内容正文:
题组1 对电阻定律的理解
1.一阻值为R的均匀电阻丝,长为L,横截面为一半径为r的圆。若该电阻丝长度增大三倍,横截面半径增大一倍,则电阻丝阻值为( )
A.R B.2R C.3R D.4R
解析:选A。根据电阻定律R=ρ=ρ,可知当电阻丝长度增大三倍,横截面半径增大一倍时,电阻丝的阻值R′=ρ=ρ=ρ=R,可知电阻丝的电阻不变。
2.(多选)某根标准电阻丝的电阻为R,接入电压恒定的电路中,要使接入电路的电阻变为R,可采取的措施是( )
A.剪其一半的电阻丝接入
B.并联相同的电阻丝接入
C.串联相同的电阻丝接入
D.对折原电阻丝后再接入
解析:选AB。由电阻定律R=ρ可知,剪去一半的电阻丝,长度变为原来的,电阻减小为R,A正确;并联相同的电阻丝后,横截面积变为原来的2倍,电阻减小为R,B正确;串联一根相同的电阻丝后,长度变为原来的2倍,电阻变为原来的2倍,C错误;对折原电阻丝后,长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,总电阻变为原来的,D错误。
题组2 电阻R和电阻率ρ的比较
3.下列说法正确的是( )
A.导体的电阻由导体本身决定,与温度无关
B.电阻率ρ的单位是Ω·m
C.将一根均匀电阻丝拉长为原来的2倍,则电阻丝的电阻也变为原来的2倍
D.通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
解析:选B。导体的电阻除了与导体本身有关,还与温度有关,故A错误;根据电阻定律R=ρ可得ρ=,可知电阻率的单位是Ω·m,故B正确;将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长为原来的2倍,则横截面积变为原来的,由电阻定律R=ρ可知,其电阻变为原来的4倍,故C错误;根据电流的定义式I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大,故D错误。
4.如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,厚为c,电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则下列选项中不正确的是( )
A.该样品的电阻率是R
B.当电流沿CD方向时,可测得样品的电阻为2 R
C.不论电流沿AB方向还是沿CD方向样品的电阻率都不变
D.当电流沿AB方向,且保持样品的长宽相等(即a=b)时,测得样品的电阻会随着a、b值的增大而增大
解析:选D。由电阻公式R=ρ,可得该样品的电阻率ρ==R,故A正确,不符合题意;当电流沿CD方向时,可测得样品的电阻R1=ρ=R·=()2R,故B正确,不符合题意;电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量,它反映物质对电流阻碍作用的属性,它与物质的种类有关,还受温度影响,本题中不论电流沿AB方向还是沿CD方向样品的电阻率都不变,故C正确,不符合题意;当电流沿AB方向,且保持样品的长宽相等(即a=b)时,此时电阻为R2=ρ=ρ=ρ,则样品的电阻在a、b不为0的情况下,与a、b值的大小无关,只与c的大小有关,故D错误,符合题意。
题组3 导体的伏安特性曲线
5.(2025·江苏盐城市合格考模拟)某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点,得到如图所示的甲、乙、丙、丁四个点,则电阻阻值最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析:选B。根据R=可知,题图中的点与原点连线的斜率越大,则电阻越大,可知乙的电阻最大。
6.(多选)(2025·甘肃酒泉市期中)导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。某导体的伏安特性曲线如图所示,直线a是伏安特性曲线上b点的切线,关于导体的电阻下列说法正确的是( )
A.当电压是4 V时,导体的电阻为22.5 Ω
B.当电压是4 V时,导体的电阻为10 Ω
C.导体的电阻随着电压的增大而减小
D.导体的电阻随着电压的增大而增大
解析:选BD。当电压是4 V时,导体的电阻R== Ω=10 Ω,故A错误,B正确;伏安特性曲线上的点与原点连线斜率的倒数表示电阻,随着电压的增大,曲线上各点与原点连线的斜率的倒数逐渐增大,可知导体的电阻随着电压的增大而增大,故C错误,D正确。
7.A、B两电阻的U-I图线如图所示,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的阻值随电流的增大而增大
B.电阻A的阻值随电流的增大而增大,电阻B的阻值随电流的增大而增大
C.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻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
解析:选C。由欧姆定律可知,图像上的点到原点的连线的斜率表示电阻,由图可知,图线A上的点到原点的连线的斜率随电流的增大而增大,图线B上的点到原点的连线的斜率不随电流的变化而变化,即电阻A的阻值随电流的增大而增大,电阻B的阻值不随电流变化而变化,A、B错误;两图线交点处,电流与电压的大小相等,由欧姆定律可知,此时两电阻的阻值相同,C正确,D错误。
8.(2024·广西卷,T6) 将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙所示,则导体L1、L2的电阻率之比约为( )
A.2∶3 B.2∶1
C.5∶3 D.1∶3
解析:选B。根据电阻定律有ΔR=ρ,根据欧姆定律有ΔU=I·ΔR,整理可得ρ=·,结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比==。
9.(2025·河南洛阳市期中)如图所示,将灯泡的灯丝与小灯泡(电阻恒定) 串联接入电路,闭合开关,使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热,发现小灯泡变暗。下列说法正确的是( )
A.加热过程中,小灯泡变暗,说明灯丝电阻变小
B.移走酒精灯后,灯丝电阻会逐渐变大
C.该实验说明灯丝电阻随温度升高而增大
D.做实验时,将灯丝变粗,灯丝的电阻率变小
解析:选C。加热过程中,小灯泡变暗,说明电路中电流变小,灯丝电阻变大,移走酒精灯后,灯丝电阻会变小,故A、B错误;该实验说明灯丝电阻随温度升高而增大,故C正确;灯丝的电阻率与灯丝的粗细无关,故D错误。
10.如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比SA∶SB=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面,元电荷e=1.6×10-19 C,则下列说法错误的是( )
A.流经导线A的电流为0.16 A
B.导线A、B的电阻之比为2∶1
C.5 s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面
D.自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比vA∶vB=2∶1
解析:选C。流过A的电流I== A=0.16 A,故A正确,不符合题意;根据电阻定律RA=,RB=,可得==,故B正确,不符合题意;因两段串联,通过两导线的电流相等,所以在相等时间内通过每段导线横截面的电荷量是相等的,故C错误,符合题意;因两段串联,通过两导线的电流相等,又I=neSv,则有==,故D正确,不符合题意。
11.(2025·福建福州市期中)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,设a=1 m、b=0.2 m、c=0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.随着所加电压的逐渐增大,该导电材料的导电性能变差
B.U=10 V时,其电阻R为10 Ω
C.U=10 V时,其电解液的电阻率ρ为0.4 Ω·m
D.该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小
解析:选C。根据欧姆定律及U-I图线,可知图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的大小,故随着所加电压的逐渐增大,该导电材料的电阻变小,导电性能变得更好,A错误;U=10 V时,其电阻R== Ω=20 Ω,B错误;根据电阻的计算公式R=ρ,解得ρ=R=20× Ω·m=0.4 Ω·m,C正确;根据上述分析可知,沿PQ方向通电时电阻RPQ=20 Ω,沿MN方向通电时的电阻RMN=ρ=0.4× Ω=0.2 Ω,D错误。
12.(8分)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?
解析:R== Ω=6×106 Ω
由题意知l=d=10-2 m,S=10-4 m2
由电阻定律R=ρ得
ρ== Ω·m=6×104 Ω·m。
答案:6×104 Ω·m
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