第六周 电源　电流　电阻和电阻率（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

第六周　电源　电流　电阻和电阻率　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题 1.铜是人类最早使用的金属。早在史前时代，人类就开始采掘露天铜矿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。现有一横截面积为S的铜导线，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，电流的微观表达式为I=neSv，下列说法正确的是 (　　) A.v表示自由电子定向移动的平均速率，也是热运动的速率 B.I=neSv是由I=推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素 C.由I=可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 D.从微观上看，电子运动的速率越大，电流一定越大 2.我国从月球取回的月壤中，发现了少量的天然石墨烯，石墨烯是人类迄今为止发现的导电性能最好的材料。用石墨烯制成的一段粗细均匀的导体，通过该导体的电流为I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为v;当通过该导体的电流为2I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为 (　　) A.v B.2v C.4v D.8v 3.超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数:临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为Hc=Hc0，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是 (　　) A.若温度低于Tc，超导体一定处于超导态 B.若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态 C.若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态 D.若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态 4.如图所示，长方体容器的左右两侧面a、b由导电金属材料制成，其余侧面均为玻璃，现不断向容器内倒入导电溶液，则a、b之间的电阻 (　　) A.不断变大 B.不断变小 C.保持不变 D.无法判断变化 5.某同学将待测量的金属丝单层缠绕在圆柱形铅笔上，测得N圈的电阻丝宽度为d，电阻丝的总阻值为R，总长度为L，则该电阻丝的电阻率为 (　　) A. B. C. D. 6.(双选)人体含水量约为70%，水中有钠、钾等离子存在，因此水电阻率低，脂肪电阻率高。某人体脂肪秤，根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。其测量电阻的原理就是利用秤体表面的电极片向一只脚输入一定的安全电压，电流经过双腿后从另一只脚流出，测量流出电流，就可以测得人体电阻，电流流向如图所示。一般情况下 (　　) A.人体缺水时不会对测量结果有影响 B.使用脂肪秤时，不可以穿袜子和鞋子 C.对于脂肪含量相同，腿粗细相同的两个人，腿长的人比腿短的人电阻要大 D.对于两个体型相同的人，脂肪含量高的人比脂肪含量低的人电阻小 7.(双选)1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型，电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为m，电荷量为-e，氢原子核电荷量为+e，静电力常量为k，电子绕氢原子核做匀速圆周运动的半径为r。已知在孤立点电荷q的电场中，以无限远处电势为0时，距离该点电荷为r处的电势φ=。下列说法正确的 (　　) A.电子做匀速圆周运动的速率v=e B.电子绕氢原子核运动时等效电流为 C.电子绕氢原子核运动一周时，该氢原子核施加的库仑力对其做功W= D.若无限远处电势为零，电子绕氢原子核运动的动能和电势能的总和为- 二、非选择题 8.(14分)图乙中a、b、c是同种材料制成的导体，a、b粗细相同，但b比a长;a、c长度相同，但c比a粗;a、d长度和粗细都相同，但d与a材料不同。 (1)如图甲所示为金属导体A、B的U-I图像。对任一导体，可以得出什么结论?哪个导体对电流的阻碍作用较大?(4分) (2)对图甲中任一导体，R=叫作该导体的电阻。如图乙所示，可通过什么来定量比较a、b、c、d的电阻大小?(4分) (3)如图乙所示，如何应用控制变量法研究导体电阻与长度、横截面积及材料之间的定量关系?(6分) 9.(16分)某均匀直金属丝长L=0.8 m，横截面积S=4.0×10-8m2，将该金属丝接入电路后，其两端的电压U=24 V，在t=30 s内有q=36 C的电荷量通过该金属丝的横截面。求: (1)金属丝中的电流I。(4分) (2)金属丝材料的电阻率ρ。(6分) (3)金属丝中之所以形成电流，是因为其内部存在恒定电场。已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C，求金属丝中一个电子在此恒定电场中所受的电场力大小F。(6分) 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 第六周 1.选B　v表示自由电子定向移动的平均速率，不是热运动的速率，故A错误；I=neSv是由I=推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素，故B正确；I=为电流的定义式，电流I与电荷量q和时间t无关，故C错误；从微观上看，在单位体积内的电子数n和导体横截面积S一定的情况下，电子运动的速率越大，电流一定越大，故D错误。 2.选B　由电流的微观表达式I=nqSv可知，对于同一段粗细均匀的导体，电流I与自由电荷定向移动的平均速率v成正比，故当通过该导体的电流为2I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为2v。 3.选B　若温度低于Tc，但磁场强度高于Hc，超导体处于正常态，A错误；温度不超过Tc，磁场强度低于Hc时，超导体处于超导态，所以温度升高且不超过Tc时，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态，B正确；温度低于Tc，根据Hc=Hc0得，Hc<Hc0 ，若外加磁场强度大于Hc0，则外加磁场大于临界磁场，超导体处于正常态，C错误；若温度高于Tc，超导体处于正常态，D错误。 4.选B　根据R=ρ，可知当不断向容器内倒入导电溶液，a、b之间电阻的横截面积变大，可知a、b间电阻变小。 5.选D　N圈的电阻丝宽度为d，则电阻丝的直径为D=，电阻丝的横截面积为S=π，由电阻定律有R=ρ，解得ρ=。 6.选BC　人体缺水时，导电能力减弱，电阻会增大，故A错误；使用脂肪秤时，电流从人体流过，袜子和鞋子一般都是绝缘体，故不可以穿袜子和鞋子，故B正确；脂肪含量相同，电阻率相同，腿粗细相同，横截面积相同，腿长的人相当于电阻更长，电阻更大，故C正确；对于两个体型相同的人，脂肪含量高的人比脂肪含量低的人电阻率大，故电阻大，故D错误。 7.选BD　电子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有k=m，解得电子的速率v=e，A错误；电子绕氢原子核运动时等效电流为I===，B正确；电子绕氢原子核运动一周时，该氢原子核施加的库仑力方向与速度方向始终垂直，可知库仑力对其做功为零，C错误；若无限远处电势为零，电子绕氢原子核运动的动能和电势能的总和为E=Ek+Ep=mv2+=-，D正确。 8.解析：(1)对导体A(或导体B)电流与它两端的电压成正比，导体A(或导体B)的电压与电流的比值是定值，但是两者的比值不相等；电压相同时，A的电流小，说明A对电流的阻碍作用大。 (2)由于a、b、c、d四段导体是串联的，每段导体的电流都相等，所以每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，电压之比就是电阻之比，即可通过电压来定量比较a、b、c、d的电阻大小。 (3)通过比较a、b长度之比与对应电压之比，若比值相等，则导体电阻与长度成正比；通过比较a、c横截面积之比与对应电压的反比，若比值相等，则导体电阻与横截面积成反比；a、d的电压不同，则电阻不同，则电阻与材料有关。 答案：(1)结论见解析　A　(2)电压　(3)见解析 9.解析：(1)该金属丝中的电流I=，得I=1.2 A。 (2)金属丝的电阻R==20 Ω，根据电阻定律R=ρ 解得ρ=1.0×10-6 Ω·m。 (3)金属丝内部恒定电场的电场强度大小为E= 一个电子所受的电场力F=eE 解得F=4.8×10-18 N。 答案：(1)1.2 A　(2)1.0×10-6Ω·m　(3)4.8×10-18 N $