5.1 电阻定律 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

主题五 直流电及其应用 第一节 电阻定律 同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于导体电阻的说法，正确的是（ ） A. 导体的电阻与导体两端的电压成正比 B. 导体的电阻与通过导体的电流成反比 C. 导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压、电流无关 D. 绝缘体的电阻为零 2. 电阻定律的表达式为R=ρL/S，其中ρ表示导体的电阻率，下列关于电阻率的说法正确的是（ ） A. 电阻率与导体的长度成正比 B. 电阻率与导体的横截面积成反比 C. 电阻率由导体的材料和温度决定 D. 所有导体的电阻率都相同 3. 建筑施工中铺设电线时，选择铜导线而非铁导线，主要原因是（ ） A. 铜的密度比铁小 B. 铜的电阻率比铁小 C. 铜的硬度比铁大 D. 铜的熔点比铁高 4. 一根均匀的铜导线，若将其长度拉长为原来的2倍，横截面积不变，其电阻将（ ） A. 增大为原来的2倍 B. 减小为原来的1/2 C. 保持不变 D. 增大为原来的4倍 5. 常温下，下列材料中电阻率最小、导电性能最好的是（ ） A. 橡胶 B. 铜 C. 铁 D. 玻璃 6. 关于电阻定律R=ρL/S的适用条件，下列说法正确的是（ ） A. 仅适用于金属导体 B. 适用于所有导体和绝缘体 C. 适用于温度不变时的均匀导体 D. 适用于任何温度下的导体 7. 两根材料相同、横截面积相等的导线，长度之比为2:1，则它们的电阻之比为（ ） A. 1:2 B. 2:1 C. 1:4 D. 4:1 8. 建筑电气中，同样规格的导线，在高温环境下的电阻比常温下大，原因是（ ） A. 温度升高，导体的电阻率增大 B. 温度升高，导体的长度增大 C. 温度升高，导体的横截面积减小 D. 温度升高，导体的材料发生改变 9. 一根均匀的电阻丝，阻值为R，若将其截成等长的3段，再把这3段并联起来，总电阻为（ ） A. R/9 B. R/3 C. 3R D. 9R 10. 机械部件中，某导电铜棒的横截面积为S，长度为L，电阻率为ρ，若将其横截面积增大为2S，长度减小为L/2，其电阻变为原来的（ ） A. 1/4 B. 1/2 C. 2倍 D. 4倍 11. 下列措施中，能减小导体电阻的是（ ） A. 增大导体的长度 B. 减小导体的横截面积 C. 选用电阻率更小的材料 D. 提高导体的温度 12. 建筑施工现场的临时用电导线，通常选用较粗的铜导线，目的是（ ） A. 增大导线的电阻，减少电能损耗 B. 减小导线的电阻，减少电能损耗 C. 增大导线的硬度，防止破损 D. 减小导线的密度，方便铺设 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共24分） 13. 电阻定律的内容为：在温度不变时，导体的电阻R与它的__________成正比，与它的__________成反比，还与导体的__________有关，表达式为__________。 14. 电阻率是描述材料__________性能的物理量，其符号为__________，单位是__________（Ω·m）；电阻率越小，材料的导电性能越__________。 15. 常温下，金属导体的电阻率随温度的升高而__________，绝缘体的电阻率随温度的升高而__________；超导体在某一低温下电阻率会突然变为__________，成为超导体。 16. 两根材料相同的导线，其电阻之比R₁:R₂=4:1，长度之比L₁:L₂=2:1，则它们的横截面积之比S₁:S₂=__________。 17. 建筑电气布线中，铜导线的电阻率ρ铜=1.7×10⁻⁸Ω·m，一根长度为100m、横截面积为1mm²的铜导线，其电阻为__________Ω（1mm²=1×10⁻⁶m²）。 18. 机械加工中，为减小导电部件的电阻，可采取的措施有：选用__________小的材料、增大部件的__________、减小部件的__________。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业知识，说明电阻定律在建筑电气导线选材和铺设中的具体应用；简述施工现场为什么不能用细导线代替粗导线为大功率设备供电。 20. 分别画出“相同材料、不同长度的导体电阻对比”和“相同材料、不同横截面积的导体电阻对比”的示意图，标注关键物理量，并结合电阻定律解释示意图反映的规律。 四、综合应用题（本题共2小题，第21题10分，第22题14分，共24分） 21. 常温下，一根镍铬合金导线的电阻率ρ=1.1×10⁻⁶Ω·m，长度L=5m，横截面积S=1×10⁻⁶m²，回答下列问题： （1）求该导线的电阻大小； （2）若将该导线对折后使用，长度变为2.5m，横截面积变为2×10⁻⁶m²，求对折后的电阻大小； （3）若将该导线接在6V的直流电源上，通过的电流为0.3A，求此时导线的实际电阻（忽略温度对电阻的影响）。 22. 结合电阻定律的知识和机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）建筑施工现场，一台功率为2kW的电焊机，需用铜导线从配电箱供电，已知铜的电阻率ρ=1.7×10⁻⁸Ω·m，导线长度为20m，允许导线的电阻不超过0.1Ω，求导线的最小横截面积（结果保留两位小数）； （2）机械部件中有一根铁导线，电阻为10Ω，铁的电阻率ρ铁=9.7×10⁻⁸Ω·m，若用横截面积相同的铜导线代替，长度不变，求铜导线的电阻（ρ铜=1.7×10⁻⁸Ω·m，结果保留一位小数）； （3）某建筑电气线路中，有两根相同材料的导线，甲导线长度为10m、横截面积4mm²，乙导线长度为20m、横截面积2mm²，求甲、乙两根导线的电阻之比； （4）简述超导体在机械建筑领域的潜在应用场景，并说明超导体的核心特性。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. C 2. C 3. B 4. A 5. B 6. C 7. B 8. A 9. A 10. A 11. C 12. B 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 长度L；横截面积S；材料；R=ρL/S 14. 导电；ρ；欧姆米；好 15. 增大；减小；零 16. 1:2 17. 1.7 18. 电阻率；横截面积；长度 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 电阻定律在导线选材和铺设中的应用：①选材：根据电阻定律，优先选用电阻率小的铜、铝等材料作为导线，减少电阻损耗，建筑中主线路常用铜导线；②铺设：同一材料的导线，铺设时根据用电设备的功率确定导线横截面积，大功率设备选用横截面积更大的导线，同时尽量缩短导线铺设长度，减小电阻。 不能用细导线代替粗导线为大功率设备供电的原因：大功率设备工作时通过的电流大，细导线横截面积小，根据R=ρL/S，其电阻更大；由Q=I²Rt可知，相同时间内细导线产生的电热更多，容易导致导线温度过高，引发绝缘层燃烧、短路甚至火灾，同时大电阻会造成严重的电能损耗，影响设备正常工作。 20. 示意图及规律解释 ①相同材料、不同长度的导体电阻对比示意图：画两根横截面积相同的圆柱形导体，标注材料均为铜，横截面积均为S，长度分别为L和2L（L₁=L，L₂=2L），电阻分别标注R₁和R₂。规律：根据R=ρL/S，材料、横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比，长度越长，电阻越大，故R₂>R₁。 ②相同材料、不同横截面积的导体电阻对比示意图：画两根长度相同的圆柱形导体，标注材料均为铜，长度均为L，横截面积分别为S和2S（S₁=S，S₂=2S），电阻分别标注R₁和R₂。规律：根据R=ρL/S，材料、长度相同时，导体的电阻与横截面积成反比，横截面积越大，电阻越小，故R₂<R₁。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）由电阻定律得，R=ρL/S=1.1×10⁻⁶Ω·m×5m/(1×10⁻⁶m²)=5.5Ω （2）对折后R'=ρL'/S'=1.1×10⁻⁶Ω·m×2.5m/(2×10⁻⁶m²)=1.375Ω （3）由欧姆定律得，实际电阻R''=U/I=6V/0.3A=20Ω 答：（1）5.5Ω；（2）1.375Ω；（3）20Ω。 22. （1）由R=ρL/S得，S=ρL/R 代入数据：S=1.7×10⁻⁸Ω·m×20m/0.1Ω=3.4×10⁻⁶m²=3.40mm² 即导线的最小横截面积为3.40mm²。 （2）设铁导线和铜导线的长度为L，横截面积为S 铁导线：R铁=ρ铁L/S=10Ω；铜导线：R铜=ρ铜L/S 则R铜=(ρ铜/ρ铁)×R铁=(1.7×10⁻⁸/9.7×10⁻⁸)×10Ω≈1.7Ω （3）由R=ρL/S，设材料的电阻率为ρ R甲=ρL甲/S甲，R乙=ρL乙/S乙 R甲:R乙=(L甲/L乙)×(S乙/S甲)=(10m/20m)×(2mm²/4mm²)=1:4 （4）超导体潜在应用场景：①建筑供电线路：用超导体制作输电导线，电阻为零，无电能损耗，提高供电效率；②机械大型设备的电机：超导体电机电阻为零，发热少，能耗低，功率更大；③建筑电磁起重设备：超导体产生强磁场，提升起重能力且能耗低。 超导体核心特性：在某一临界温度下，电阻率突然变为零，具有完全导电性；同时具有完全抗磁性，能排斥磁场。 答：（1）3.40mm²；（2）1.7Ω；（3）1:4；（4）应用场景和核心特性见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $