验室找到如下实验器材： A．电流表A1（量程300mA，内阻约为0.5Ω） B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω） C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ） D．滑动变阻器R（5Ω，2A） E.1.5V干电池两节，内阻不计 F.开关、导线若干 (1)为了提高实验的测量精度，电流表应选 （选填“A1”或“A2”），测量实验电路图应选 ； A．      B． C．    D． (2)根据（1）中所选实验电路图连接好电路，闭合开关S后，调节滑动变阻器，逐渐增大电动机两端的电压，发现电压比较小时，电动机不转，当电压增大到某个值后，电动机开始转动。记录下实验过程中电压表和电流表的读数，并根据实验数据描点如图乙所示，当电压U=1.50V时，电动机的输入功率为 W，电动机的输出功率为 W；（结果均保留三位有效数字） (3)根据图乙数据，电动机开始转动以后，随着电压的增大，电动机的效率逐渐 （选填“减小”“不变”或“增大”）。 【答案】(1) A1 B (2) 0.285 0.245 (3)增大 【详解】（1）[1]根据图乙中电流测量数据，电流表量程选择0~300mA测量精确度更高，因此选择A1； [2]电压需要从0开始调节，因此选择分压式连接，根据图乙，电动机的电阻只有几欧姆，远小于电压表内阻，因此采用电流表外接法，因此实验电路图选B。 （2）[1]由图乙，当时， 所以 [2]电压较小时，电动机不转，此时电动机电阻可视为定值电阻，则 所以 （3）由图乙，电动机的效率 则电压越大，的比值越小，电动机的效率增大。 5．某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有： 待测二极管D（电压范围0~0.65V，电流范围约为0~0.4A） 电源E（电动势为2.0V，内阻较小） 电压表（量程1.0V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为3Ω） 滑动变阻器（最大阻值10Ω） 滑动变阻器（最大阻值200Ω） 电键S及导线若干。 (1)该同学在连接如图的电路时，其中滑动变阻器应该选择 （填“”或“”），导线Q端应该接于 处（填“a”或“b”），导线P端应该接于 处（填“c”或“d”）。 (2)该同学将测得的结果绘制成图像如图，由图得二极管阻值为2.0Ω时，二极管消耗的功率为 W（保留两位有效数字）。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响，当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略 （填“大”或“小”）。 【答案】(1) (2) 0.18 小 【详解】（1）[1][2][3]为描绘二极管的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，所以导线Q端应该接于处；因二极管D正向通电时电阻较小，故电流表采用外接法，故导线P端应该接于处；为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的，故选。 （2）[1]根据 可知当二极管阻值为2.0Ω时，则电压为电流的两倍，对比图中数据，满足条件的数据为当电流为0.3A时，电压为0.6V，且在待测二极管D的电压范围和电流范围内，则二极管消耗的功率为 [2]由于采用了电流表的外接法，故实际流过二极管的电流小于电流表的示数，实际电压等于电压表的示数，根据 可知当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略小。 6．兴趣小组要测量未知电阻Rx的阻值。 (1)该小组先设计了如图甲所示电路，实验时将电压表负极接线分别试触a和b发现电压表示数变化更明显，则电压表应该接 （选填“a”或“b”），测得结果R测 R真（选填“>”“=”或“<”）； (2)为了消除电表内阻对测量的影响，该小组又设计了如图乙所示电路，操作步骤如下： ①连接好实验电路，闭合开关S1和S2； ②让滑动变阻器R1滑片在合适位置不动，调节滑动变阻器R2，使灵敏电流计示数为0，记录此时电压表示数U和电流表示数I； ③改变R1滑片位置，重复步骤2，记录多组U、I值； ④断开开关，整理好仪器，描绘U−I图像。 请回答下列问题： （i）电路中电源E2的左端是其 极（选填“正”或“负”）； （ii）某次实验时发现通过灵敏电流计的电流由c指向d，则应该调节R2的滑片向 移动（选填“左”或“右”）； （iii）由U−I图像可得待测电阻的阻值Rx= Ω。 【答案】(1) a < (2) 正 右 9.5 【详解】（1）[1]将电压表负极接线分别试触a和b，发现电压表示数变化更明显，说明电流表的分压作用更显著，所以应采用电流表外接法，即电压表接a。 [2]由于电压表的分流，使得测量的电流比通过待测电阻的实际电流大，根据 则测得结果。 （2）[1]电路中要使灵敏电流计示数为0，则Rx与R2两端电压相等，R与R1两端电压相等，电源E2的左端是正极，才能保证电流方向正确。 [2]某次实验时发现通过灵敏电流计的电流由c指向d，说明Rx两端电压小于R2两端电压，应增大R2的阻值，所以应该调节R2的滑片向右移动。 [3]根据U−I图像，其斜率的倒数就是待测电阻的阻值，通过计算可得Rx=9.5Ω 7．1954年CS史密斯在对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现半导体硅和锗具有压阻效应，其电阻值随其所受压力的变化而变化，利用这个特性可制作成压阻元件。一兴趣小组利用下面器材探究压阻元件的相关特性： A．压阻元件 B．滑动变阻器R，阻值范围约 C．毫安表G，量程2.5 mA，内阻 D．电压表V ，量程3 V，内阻 E.两节干电池，电动势1.5 V，内阻很小 F.开关S、导线若干 (1)利用图1电路，测量压阻元件不受压力时的电阻，毫安表的读数为0.75 mA，电压表的读数如图2所示，则此时压阻元件两端的电压为 V；由此可算出该压阻元件不受压力时的阻值 。 (2)兴趣小组利用图3所示电路测量压阻元件的伏安特性曲线，请完成连线 并判断开始测量前滑动变阻器滑片应置于 端（选填“a”或“b”）。 (3)兴趣小组完成图3电路连线后，移动滑动变阻器滑片保持电压表读数为，对压阻元件施加不同的压力F，读出毫安表的读数I，得到数据如下表，发现毫安表的读数I与压力F成线性关系，写出了I与F的关系式。 F/N 20 40 60 80 100 120 I/mA 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 请利用表中数据结合图3电路写出压阻元件电阻值R与其所受压力F的关系式 。 (4)由此可知，对压阻元件施加的压力时，压阻元件的阻值 。 【答案】(1) 1.50 6000 (2) b (3) (4)3970 【详解】（1）[1]根据电压表读数规律可知此时压阻元件两端的电压为1.50V； [2]根据闭合电路欧姆定律可得 （2）[3]根据 可知电流表内接，故电路图如图所示 [4] 开始测量前滑动变阻器滑片要滑动到最大阻值处，保护电路，故滑到b处； （3）结合数据可得 故根据闭合电路欧姆定律可得 （4）对压阻元件施加的压力时，代入上述式子可得压阻元件的阻值 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.2 导体的电阻 目录 题型分组练 2 题型01 电阻 2 题型02 影响导体电阻的因素 2 题型03 导体的伏安特性曲线 4 创新拓展练 5 链接高考 7 新题速递 17 题型分组练 题型01 电阻 1．下列说法正确的是（    ） A．我们观察近处的飞鸟和远处的飞机时，总会觉得鸟比飞机飞得快，这是因为鸟相对眼睛的线速度比较大 B．小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的电阻很大 C．牛顿通过扭秤实验，测定出了万有引力常量 D．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 2．下列关于电阻和电阻率说法正确的是（　　） A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻 B．有些合金的电阻率随温度变化而变化，可用来制作电阻温度计，而铂的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻 C．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会减小为零，这种现象叫做超导现象 D．电阻率越大的导体，电阻一定越大 3．下列说法正确的是（　　） A．导体中有电荷运动就会形成电流 B．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 C．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体越不容易导电 D．由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 题型02 影响电阻大小的因素 4．由电阻定律变形后得电阻率可知（　　） A．电阻率随导体电阻的增大而增大 B．电阻率随导体长度L的减小而增大 C．电阻率随导体横截面积的减小而增大 D．电阻率只与导体的材料和温度有关 5．材料领域国际顶级期刊《自然·材料》发表复旦大学修发贤团队最新研究论文——《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》，他们利用氯化铌、砷、氢气三种物质制备了砷化铌纳米带。目前最主要的导电材料是铜，据介绍该材料的电导率是铜薄膜的100倍，电导率就是电阻率的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A．材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关 B．材料的电导率越大，其导电性能越弱 C．σ的单位用国际单位制中的基本单位表示为 D．σ的单位用国际单位制中的基本单位表示为 6．新中国成立75周年之际，赵忠贤被授予“人民科学家”国家荣誉称号，以表彰他和团队在高温超导研究领域取得的一系列世界级研究成果，使我国高温超导研究跻身世界国际前列。下列关于导体材料的电阻和电阻率的说法中正确的是（　　） A．某金属导体制成的圆柱形导线，在保证体积不变的情况下，拉伸导线使其长度加倍，则新导线电阻率是原来的4倍 B．利用金属电阻率随温度变化的规律可以制成电阻温度计，利用某些合金电阻率不随温度变化的特性可以制作标准电阻 C．将一段金属导线和小灯泡串联接入电路，使小灯泡正常发光，加热金属导线后，发现小灯泡变暗，说明小灯泡电阻变小了 D．一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫做超导现象，经过科学家的努力，现在已经发现了常压常温下的超导材料 7．我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明，在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫作电阻定律，用公式表示为，其中R、l、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫作材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关？小红提出如下猜想： 猜想1：电阻率与材料的长度有关； 猜想2：电阻率与材料的横截面积有关； 猜想3：电阻率与材料的种类有关。 于是小红找来不同规格的导线进行测量，实验数据见表： 实验序号 材料 长度l/m 横截面积S/m2 电阻R/Ω 电阻率ρ 1 铜 1.0 0.17 2 铜 2.0 0.34 3 铜 1.0 0.34 4 铁 1.0 1.0 5 镍铬合金 1.0 10.0 （1）你认为下面哪一个是电阻率的单位 。 A．Ω·m　　　B．Ω/m　　　 C．Ω/m2　　　D．Ω （2）分析比较实验序号1、2的数据，可以初步确定猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的。 （3）分析比较实验序号 的数据，可以初步确定猜想2是错误的。 （4）分析比较实验序号1、4、5的数据，可得到的初步结论是 。 （5）根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，电阻丝的材料应选用 ，这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较 （选填“大”或“小”），可以调节的阻值范围较大。 （6）根据表中的数据求出一段长10 m、横截面积为2 mm2的铁导线的电阻是 Ω。 （7）我们知道导体的电阻还与温度有关，有些导体的电阻随温度升高而增大，有些导体的电阻随温度升高而减小。你认为导体的电阻随温度变化是因为 。 A．不成立　　　B．发生变化      C．l发生变化　　　D．S发生变化 题型03 导体的伏安特性曲线 8．如图所示是两个定值电阻A、B的伏安特性曲线图像，下列说法正确的是（    ） A． B．将电阻A、B串联，其图线应在区域I C．将电阻A、B串联，其图线应在区域III D．将电阻A、B并联，其图线应在区域II*、9．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，图中倾斜虚线为曲线AB在B点的切线，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　） A．B点的电阻为 B．B点的电阻为 C．导体的电阻因温度的影响改变了 D．曲线由A到B，导体的电阻逐渐变大 10．电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，现已被人们广泛使用。高二物理兴趣小组准备用热敏电阻制作一个简易电子体温计。 （1）为了寻找合适的外壳包裹热敏电阻及其电路，小雨同学用螺旋测微器测量了热敏电阻的大小，如图a所示，螺旋测微器的读数是 。      （2）小刚测出这种热敏电阻的图像如上图b所示，他选用的电路应该是图 电路（填“甲”或“乙”）；选用的电流表量程是 量程（填“”或“”）。    创新拓展练 1．将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流、电压值，并在图像中描点如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是（　　） A．a和b B．b和d C．a和c D．c和d 2．如图1所示，将横截面积相同、材料不同的两根金属丝a、b焊接成长直导体AB，A为金属丝a的左端点，B为金属丝b的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。保持金属丝中电流不变，接触点P从A点向B点滑动全过程中，电压表示数U随间距离x的变化关系如图2所示。金属丝a、b的电阻分别是、；电阻率分别是、；内部电场强度分别是、；内部电子定向移动速度分别是、．则它们之间的大小关系正确的是（    ） A． B． C． D． 3．电影《哪吒2》中，龙太子敖丙通过将水冻结成冰，阻碍了妖怪化身的电流在水中的瞬间移动。其实，纯净的冰几乎不导电，但现实的冰通常含有一定的杂质，如盐分、矿物质等，还是具有一定的导电性，但电阻率是很大的。若测得某温度下一块冰的电阻率为1×107Ω·m，已知人体能感知到的直流电流最小为5mA，要使一根直径为20cm、长为1m的冰柱内产生5mA的电流，则在冰柱两端应加上约为多大的直流电压（　　） A．1.6×106V B．1.6×109V C．4.0×105V D．4.0×108V 4．如图甲所示，X、Y为长方体容器左右两侧的两个电极，长方体容器由绝缘体构成，在长方体内注满电解液﹐在X、Y间加上不同电压后，通过电解液的电流也不同，二者间的关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．通过电解液的电流时，电解液的电阻为 B．X、Y间电压为8V时电解液的电阻比X、Y间电压为12V时电解液的电阻大 C．电阻率的单位为 D．X、Y间电压增大时，电解液的电阻率也增大 5．如图电路中定值电阻阻值为，平行板电容器，两板水平放置，板间距离为，板长为。闭合开关，调节滑动变阻器滑片至合适位置，质量为、电荷量为的带电小球以大小为（未知）的初速度，由电容器极板左侧边缘进入电容器，恰好沿直线运动，并在极板右侧边缘点离开电容器，同时进入电容器，板间距为，板间电压与电容器间电压大小相同，其中极板带正电，极板带负电，点为板中线的左端点。小球恰好在极板右侧边缘沿水平方向离开电容器。不考虑两电容器的相互影响，忽略边缘效应，小球视为质点，重力加速度为。求： (1)电容器间的电压大小及流过的电流； (2)小球的初速度； (3)极板的长度。 链接高考 1．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（    ） A． B． C． D． 2．（2017·浙江·高考真题）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40cm时，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。现将管中盐水柱均匀拉长至50cm（盐水体积不变，仍充满橡胶管）。则盐水柱电阻为（　　） A． B． C． D． 3．（2025·甘肃·高考真题）某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有：电池（电动势）两节，电压表（量程，内阻约），电流表（量程，内阻约），滑动变阻器（最大阻值），待测电阻，开关，单刀双掷开关，导线若干。 (1)首先设计如上图所示的电路。 ①要求用选择电流表内、外接电路，请在图1中补充连线将的c、d端接入电路 ； ②闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（填“a”或“b”）； ③闭合后，将分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时应该接 端（填“c”或“d”）。 (2)为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。 ①请在上图中补充连线将电压表接入电路 ； ②闭合，将分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值 （用、、和表示）。 4．（2025·云南·高考真题）基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：型号铂电阻、电源E（电动势，内阻不计）、电流表。（量程，内阻）、电流表（量程，内阻约）、定值电阻（阻值）、定值电阻（阻值）、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知，型号铂电阻测温时的工作电流在之间，在范围内，铂电阻的阻值随温度t的变化视为线性关系，如图（a）所示。 完成下列填空： (1)由图（a）可知，在范围内，温度每升高，该铂电阻的阻值增加 ； (2)兴趣小组设计了如图（b）所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是 （填“甲”或“乙”），保护电阻R应选 （填“”或“”）； (3)用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得示数为，示数如图（c）所示，该示数为 ，则所测温度为 （计算结果保留2位有效数字）。 5．（2021·海南·高考真题）在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源E（电动势约，内阻约），待测电阻（阻值小于），电压表V（量程，内阻约），电流表A（量程，内阻约），滑动变阻器（最大阻值），单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。 回答下列问题： （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （填“a”或“b”）端； （2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将拨向 （填“c”或“d”）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是 （填正确选项前的标号）； A．电流表分压        B．电压表分流        C．电源内阻分压 （3）实验时，若已知电流表的内阻为，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将拨向 （填“c”或“d”）；读得电压表的示数为，电流表的示数为，则 （结果保留两位有效数字）。 6．（2021·湖北·高考真题）小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组（电动势E不大于4.5 V、内阻r未知）、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻（用作保护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下： 第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。 第二步∶取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。 第三步∶取下定值电阻R0，将n个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。 请完成如下计算和判断∶ （1）根据上述第二步，与R0、R1、E、r的关系式是= 。 （2）定义，则Y与n、R、R0、E的关系式是Y= 。 （3）已知R0=12.0Ω，实验测得I0=0.182 A，得到数据如下表∶ n 1 2 3 4 5 In/A 0.334 0.286 0.250 0.224 0.200 Y/A-1 2.500 1.998 1.495 1.030 0.495 根据上述数据作出图像，如图（b）所示，可得R= Ω（保留2位有效数字），同时可得E= V（保留2位有效数字）。 （4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值 影响（选填“有"或“无"）。 7．（2021·全国甲卷·高考真题）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A） 电压表（量程300mV，内阻300） 电流表（量程300mA，内阻0.27） 定值电阻R0 滑动变阻器R1（阻值0-20） 电阻箱R2（最大阻值9999.9） 电源E（电动势6V，内阻不计） 开关S、导线若干。 完成下列填空： （1）有3个阻值分别为10、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为 的定值电阻； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 （填“a”或“b”）端； （3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为 （保留1位有效数字）； （4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为 。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0 （5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻 （填“增大”“减小”或“不变”）； （6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率P1= W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为P2，则= （保留至整数）。 8．（2021·河北·高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（，），直流电源（），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。 （1）根据图1，完成图2中的实物连线 ； （2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是 （单项选择，填正确答案标号）； A．电流表短路 B．滑动变阻器的滑片接触不良 C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端 （3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为 （保留三位有效数字）。 9．（2020·海南·高考真题）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），待测定值电阻，电源E（电动势，内阻不计），单刀开关S，导线若干： 回答下列问题： （I）实验中滑动变阻器应采用 接法（填“限流”或“分压”）； （2）将虚线框中的电路原理图补充完整 ； （3）根据下表中的实验数据（、分别为电压表﹑的示数），在图（a）给出的坐标纸上补齐数据点，并绘制图像 ； 测量次数 1 2 3 4 5 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82 （4）由图像得到待测定值电阻的阻值 （结果保留三位有效数字）； （5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻（阻值约为）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图 。 10．（2020·江苏·高考真题）某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表， mA为电流表，E为电源（电动势约），R为滑动变阻器（最大阻值），为定值电阻，S为开关。 (1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整 。 (2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表： 电压 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线 。 (3)根据作出的图线可知，该元件是 （选填“线性”或“非线性”）元件。 (4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻，会导致的两个后果是 。 A．电压和电流的测量误差增大 B．可能因电流过大烧坏待测元件 C．滑动变阻器允许的调节范围变小 D．待测元件两端电压的可调节范围变小 11．（2020·全国II卷·高考真题）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。 （1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线 。 （2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U= ，流过小灯泡的电流I= 。为保证小灯泡的安全，I1不能超过 mA。 （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。 I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R= Ω（保留1位小数）。 （4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于 Ω（保留1位小数）。 12．（2020·全国I卷·高考真题）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题： （1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在 （填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。 （2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线 （填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 Ω（保留1位小数）。 （3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 Ω（保留1位小数）。 新题速递 1．当温度降低时，导体的电阻率将会减小。1911年，科学家发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到，这种现象叫做超导现象。超导材料有广泛的应用前景，下列关于超导材料的说法中正确的是（　　） A．超导材料可用来制作输电线 B．超导材料可用来制作保险丝 C．超导材料可用来制作电热丝 D．超导材料可用来制作滑动变阻器的电阻丝 2．白炽灯的灯丝是由钨制成的，下列说法中正确的是（　　） A．由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体，故两种情况下电阻相同 B．白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻 C．白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻 D．条件不足，不能确定 3．为了测量小灯泡的电功率，某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“”字样的小灯泡电阻约为，电源电压为6V。 (1)图甲是未连接好的电路，请在图中用笔画线代替导线连接好电路。 (2)电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 （填数字编号）。 ①电流表断路 ②小灯泡短路 ③小灯泡灯丝断了 ④滑动变阻器短路 (3)排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学发现此时电压表的示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端移，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 (4)根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，他根据多组实验数据描绘出的图像如图丙所示，主要原因是：灯丝电阻随温度而变化。若小灯泡的额定功率与某次工作时的实际功率满足，则以下关于额定电压与实际电压的数值关系，你认为最有可能的是___________（填数字编号）。 A． B． C． D． 4．小南同学从电动玩具上拆下来一个额定电压为3V、内阻恒定的小型直流电动机，如图甲所示，为了研究该直流电动机的伏安特性曲线，他在实验室找到如下实验器材： A．电流表A1（量程300mA，内阻约为0.5Ω） B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω） C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ） D．滑动变阻器R（5Ω，2A） E.1.5V干电池两节，内阻不计 F.开关、导线若干 (1)为了提高实验的测量精度，电流表应选 （选填“A1”或“A2”），测量实验电路图应选 ； A．      B． C．    D． (2)根据（1）中所选实验电路图连接好电路，闭合开关S后，调节滑动变阻器，逐渐增大电动机两端的电压，发现电压比较小时，电动机不转，当电压增大到某个值后，电动机开始转动。记录下实验过程中电压表和电流表的读数，并根据实验数据描点如图乙所示，当电压U=1.50V时，电动机的输入功率为 W，电动机的输出功率为 W；（结果均保留三位有效数字） (3)根据图乙数据，电动机开始转动以后，随着电压的增大，电动机的效率逐渐 （选填“减小”“不变”或“增大”）。 5．某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有： 待测二极管D（电压范围0~0.65V，电流范围约为0~0.4A） 电源E（电动势为2.0V，内阻较小） 电压表（量程1.0V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为3Ω） 滑动变阻器（最大阻值10Ω） 滑动变阻器（最大阻值200Ω） 电键S及导线若干。 (1)该同学在连接如图的电路时，其中滑动变阻器应该选择 （填“”或“”），导线Q端应该接于 处（填“a”或“b”），导线P端应该接于 处（填“c”或“d”）。 (2)该同学将测得的结果绘制成图像如图，由图得二极管阻值为2.0Ω时，二极管消耗的功率为 W（保留两位有效数字）。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响，当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略 （填“大”或“小”）。 6．兴趣小组要测量未知电阻Rx的阻值。 (1)该小组先设计了如图甲所示电路，实验时将电压表负极接线分别试触a和b发现电压表示数变化更明显，则电压表应该接 （选填“a”或“b”），测得结果R测 R真（选填“>”“=”或“<”）； (2)为了消除电表内阻对测量的影响，该小组又设计了如图乙所示电路，操作步骤如下： ①连接好实验电路，闭合开关S1和S2； ②让滑动变阻器R1滑片在合适位置不动，调节滑动变阻器R2，使灵敏电流计示数为0，记录此时电压表示数U和电流表示数I； ③改变R1滑片位置，重复步骤2，记录多组U、I值； ④断开开关，整理好仪器，描绘U−I图像。 请回答下列问题： （i）电路中电源E2的左端是其 极（选填“正”或“负”）； （ii）某次实验时发现通过灵敏电流计的电流由c指向d，则应该调节R2的滑片向 移动（选填“左”或“右”）； （iii）由U−I图像可得待测电阻的阻值Rx= Ω。 7．1954年CS史密斯在对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现半导体硅和锗具有压阻效应，其电阻值随其所受压力的变化而变化，利用这个特性可制作成压阻元件。一兴趣小组利用下面器材探究压阻元件的相关特性： A．压阻元件 B．滑动变阻器R，阻值范围约 C．毫安表G，量程2.5 mA，内阻 D．电压表V ，量程3 V，内阻 E.两节干电池，电动势1.5 V，内阻很小 F.开关S、导线若干 (1)利用图1电路，测量压阻元件不受压力时的电阻，毫安表的读数为0.75 mA，电压表的读数如图2所示，则此时压阻元件两端的电压为 V；由此可算出该压阻元件不受压力时的阻值 。 (2)兴趣小组利用图3所示电路测量压阻元件的伏安特性曲线，请完成连线 并判断开始测量前滑动变阻器滑片应置于 端（选填“a”或“b”）。 (3)兴趣小组完成图3电路连线后，移动滑动变阻器滑片保持电压表读数为，对压阻元件施加不同的压力F，读出毫安表的读数I，得到数据如下表，发现毫安表的读数I与压力F成线性关系，写出了I与F的关系式。 F/N 20 40 60 80 100 120 I/mA 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 请利用表中数据结合图3电路写出压阻元件电阻值R与其所受压力F的关系式 。 (4)由此可知，对压阻元件施加的压力时，压阻元件的阻值 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $