3.2 决定导体电阻大小的因素 同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

**基本信息** 聚焦电阻定律及应用，分层设计基础巩固、综合应用、实验探究三层次，覆盖从单一公式到实验计算的知识进阶，适配新授课分层教学需求，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|电阻定律、电阻率、电流微观式|1-15题以选择为主，如长方体样品电阻计算（1题），强化单一知识点应用| |综合应用|电阻与电路、材料特性综合|16-19题设多选题，如超导导线电阻与电子速率计算（16题），提升科学推理能力| |实验探究|伏安法测电阻、实际问题解决|20-22题含填空与计算，如测铜导线长度实验（22题），体现科学探究与社会责任|

3.2 决定导体电阻大小的因素（粤教版） 1．如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是(      ) A.样品的电阻率为 B.若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C.若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D.若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 2．一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，已知电流微观式为，其中n为单位体积电子个数，e为元电荷，S为导线横截面积，则下列说法中正确的是(      ) A.此时金属导线的阻值为2R B.此时通过金属导线的电流为 C.此时自由电子定向移动的平均速率为 D.此时自由电子定向移动的平均速率为 3．嫦娥六号采用了大量的传感器。某金属热电阻和热敏电阻的阻值随温度T变化的关系图像如图所示，下列说法正确的是(      ) A.金属热电阻不可用来做电阻温度计 B.金属热电阻在温度上升时导电能力增强 C.热敏电阻的阻值随温度变化得不明显 D.它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 4．如图所示，长方体容器的左右两侧面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 5．2025年12月，中国科学家制备的单层金属铋薄膜入选《物理世界》年度“十大科学突破”，其厚度仅为头发丝直径的二十万分之一。如图所示，一张长为L宽为b的单层铋薄膜，其厚度为d（约），室温电导率为（其中），沿长度方向通入电流，则其电阻R的表达式可能为(      ) A. B. C. D. 6．如图所示，A、B是材料相同厚度相同、表面为正方形的金属导体，两正方形的边长之比为2:1，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体A与B(      ) A.电阻率之比为。 B.电阻之比为 C.串联在电路中，两端的电压之比为 D.并联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 7．有两根均匀铜导线A，B 拼接在一起，它们的长度之比，半径之比，将它们按如图所示的方式接入电路，则 A、B 两部分的电阻之比为(      ) A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1 8．如图甲所示，和是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但的尺寸比大得多，把它们分别连接在如图乙所示的电路的A、B两端，接时电压表的读数为，接时电压表的读数为，则下列判断正确的是(      ) A. B. C. D. 9．如图甲所示，一根直径为D，长为L的均匀圆柱形金属导体的阻值为R，现将该金属导体沿直径分为两个完全相同的半圆柱形导体，并分别按照图乙和图丙的方式用导线连接，则下列说法中正确的是(      ) A.该种金属的电阻率为 B.分割后导体的电阻率减半 C.用图乙的方式连接后，整体的总电阻为 D.用图丙的方式连接后，整体的总电阻为4R 10．某同学用伏安法对4个长度和横截面积均相同的电阻各测量一次，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在坐标系中描点，得到甲、乙、丙、丁四个点，如图所示.则电阻率最大的是（） A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 11．防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害，其装置如图1。其内部结构是一个螺旋状的相互绝缘的细水管道，结构如图2，它实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3。下列分析正确的是(      ) A.漏电时“隔电墙”能完全隔断电流 B.安装“隔电墙”后，则无需注意安全用电了 C.“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的 D.“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的 12．如图所示，粗细均匀的电阻丝两端点A、B间的电阻为R，C为AB的中点。现将AB对折并将A、B连接，下列说法正确的是(      ) A.对折后电阻丝的电阻率变大 B.对折后电阻丝的电阻率变小 C.对折后A、C间电阻为 D.对折后A、C间电阻为 13．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是(      ) A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻 14．有一根长为L的均质金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积内自由电子数为n，在金属棒两端加上恒定的电压U，棒内随即产生恒定的电流，已知电子的带电荷量为e，则金属棒内自由电子定向移动的平均速率为(      ) A. B. C. D. 15．如图所示，用某种金属材料制成长为a、宽为b、高为c的长方体，且。电流沿方向时测得的电阻为，电流沿方向时测得的电阻为，电流沿方向时测得的电阻为，则等于(      ) A. B. C. D. 16．某量子计算机采用超导量子比特作为核心元件，其电流传输通道为纳米级铜导线。已知常温下铜的电阻率为，导线的横截面积为，长度为，每立方米的自由电子数为个，电子的电荷量为。若在导线的两端施加的电压，则(      ) A.导线的电阻为 B.导线的电阻为 C.导线中自由电子定向移动的速率约为 D.导线中自由电子定向移动的速率约为 17．电熨斗构造示意图如图所示，其中温度敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属的，可造成双金属片的形变。观察电熨斗的构造，以下说法正确的是(      ) A.双金属片的作用是控制电路的通断 B.常温下，电熨斗的上下触点是接触的 C.当温度过高时，双金属片向上弯曲 D.熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋 18．从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，导体内有电场，自由电子就会定向移动。现对电路中长度为L的圆柱形金属直导线进行分析：设导线电阻率为，导线内电场强度为E，两端电压为U，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。将导线中电流强度与导线横截面积的比值定义为平均电流密度，其大小用j表示。则下列表达式正确的是(      ) A. B. C. D. 19．物理学中，常通过两个物理量的比值来表征研究对象的某种固有性质，这种科学的定义方法被称为比值定义法。下列物理量的研究过程中，采用了比值定义法的是(      ) A. B. C. D. 20．电子式互感器是数字变电站的关键装备之一，如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ab间为相同电阻材料，ac段长度和cd段长度相同，cd段横截面积是ac段的2倍。在某次测量中，ab间输入电压为U时，流过ac段的电流______________________（填“>”、“=”或“<”）流过cd段的电流，ac段和cd段的电阻之比为______________________，cd端的输出电压为______________________。 21．如图所示，A为电解槽，N为电炉，当S、闭合、断开时，电流表示数；当S、闭合、断开时，电流表示数.已知电源电动势，电源内阻，电解槽内阻，求： （1）电炉N的电阻. （2）当S、闭合、断开时，电能转化为化学能的功率. 22．为了开展课外探究活动，某兴趣小组通过电商平台购买了一捆标称长度的铜导线，同学们想测定其实际长度。实验室可供使用的器材如下： 电流表：量程，内阻约； 电压表：量程，内阻约； 滑动变阻器R：最大阻值； 定值电阻：； 电源：电动势，内阻可不计； 开关、导线若干。 设计的实验操作方案如下： （1）从课本查得铜的电阻率。 （2）使用螺旋测微器测量铜导线的直径，示数如图甲所示，可知铜导线的直径____________。 （3）根据如图乙的电路图测定铜导线电阻，在某次测量中，电压表示数如图丙所示，读数______V时，电流表示数如图丁所示，读数______A。 （4）根据前面测量数据，计算得整捆铜导线的长度______m（保留三位有效数字）。 参考答案 1．答案：B 解析：A.通过样品的热功率 可得样品沿C、D方向的电阻为 根据电阻定律有 解得，故A错误； B.样品沿A、B方向的电阻为 若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为，故B正确； C.若在C、D间加上电压U，通过样品的电流为 由电流的微观表达式 可得，故C错误； D.若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压，故D错误。 故选B。 2．答案：C 解析：将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的倍，根据电阻定律，分析得到电阻变为原来的4倍，故A错误；根据欧姆定律可知，电流I变为原来的，即为，故B错误；电流的微观表达式，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积S变为原来的倍，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。 3．答案：D 解析：金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，这样的金属可以制成温度传感器，称为热电阻，可用来做电阻温度计，故A错误；金属热电阻在温度上升时，电阻变大，导电能力减弱，故B错误；热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，其阻值变化明显，故C错误；金属热电阻和热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D正确。 4．答案：B 解析：根据，则当不断向容器内倒入导电溶液，液体的横截面积变大，可知ab间电阻减小。 故选B。 5．答案：A 解析：从电导率单位表达可知，电导率为电阻率的倒数，再根据电阻定律 可得电阻。 故选A。 6．答案：D 解析：A. A、B 是材料相同，则电阻率相同，故A错误； B.根据题意可知， 结合电阻定律可知，A、B的电阻之比为，故B错误； C.串联电路电流相等，A、B电阻的阻值相等，根据欧姆定律可知，AB电阻两端的电压相等，即两电阻两端的电压之比为，故C错误； D.并联在电路中两电阻两端电压相同，又因为A、B的电阻之比为，根据欧姆定律可知A、B电阻的电流相等，根据电流的微观表达式 可知自由电子在导体A与B中的定向移动速率之比为，故D正确。 故选D。 7．答案：A 解析：根据 可知 故选A。 8．答案：C 解析：和是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，根据电阻定律可知 可见，厚度相同、上下表面都为正方形的导体，尽管尺寸不同，但电阻相同，所以 因为电阻相等，所以电压表的读数也相等，所以 故C正确，ABD错误。 故选C。 9．答案：D 解析：A.该金属的电阻率，故A错误； B.导体的电阻率只由导体的材质决定，与形状无关，故B错误； C.如题图乙所示，每个半圆柱体的电阻为2R，并联后总体的电阻为R，故C错误； D.如题图丙所示，每个半圆柱体的电阻为2R，串联后总电阻为4R，故D正确。 故选D。 10．答案：C 解析：根据 可知四个点与原点连线的斜率最大的丙，则丙的电阻最大；根据 四个电阻的长度和横截面积均相同，可知丙的电阻率最大。 故选C。 11．答案：C 解析：ABC．“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻，从而在漏电时可以通过减小电流来保护人体安全，则漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流电阻，所以安装“隔电墙”后，仍需需注意安全用电，选项AB错误，C正确； D．由以上分析可知，“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻，不是改变水的电阻率，选项D错误。故选C。 12．答案：D 解析：AB.电阻率是材料自身的属性，与形状无关，AB错误； CD.由电阻定律可知，对折前A、C与B、C间的电阻均为，对折后相当于两个的电阻并联，，故C错误，D正确。 故选D。 13．答案：C 解析：定值电阻阻值不随温度以及光照强度的变化而变化；热敏电阻阻值随温度的变化而变化；光敏电阻阻值随光照强度的变化而变化； A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻，选项A错误； B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件可能是定值电阻，也可能是光敏电阻，选项B错误； C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻，选项C正确； D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件可能是定值电阻，也可能是热敏电阻，选项D错误。 故选C。 14．答案：B 解析：金属棒电阻为 ，根据欧姆定律，电流 电流的微观表达式为 ，联立两式得 约去横截面积，得 故选B。 15．答案：D 解析：设金属材料的电阻率为，根据电阻定律可得，电流沿方向时电阻，电流沿方向时电阻，电流沿方向时电阻，则，D正确。 16．答案：AD 解析：AB.根据电阻定律可得导线的电阻为，故A正确，B错误； CD.根据欧姆定律可得导线中的电流为 又因为电流的微观表达式为 代入数据联立解得导线中自由电子定向移动的速率为，故C错误，D正确。 故选AD。 17．答案：ABD 解析：双金属片上层的膨胀系数大于下层的膨胀系数，当温度升高时，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，即金属片向下弯曲，故C错误；当温度过高时，双金属片向下弯曲使触点断开，电熨斗停止加热，常温下，电熨斗的上下触点是接触的，电熨斗处于加热状态，故双金属片的作用是控制电路的通断，故AB正确；熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，即温度较高时金属片才能离开触点，故要将调温旋钮旋转下降，保证在温度未达到一定值时，两触点不断开，故D正确。 18．答案：AD 解析：A.电流的微观表达式为 则平均电流密度为，故A正确； BCD.根据电阻定律有，又，， 求得，，，故BC错误，D正确。 故选AD。 19．答案：AD 解析：A.电阻反映导体对电流的阻碍作用，与电流和电压无关，采用了比值定义法。故A正确； B.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面有关。是决定式。故B错误； CD.电容反映电容器储存电荷的能力，与有关，与无关。是决定式，定义式。故C错误，D正确。 故选AD。 20．答案：=；； 解析：由电阻定律段长度和cd段长度相同，cd段横截面积是ac段的2倍，所以ac段和cd段的电阻之比为2:1两电阻串联在电路中，电流相等，所以流过ac段的电流=流过cd段的电流。 ab间输入电压为U时，由欧姆定律所以 21．答案：（1） （2） 解析：（1）根据闭合电路欧姆定律， 解得. （2）电源功率， 热功率， 电能转化为化学能的功率， 解得. 22．答案：0.900/0.899/0.898/0.901；2.30V；0.50A；59.9m/60.0m/59.8m 解析：（2）根据图甲，可知铜导线的直径； （3）电压表量程为0~3V，读数为2.30V；电流表量程为0~0.6A，读数为0.50A； （4）由电阻定律，可求铜导线的长度，其中由第三问可知 已知，故 铜导线的横截面积 解得横截面积 由题知铜的电阻率 综上计算得 学科网（北京）股份有限公司 $