3.2电阻(讲义)物理鲁科版必修第三册
2026-07-23
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精品
摘要:
本讲义聚焦“恒定电流”中电阻的核心知识点,从电阻的定义及物理意义切入,通过实验探究影响电阻的因素(控制变量法),进而推导电阻定律,最后延伸至电阻率的物理意义及超导现象,构建递进式学习支架。
资料设计亮点在于融合科学探究与科学思维,如通过控制变量法实验培养探究能力,结合导线变形、分段电阻等实例深化电阻定律应用,辅以分层练习(随学随练、基础通关等)。课中助力教师高效授课,课后帮助学生查漏补缺,提升物理观念与问题解决能力。
内容正文:
第三章
恒定电流
3.2电阻
课标要点
1.知道电阻的定义及物理意义,理解比值定义法,掌握电阻的单位及换算。
2.通过实验探究影响导体电阻的因素,掌握控制变量法的应用。
3.理解电阻定律的内容及表达式,能运用电阻定律进行相关计算。
4.理解电阻率的物理意义,知道电阻率与材料和温度的关系,了解超导现象。
学习重难点
重点:电阻定律的内容与应用、电阻率的物理意义
难点:运用控制变量法探究影响电阻的因素、电阻定律的综合应用
知识点电阻的概念与定义
1. 定义:导体两端的电压与通过导体的电流的比值叫作导体的电阻,用符号R表示。
2. 定义式:R = U/I,其中U为导体两端的电压,I为通过导体的电流。
3. 物理意义:电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻越大,导体对电流的阻碍作用越强。
4. 单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),换算关系:1kΩ=10³Ω,1MΩ=10⁶Ω。
5. 性质:电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,只由导体本身的因素决定。
随学随练
1.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为时,通过的电流是,若将此导线均匀拉长到原来的3倍时,电流仍为,导线两端所加的电压变为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【来源】青海省西宁市大通县朔山中学2025-2026学年高二上学期期中检测物理试卷
【详解】一根粗细均匀的导线,当其两端电压为时,通过的电流是,则导线的电阻为
若将此导线均匀拉长到原来的3倍时,横截面积为原来的,由电阻定律,可知电阻为原来的9倍,由于电流仍为,则导线两端所加的电压变为
故选D。
2.如图所示,由同种材料制成且厚度相等的长方体合金块A和B,上表面为正方形,边长之比为2∶1。A、B分别与同一电压相连。求:
(1)长方体合金块A、B的电阻之比;
(2)通过A、B的电流之比;
(3)A、B中自由电荷定向移动速率之比。
【答案】(1)1:1
(2)1:1
(3)1:2
【来源】甘肃省金昌市永昌县第一高级中学2025-2026学年高二上学期第一次月考物理试卷
【详解】(1)根据
可知长方体合金块A、B的电阻之比1:1;
(2)A、B分别与同一电压相连,根据,可知电流之比为1:1;
(3)根据
可知
可知A、B中自由电荷定向移动速率之比1:2。
3.某一次闪电的过程简化为:当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面为正电荷中心,云底出现大气被强烈电离的一段气柱,可视为半径约50m的圆柱。在闪电前云地之间电势差约为,云地间距离约为900m;第一个闪击中,云地间闪电电流的瞬时值约为,闪击持续时间约为65μs,假定闪电前云地间的电场是均匀的,根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.第一次闪击转移的电荷量约为6.5C
B.被电离的气柱阻值约为
C.闪电前云地间电场强度约为
D.被电离的气柱的电阻率约为
【答案】A
【来源】黑龙江省龙东联盟2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
【详解】A.由题意可知
,t=65μs
由电流的定义可得
A正确;
B.欧姆定律可得
即被电离的气柱的阻值约为,B错误;
C.由于闪电前云地间的电场可看作匀强电场,可得
C错误;
D.由电阻定律可得
代入数据解得被电离的气柱的电阻率为
Ω·m
D错误。
故选A。
知识点影响导体电阻的因素
1. 猜想与假设:导体的电阻可能与导体的长度、横截面积、材料以及温度有关。
2. 探究方法:控制变量法——每次只改变一个因素,控制其他因素不变,研究电阻与该因素的关系。
3. 实验探究过程:
(1) 保持材料和横截面积不变,探究电阻与长度的关系:结论是导体电阻与长度成正比。
(2) 保持材料和长度不变,探究电阻与横截面积的关系:结论是导体电阻与横截面积成反比。
(3) 保持长度和横截面积不变,探究电阻与材料的关系:结论是不同材料的导体电阻不同。
4. 温度对电阻的影响:金属导体的电阻一般随温度升高而增大;半导体的电阻随温度升高而减小。
随学随练
4.(多选)下列关于导体电阻的影响因素,说法正确的是( )
A.常温下,纯金属导体的电阻随温度升高而增大 B.导体的电阻与通过它的电流大小无关
C.粗细相同的两根铝丝,较长的那根电阻更大 D.长度相同的铜丝和铁丝,横截面积也相同时,电阻相同
【答案】ABC
【来源】广东省清远市阳山县南阳中学2025-2026学年高二上学期期中考试物理试题
【详解】A.纯金属的电阻率随温度升高而增大,常温下导体长度、横截面积不变,由电阻定律可知,电阻随温度升高而增大,故A正确;
B.电阻是导体的固有属性,由材料、长度、横截面积、温度共同决定,与通过的电流、两端电压无关,是电阻的定义式而非决定式,故B正确;
C.两根铝丝材料相同,粗细相同即横截面积相同,默认温度相同故电阻率相同,由可知,长度越大电阻越大,较长的铝丝电阻更大,故C正确;
D.铜和铁的电阻率不同,长度、横截面积相同时,由可知,电阻率不同则电阻不同,故D错误。
故选ABC。
5.一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为R1、电阻率为ρ1;将该金属棒的长度拉伸至原来的x倍后,仍为圆柱形,其电阻为R2、电阻率为ρ2。下列关系式正确的是( )
A.ρ2=3ρ1 B.ρ2=6ρ1
C.R2=x2R1 D.R2=xR1
【答案】C
【来源】云南省昆明市云南师范大学附属中学2025-2026学年高二上学期期中物理试题
【详解】AB.电阻率是材料特性,拉伸后材料未变,故,故AB错误;
CD.拉伸后金属棒的体积不变,原体积,拉伸后长度变为,则横截面积变为,根据电阻定律可得拉伸后电阻,故C正确,D错误。
故选C。
6.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化
B.根据公式,电阻R的大小与电压U成正比
C.是电阻的定义式,它适用于测量所有电阻
D.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
【答案】A
【来源】广东省中山市永安中学2024-2025学年高二上学期第一次段考物理试题
【详解】A.导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化,故A正确;
BC.公式是电阻的定义式,属于比值定义法,适用于测量纯电阻电路,电动机类不适用,电阻R的大小与电压U不成正比,故BC错误;
D.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,其大小与导体中有无电流通过无关,故D错误。
故选A。
知识点电阻定律
1. 内容:导体的电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比,还与导体的材料有关。
2. 公式:R = ρ·l/S
式中ρ是比例系数,叫作材料的电阻率,它与导体的材料有关,是反映材料导电性能的物理量。
3. 适用条件:温度不变、粗细均匀的金属导体;浓度均匀的电解液。
4. 理解:
(1) 电阻定律是电阻的决定式,说明电阻由导体的材料、长度、横截面积共同决定。
(2) R=U/I是电阻的定义式,提供了测量电阻的方法,但电阻与U、I无关。
随学随练
7.(多选)如图为某导体的伏安特性曲线,根据图中信息,可以得出( )
A.导体的电阻率随电压的增大而增大
B.导体的电阻率随电压的增大而减小
C.导体两端电压为8V时,电阻约为26.7Ω
D.导体两端电压为8V时,电阻等于10Ω
【答案】BC
【来源】湖南长沙市明德中学2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题
【详解】AB.I-U图像中,图线上的某一点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,根据图像可知,随导体两端电压升高,图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变大,表明导体的阻值逐渐变小,根据电阻定律
可知,该导体的电阻率随电压的增大而减小,A错误,B正确;
CD.根据电阻的定义式,当导体两端电压为8V时,通过导体的电流为0.3A,电阻为,C正确,D错误;
故选BC。
8.如图甲所示为一形状规则、质量分布均匀的长方体金属导体,长和高分别为a和b,当分别沿mn、pq方向通电流时,测得的伏安特性曲线如图乙中Ⅰ、Ⅱ所示,则a与b之间关系正确的是( )
A.a=2b B.a=4b C. D.
【答案】C
【来源】河北邯郸市邱县第一中学2025-2026学年高一下学期期末模拟检测物理试题(B卷)
【详解】由图乙可知,当电压 相同时,曲线 Ⅱ 的电流是曲线 Ⅰ 的 2 倍,即 。根据欧姆定律 可知,曲线 Ⅰ 对应的电阻是曲线 Ⅱ 对应电阻的 2 倍,即
根据题意,沿 方向通电对应曲线 Ⅰ,沿 方向通电对应曲线 Ⅱ。设长方体导体的宽度为 ,根据电阻定律
沿 方向时,长度
横截面积
则电阻
沿 方向时,长度
横截面积
则电阻
由 可得
整理得
解得
故选C。
9.如图所示,一金属导线的长度为、横截面积为。已知该导线单位长度的自由电子数为,电子的电荷量为。在导线两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为,则该金属导线电阻率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【来源】山东烟台市2025-2026学年第二学期高一期末考试物理试卷
【详解】根据电阻定律可知该金属导线的电阻为
根据欧姆定律可知该金属导线的电阻为
根据电流的定义式可知流过该金属导线的电流为
联立解得该金属导线的电阻率为
故选B。
知识点电阻率与超导现象
1. 物理意义:电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量。电阻率越小,材料的导电性能越好。
2. 单位:在国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,符号是Ω·m。
3. 决定因素:
(1) 材料的种类:不同材料的电阻率不同。纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
(2) 温度:金属的电阻率随温度升高而增大;半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。
4. 应用:
(1) 利用电阻率随温度变化的特性,可以制作电阻温度计(如铂电阻温度计)。
(2) 利用合金电阻率大且受温度影响小的特性,制作标准电阻。
5. 超导现象:当温度降低到某一临界温度时,某些材料的电阻率突然减小到零的现象。处于超导状态的导体叫作超导体。
随学随练
10.半导体材料制成的光敏电阻,光照强度增大电阻变小;如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,U为R2两端的电压,I为流过R2的电流,下图反映物理量间的关系可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【来源】江苏省盐城市2018-2019学年高二第二学期期末物理试题
【详解】随光照强度的增加,R3电阻减小,则总电阻减小,总电流变大,即R2的电流I变大,R2两端的电压U变大,故选项C正确,ABD错误.
11.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:临界温度和临界磁场强度。临界温度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与热力学温度的关系,式中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,超导体一定处于超导态
B.若温度逐渐升高但不超过,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,且温度低于,则超导体处于超导态
D.若外加磁场强度小于,且温度高于,则超导体处于超导态
【答案】B
【来源】2025届北京市西城区高三下学期二模物理试题
【详解】A.温度低于时,若外加磁场强度超过此时的临界磁场,超导体会处于正常态,故A错误;
B.温度升高但不超过时,临界磁场随温度升高而减小(由可知,当时,随增大而减小)。此时减小外加磁场强度,使其低于,可维持超导态,故B正确;
C.当温度低于时,,此时。若外加磁场强度大于,必然超过,超导体处于正常态,故C错误;
D.温度高于时,无论磁场如何,超导体均处于正常态,故D错误。
故选B。
12.物理兴趣小组用甲图装置研究小灯泡电阻,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是,电源电压保持6V不变。
(1)连接完电路后,闭合开关前,应将滑片P移到______端。
(2)小组成员小明闭合开关后,但无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变而且较暗,经检查电源电压和小灯泡都正常,则原因可能是______。
(3)物理兴趣小组根据所测数据绘制图像如乙图所示,当电流很小时,图像近似是一条直线,其原因是______。
(4)此小灯泡正常发光时,电阻是______Ω(小数点后面保留一位小数)
【答案】(1)最左端
(2)滑动变阻器同时接了下方两个接线柱,接入了全部最大阻值。
(3)电流很小时灯丝实际功率很小,温度升高不明显,电阻近似不变。
(4)8.3
【来源】安徽省芜湖市戈江区城南中学2024-2025学年高一上学期月考物理试题
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器需调至接入电阻最大处保护电路;由图甲可知,滑动变阻器接右下接线柱,滑片移到最左端时接入电阻丝最长,电阻最大,因此滑片移到最左端。
(2)移动滑片亮度不变,说明滑动变阻器无法改变接入电阻;亮度较暗说明电路总电阻大、电流小,故障原因是滑动变阻器同时接了下方两个接线柱,接入了全部最大阻值,因此出现该现象。
(3)灯丝电阻随温度升高而增大,电流很小时灯丝实际功率很小,温度升高不明显,电阻近似不变,由可知,与近似成正比,因此图像近似为直线。
(4)小灯泡额定电压为,从乙图可得时对应的电流,由欧姆定律得
疑难点电阻定义式与决定式的区别
1. 定义式:R = U/I
(1) 意义:提供了测量电阻大小的方法(伏安法)。
(2) 理解:电阻R与电压U、电流I无关,不能说R与U成正比、与I成反比。
2. 决定式:R = ρ·l/S
(1) 意义:揭示了电阻大小的决定因素。
(2) 理解:电阻由材料(ρ)、长度(l)、横截面积(S)共同决定(温度不变时)。
3. 联系:两个公式都可以计算电阻,但角度不同。定义式是从测量角度,决定式是从本质角度。
活学活用
13.如图所示,图线1表示导体A的电阻,设为,图线2表示导体B的电阻,设为,则下列说法正确的是( )
A.
B.将A与B并联后接于电源上,通过二者的电流之比
C.将A与B串联后接在电源上,二者两端的电压之比
D.把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻
【答案】C
【来源】福建漳州市漳州艺术实验学校2024-2025学年高二上学期第三次月考物理试卷
【详解】A.根据图像可知,当时,对应电压,对应电压,因此,
解得,故A错误;
B.A、B并联时,两端电压相等,由得电流与电阻成反比,则,故B错误;
C.A、B串联时,通过的电流相等,由得电压与电阻成正比,则,故C正确;
D.导体拉长为原来的3倍时,体积不变,长度,横截面积
由电阻定律,拉长后电阻,故D错误。
故选C。
14.小华发现一个质量分布均匀的长方体的金属导体,长、宽、高的长度分别为,小华在不同的两个面上连接同一电压(如图甲、乙所示),则甲、乙两种连接方式下产生的电流之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【来源】陕西安康市2025-2026学年高二上学期2月期末质量检测物理试题
【详解】根据电阻定律可知,
根据,可得
故选B。
15.2023年7月,韩国科学家团队声称发现了世界首个室温常压超导体,引起了全球物理学界的轰动和质疑,目前还没有得到科学界的承认。确认超导电阻是否为0的一种实验为长时间监测浸泡在液态氦中的超导铅丝单匝线圈中电流的变化。设线圈初始时通有的电流,在持续一年(约)的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA。假设电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起,且电子损失的动能全部转化为电热。已知单位体积的线圈中电子个数为个,电子质量为,电子电量为,根据这个实验,估算超导态铅的电阻率至少小于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【来源】山东省学情2023-2024学年高二上学期10月质量检测联考物理试题
【详解】如果电流有衰减,意味着线圈有电阻,设电阻为R,则在一年时间内t电流通过线圈发热损失的能量为
设S表示横截面积,l为铅丝长度,电阻率为,根据电阻定义式
根据电流定义式
续一年(约)的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA,电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起,且电子损失的动能全部转化为电热,由于导电的电子数密度n是不变,电流的变小是电子平均速率变小的结果,一年内平均速率由到对应的电流变化
导电电子的平均速率变小,使导电电子的平均动能减少,铅丝中导电电子减小的平均动能
解得
由于,所以,联立上式可得
铅丝中所有导电电子减少的平均动能就是一年内因发热而损失的能量,即
联立上式可得
时间为
代入可得
所以超导态铅的电阻率至少小于
故选D。
疑难点电阻定律的综合应用分析
1. 导线变形问题:
关键抓住体积不变:V = l·S = 常数。导线拉长或对折时,长度和横截面积同时变化,需结合体积不变分析。
2. 分段电阻问题:
同种材料均匀导线,电阻与长度成正比。可根据长度比例计算各段电阻。
3. 实际应用分析:
结合生活实际(如输电线、滑动变阻器、电阻温度计等),运用电阻定律分析电阻变化。
活学活用
16.如图所示,同种材料制成的长方形导体a、b上表面为正方形,其厚度之比为1∶1,边长之比为2∶1。现将a、b分别与同一电源相连,电源内阻不计,则( )
A.a、b的电阻之比为2∶1
B.通过a、b的电流之比为1∶2
C.a、b中自由电荷定向移动的速率之比为2∶1
D.a、b中自由电荷定向移动的速率之比为1∶2
【答案】D
【来源】江苏连云港市2025-2026学年高一第二学期期末考试物理试题
【详解】A.设导体厚度为,上表面正方形边长为,则上表面正方形边长,
根据电阻定律
电流沿边长方向流动,电流长度为,垂直电流的横截面积
因此
由于同种材料电阻率相等、且相等,因此,故A错误;
B.导体接同一不计内阻的电源,电压相等,由,
可知,故B错误;
CD.根据电流微观表达式
变形可得
已知电流、单位体积自由电荷数、单个自由电荷电荷量都相等,因此
根据横截面积,,
可得
因此,故C错误,D正确。
故选D。
17.2025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,室温电导率为σ (电导率为电阻率的倒数),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.
【答案】C
【来源】江苏泰州市泰兴中学2025-2026学年高一下学期6月阶段检测物理试题
【详解】根据题意,电流沿长度方向通入,薄膜的横截面积为,已知电导率为电阻率的倒数,根据电阻定律有
联立解得
故选C。
18.(多选)有AB两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为dA:dB=1:2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比RA:RB=4:1 B.通过它们的电流之比IA:IB=1:4
C.电子在两段中定向移动速度之比vA:vB=4:1 D.两段中的电场强度之比EA:EB=4:1
【答案】ACD
【来源】人教版高中物理选修3-1 第二章 恒定电流 单元检测
【详解】A.长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为dA:dB=1:2,则横截面积之比为
SA:SB=1:4
根据
可知
RA:RB=4:1
故A正确;
B.因两者是串联,它们的电流总相等,故B错误;
C.根据电流的微观表达式I=neSv,有定向移动速率与横截面面积成反比,因此
vA:vB=4:1
故C正确;
D.串联电路,电流相等,则两段中的电场强度
因此电场强度与电压成正比,则
EA:EB=UA:UB=RA:RB=4:1
故D正确。
故选ACD。
基础通关
1.一根阻值为的均匀电阻丝,长度为0.2m,现在将它长度截掉一半,则剩下的一半( )
A.电阻为 B.电阻为 C.电阻率变小 D.电阻率变大
【答案】B
【详解】AB.根据电阻公式
原电阻丝长度为,截掉一半后剩余长度为。由于电阻丝均匀,截断后横截面积不变。因此电阻与长度成正比,剩余电阻为原电阻的,故B正确,A错误;
CD.电阻率是材料固有属性,与形状无关,截断后材料未变,电阻率不变,故CD错误。
故选B。
2.如图所示,甲、乙两种圆柱形金属丝材料相同,粗细均匀,长度之比为,现将其串联接入电路中,闭合开关,测得甲、乙两端的电压之比为。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两金属丝的半径之比为
B.甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为
C.甲、乙两金属丝的电阻之比为
D.甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为
【答案】A
【详解】AC.甲乙串联接入电路,则通过的电流相等,而两金属丝两端的电压之比为9∶4,根据欧姆定律
可知两金属丝的电阻之比为
根据
又因为甲乙材料的长度L之比为1∶4,可知甲、乙两金属丝的半径之比为,故A正确,C错误;
B.根据
可得甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为9∶1,故B错误;
D.根据电流的微观表达式
整理得
因甲、乙两金属丝材料相同,则n相同,故甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为,故D错误。
故选A。
3.一只白炽灯泡,不发光时的电阻为,发光一段时间后的电阻为,该现象说明影响灯丝电阻率的因素是( )
A.电压 B.时间 C.温度 D.电流
【答案】C
【详解】灯泡发光时灯丝温度比熄灭时高,电阻比熄灭时高,这个现象说明影响灯丝电阻率影响因素是温度。
故选C。
4.下列说法中正确的是( )
①由R=可知,电阻与电压、电流都有关系
②由R=可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系
③各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小
④所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】D
【详解】①.R=是电阻的比值定义式,电阻与电压、电流无关,故①错误;
②.R=为电阻的决定式,电阻与导体的长度和横截面积都有关系,故②正确;
③.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,半导体的电阻率随温度的升高而减小,故③错误;
④.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零,故④正确;
综上②④正确;故选D。
5.(多选)如图所示为粗细相同、长度相同的金属导线A、B的伏安特性曲线则下列判断正确的是( )
A.两段导线串联在电路中,A两端电压大
B.两段导线并联在电路中,B中的电流大
C.A段导线的电阻率比B段导线的电阻率小
D.将电阻率较大导线截去一部分后,剩下导线电阻率可能与电阻率较小的一段导线电阻率相同
【答案】AB
【详解】A.由图像的斜率可知,A的电阻大,B的电阻小,串联在电路中,A两端的电压大,A项正确;
B.并联在电路中,电阻小的电流大,即B中电流大,B项正确;
C.两导线的长度相同,截面积相同,由
可知,B的电阻率小,C项错误;
D.电阻率大小与导线长短无关,D项错误。
故选AB。
6.如图所示,电源的输出电压恒定。将一根粗细均匀由同一材质做成的导线,接入两接线柱a、b之间,闭合开关S,理想电流表的示数为。断开开关,取下导线,将它均匀拉升到原来长度的2倍,记为导线;再将接入两接线柱a、b之间,闭合开关S。不考虑温度变化对导线电阻大小的影响,下列分析合理的是( )
A.导线CD的电阻大小
B.导线电阻是导线电阻的2倍
C.导线接入两接线柱a、b之间,闭合开关S,理想电流表的示数变为
D.导线接入两接线柱a、b之间,闭合开关S,电源的输出功率变为原来的4倍
【答案】C
【详解】A.导线的电阻
选项A错误;
B.将导线均匀拉长至原来的2倍,导线的横截面积变为原来的,不考虑温度的影响,根据电阻定律,导线的电阻变为原来的4倍,选项B错误;
C.在电压不变的情况下电路中的电流变为原来的,选项C正确;
D.再根据
电路中的电功率变为原来的,选项D错误;
故选C。
7.如图所示,图线1表示的导体1的电阻为,流过的电流为,图线2表示的导体2的电阻为,流过的电流为,则下列说法正确的是( )
A.
B.把导体1拉长为原来的3倍后其电阻等于导体2的电阻
C.将与并联后接于电源上,则电流比
D.将与并联后接于电源上,则电流比
【答案】D
【详解】A.由图像可知,故A错误;
B.把导体1拉长到原来的3倍长后,截面积变为原来的三分之一,根据可知,电阻变为原来的9倍,即等于,故B错误;
CD.将与并联后接于电源上,电压相等,则电流比为,故C错误,D正确。
故选D。
8.(多选)如图为某小灯泡的图像,为图像上一点,虚线为图像上过点的切线。下列说法正确的是( )
A.随所加电压增加,小灯泡电阻减小
B.随所加电压增加,小灯泡电阻增大
C.与P点对应的小灯泡电阻大小为5.0 Ω
D.与P点对应的小灯泡电阻大小为15.0 Ω
【答案】BC
【详解】AB.由图像可知,小灯泡的电阻等于图线上的点与原点连线斜率的倒数,由数学知识可知,随着电压的增大,此斜率减小,则小灯泡的电阻增大,故A错误,B正确;
CD.P点对应的小灯泡电压为3.0V,电流为0.6A,根据
可知小灯泡的电阻大小为,故C正确,D错误。
故选BC。
9.关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻
B.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
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零
【答案】D
【详解】ABC.导体的电阻率由材料本身性质决定,并随温度变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体两端电压及导体中电流大小无关,A、B、C错误;
D.电阻率反映材料的导电性能,电阻率常与温度有关,当温度低于某个值时,电阻会突然减小为零,这种现象称之为超导现象,D正确。
故选D。
10.如图所示,R3是光敏电阻,R是负温度系数的热敏电阻(温度升高电阻减小),R1、R2是两个定值电阻,电源的内电阻忽略不计。室温下开关S闭合后,在没有光照射时a、b两点等电势。则( )
A.当只用光照射电阻R3时,a点电势高于b点电势
B.当只用光照射电阻R3时,a点电势低于b点电势
C.当只对电阻R加热时,a点电势高于b点电势
D.a点电势一定等于b点电势,与光是否照射R3和是否加热R无关
【答案】A
【详解】ABD.由于电源的内电阻忽略不计,R1、R2是两个定值电阻,所以b点的电势不发生变化。当只用光照射电阻R3时,其电阻变小,所分得的电压变小,所以a点的电势升高,a点电势高于b点电势,A正确,BD错误;
C.当只对电阻R加热时,由于其电阻减小,所以分得的电压减小,所以a点的电势降低,a点电势低于b点电势,故C错误。
故选A。
素养提升
11.某同学用如图甲所示的容器测量电解液的电阻率,其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面均为绝缘材料,容器内部长为a,宽为b,高为c。将容器内注满待测电解液后接入电路,测得其I-U图线如图乙所示。则I=4A时电解液的电阻率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由电阻定律得
由欧姆定律得
由图乙可知
联立可得
故选D。
12.在实验室或电子仪器中常用分压器改变加在用电器上的电压,其原理如图所示。电源的输出电压U恒定,R0为滑动变阻器,是由同种材料、粗细相同的电阻丝均匀密绕而成;用电器的电阻为R。设滑动变阻器的滑动触头P与电阻器的端点A间的电阻为Rx。下列说法正确的是( )
A.为保护用电器,闭合开关S前,滑动触头P应置于B端
B.当电阻Rx按线性变化时,用电器上电压也按线性变化
C.为便于调节,应选择R0远大于R
D.为便于调节,应选择R0适当小于R
【答案】D
【详解】A.用电器与Rx并联,等于Rx两端电压,为保护用电器,闭合开关S前,滑动触头P应置于A端,让用电器两端电压等于零,A错误;
B.用电器上电压为
解得
当电阻Rx按线性变化时,比例系数 一定是变化的,用电器上电压一定按非线性变化,B错误;
CD.由电阻定律 得, ,R0越小的滑动变阻器的导线越粗,S越大,单位长度的电阻值 越小,调解时电阻变化越缓慢,越方便调解,所以为便于调节,应选择R0适当小于R,D正确,C错误。
故选D。
13.某同学设计了如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,已知电压表内阻为2.5kΩ,电流表内阻约为1Ω,则开始实验前滑片P的放置端和电压表右接线柱接入点分别为( )
A.a端,c点 B.a端,d点 C.b端,c点 D.b端,d点
【答案】A
【详解】为了保证电表安全,开始实验前滑片P应位于a端,使电表示数从零开始调节;由于电压表内阻已知,电压表分流可求,所以电流表应采用外接法,即电压表右接线柱接入点为c点。
故选A。
14.如图所示,同种材料做成的均匀柱状导体a和b并联接入电路中、其长度相同,直径之比为,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.a和b电阻之比为
B.a和b中自由电荷定向移动速率之比为
C.通过a和b电流之比为
D.相等时间内流过a和b中横截面的电荷量之比为
【答案】D
【详解】A.根据题意可知,直径之比为,则横截面积之比为,由电阻定律可得,导体a和b电阻之比为
故A错误;
BCD.由于导体a和b并联接入电路中,则电压相等,由可得,通过a和b电流之比为
由电流的定义式可得,相等时间内流过a和b中横截面的电荷量之比为
由电流的微观表达式可得
则a和b中自由电荷定向移动速率之比为
故BC错误,D正确。
故选D。
15.两根材料和长度均相同的合金丝a、b的伏安特性曲线分别如图中A、B所示,则a、b电阻Ra、Rb以及横截面积Sa、Sb的关系正确的是( )
A.Ra>Rb,Sa>Sb B.Ra>Rb,Sa<Sb
C.Ra<Rb,Sa>Sb D.Ra<Rb,Sa<Sb
【答案】B
【详解】I-U图象中直线图象的斜率表示电阻的倒数,则可知,A的阻值要大于B的阻值;再由可知,材料和长度均相同的两导体,截面积越小则电阻越大,故说明A的截面积要小于B的截面积。
故选B。
16.如图所示的电路,可以用来观察电解液导电过程中自由电荷的定向移动:湿润的氯化铵导电溶液滤纸铺在玻璃板上,鳄鱼夹压上2枚大头针充当电极,与直流电源构成一个闭合电路。正、负极附近分别放上一小块蓝色硫酸铜和紫色高锰酸钾晶体,铜离子和高锰酸根离子发生定向移动,导电纸上出现了两条缓慢延伸的色痕。电源电压U与色痕延伸的速度v之间的关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】电流微观表达式
即
根据,得到。
故选A。
迁移创新
17.研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器,X、Y为电极,边长,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后,其伏安特性曲线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压时,电解液的电阻是
B.电压时,电解液的热功率是
C.电压时,电解液的电阻率是
D.电压U增大时,电解液的电阻率将增大
【答案】C
【详解】A.电压时,电流为 由图乙可求得电解液的电阻为
A错误;
C.由图甲可知电解液长为
截面积为
根据
解得
C正确;
B.电解液的热功率
B错误;
D.电压U增大时,导线的电阻值随电流的增大而减小,所以电解液的电阻率随其通过的电流的增大而减小,D错误。
故选C。
18.(多选)如图所示,D是一只理想二极管,电流只能从a流向b,而不能从b流向a,平行板电容器的A、B两极板间有一电荷,在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量,U表示两极板间的电压,Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动,将极板A稍向上平移,则下列说法中正确的是( )
A.U不变 B.Ep不变
C.Q变小 D.电荷仍保持静止
【答案】BD
【详解】AC.保持极板B不动,将极板A稍向上平移,则根据
可知,电容减小,电容器要放电,但是二极管具有单向导电,所以电容器无法放电,即电量不变,根据 可知,电压增大。AC错误;
BD.根据 可得
所以场强不变,电荷仍静止。因为P点与B极板距离不变,则其电势差不变,所以P点的电势不变,电荷的电势能也不变。BD正确。
故选BD。
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第三章
恒定电流
3.2电阻
课标要点
1.知道电阻的定义及物理意义,理解比值定义法,掌握电阻的单位及换算。
2.通过实验探究影响导体电阻的因素,掌握控制变量法的应用。
3.理解电阻定律的内容及表达式,能运用电阻定律进行相关计算。
4.理解电阻率的物理意义,知道电阻率与材料和温度的关系,了解超导现象。
学习重难点
重点:电阻定律的内容与应用、电阻率的物理意义
难点:运用控制变量法探究影响电阻的因素、电阻定律的综合应用
知识点电阻的概念与定义
1. 定义:导体两端的电压与通过导体的电流的比值叫作导体的电阻,用符号R表示。
2. 定义式:R = U/I,其中U为导体两端的电压,I为通过导体的电流。
3. 物理意义:电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻越大,导体对电流的阻碍作用越强。
4. 单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),换算关系:1kΩ=10³Ω,1MΩ=10⁶Ω。
5. 性质:电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,只由导体本身的因素决定。
随学随练
1.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为时,通过的电流是,若将此导线均匀拉长到原来的3倍时,电流仍为,导线两端所加的电压变为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,由同种材料制成且厚度相等的长方体合金块A和B,上表面为正方形,边长之比为2∶1。A、B分别与同一电压相连。求:
(1)长方体合金块A、B的电阻之比;
(2)通过A、B的电流之比;
(3)A、B中自由电荷定向移动速率之比。
3.某一次闪电的过程简化为:当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面为正电荷中心,云底出现大气被强烈电离的一段气柱,可视为半径约50m的圆柱。在闪电前云地之间电势差约为,云地间距离约为900m;第一个闪击中,云地间闪电电流的瞬时值约为,闪击持续时间约为65μs,假定闪电前云地间的电场是均匀的,根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.第一次闪击转移的电荷量约为6.5C
B.被电离的气柱阻值约为
C.闪电前云地间电场强度约为
D.被电离的气柱的电阻率约为
知识点影响导体电阻的因素
1. 猜想与假设:导体的电阻可能与导体的长度、横截面积、材料以及温度有关。
2. 探究方法:控制变量法——每次只改变一个因素,控制其他因素不变,研究电阻与该因素的关系。
3. 实验探究过程:
(1) 保持材料和横截面积不变,探究电阻与长度的关系:结论是导体电阻与长度成正比。
(2) 保持材料和长度不变,探究电阻与横截面积的关系:结论是导体电阻与横截面积成反比。
(3) 保持长度和横截面积不变,探究电阻与材料的关系:结论是不同材料的导体电阻不同。
4. 温度对电阻的影响:金属导体的电阻一般随温度升高而增大;半导体的电阻随温度升高而减小。
随学随练
4.(多选)下列关于导体电阻的影响因素,说法正确的是( )
A.常温下,纯金属导体的电阻随温度升高而增大 B.导体的电阻与通过它的电流大小无关
C.粗细相同的两根铝丝,较长的那根电阻更大 D.长度相同的铜丝和铁丝,横截面积也相同时,电阻相同
5.一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为R1、电阻率为ρ1;将该金属棒的长度拉伸至原来的x倍后,仍为圆柱形,其电阻为R2、电阻率为ρ2。下列关系式正确的是( )
A.ρ2=3ρ1 B.ρ2=6ρ1
C.R2=x2R1 D.R2=xR1
6.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化
B.根据公式,电阻R的大小与电压U成正比
C.是电阻的定义式,它适用于测量所有电阻
D.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
知识点电阻定律
1. 内容:导体的电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比,还与导体的材料有关。
2. 公式:R = ρ·l/S
式中ρ是比例系数,叫作材料的电阻率,它与导体的材料有关,是反映材料导电性能的物理量。
3. 适用条件:温度不变、粗细均匀的金属导体;浓度均匀的电解液。
4. 理解:
(1) 电阻定律是电阻的决定式,说明电阻由导体的材料、长度、横截面积共同决定。
(2) R=U/I是电阻的定义式,提供了测量电阻的方法,但电阻与U、I无关。
随学随练
7.(多选)如图为某导体的伏安特性曲线,根据图中信息,可以得出( )
A.导体的电阻率随电压的增大而增大
B.导体的电阻率随电压的增大而减小
C.导体两端电压为8V时,电阻约为26.7Ω
D.导体两端电压为8V时,电阻等于10Ω
8.如图甲所示为一形状规则、质量分布均匀的长方体金属导体,长和高分别为a和b,当分别沿mn、pq方向通电流时,测得的伏安特性曲线如图乙中Ⅰ、Ⅱ所示,则a与b之间关系正确的是( )
A.a=2b B.a=4b C. D.
9.如图所示,一金属导线的长度为、横截面积为。已知该导线单位长度的自由电子数为,电子的电荷量为。在导线两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为,则该金属导线电阻率为( )
A. B.
C. D.
知识点电阻率与超导现象
1. 物理意义:电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量。电阻率越小,材料的导电性能越好。
2. 单位:在国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,符号是Ω·m。
3. 决定因素:
(1) 材料的种类:不同材料的电阻率不同。纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
(2) 温度:金属的电阻率随温度升高而增大;半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。
4. 应用:
(1) 利用电阻率随温度变化的特性,可以制作电阻温度计(如铂电阻温度计)。
(2) 利用合金电阻率大且受温度影响小的特性,制作标准电阻。
5. 超导现象:当温度降低到某一临界温度时,某些材料的电阻率突然减小到零的现象。处于超导状态的导体叫作超导体。
随学随练
10.半导体材料制成的光敏电阻,光照强度增大电阻变小;如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,U为R2两端的电压,I为流过R2的电流,下图反映物理量间的关系可能正确的是
A. B.
C. D.
11.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:临界温度和临界磁场强度。临界温度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与热力学温度的关系,式中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,超导体一定处于超导态
B.若温度逐渐升高但不超过,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,且温度低于,则超导体处于超导态
D.若外加磁场强度小于,且温度高于,则超导体处于超导态
12.物理兴趣小组用甲图装置研究小灯泡电阻,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是,电源电压保持6V不变。
(1)连接完电路后,闭合开关前,应将滑片P移到______端。
(2)小组成员小明闭合开关后,但无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变而且较暗,经检查电源电压和小灯泡都正常,则原因可能是______。
(3)物理兴趣小组根据所测数据绘制图像如乙图所示,当电流很小时,图像近似是一条直线,其原因是______。
(4)此小灯泡正常发光时,电阻是______Ω(小数点后面保留一位小数)
疑难点电阻定义式与决定式的区别
1. 定义式:R = U/I
(1) 意义:提供了测量电阻大小的方法(伏安法)。
(2) 理解:电阻R与电压U、电流I无关,不能说R与U成正比、与I成反比。
2. 决定式:R = ρ·l/S
(1) 意义:揭示了电阻大小的决定因素。
(2) 理解:电阻由材料(ρ)、长度(l)、横截面积(S)共同决定(温度不变时)。
3. 联系:两个公式都可以计算电阻,但角度不同。定义式是从测量角度,决定式是从本质角度。
活学活用
13.如图所示,图线1表示导体A的电阻,设为,图线2表示导体B的电阻,设为,则下列说法正确的是( )
A.
B.将A与B并联后接于电源上,通过二者的电流之比
C.将A与B串联后接在电源上,二者两端的电压之比
D.把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻
14.小华发现一个质量分布均匀的长方体的金属导体,长、宽、高的长度分别为,小华在不同的两个面上连接同一电压(如图甲、乙所示),则甲、乙两种连接方式下产生的电流之比为( )
A. B. C. D.
15.2023年7月,韩国科学家团队声称发现了世界首个室温常压超导体,引起了全球物理学界的轰动和质疑,目前还没有得到科学界的承认。确认超导电阻是否为0的一种实验为长时间监测浸泡在液态氦中的超导铅丝单匝线圈中电流的变化。设线圈初始时通有的电流,在持续一年(约)的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA。假设电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起,且电子损失的动能全部转化为电热。已知单位体积的线圈中电子个数为个,电子质量为,电子电量为,根据这个实验,估算超导态铅的电阻率至少小于( )
A. B. C. D.
疑难点电阻定律的综合应用分析
1. 导线变形问题:
关键抓住体积不变:V = l·S = 常数。导线拉长或对折时,长度和横截面积同时变化,需结合体积不变分析。
2. 分段电阻问题:
同种材料均匀导线,电阻与长度成正比。可根据长度比例计算各段电阻。
3. 实际应用分析:
结合生活实际(如输电线、滑动变阻器、电阻温度计等),运用电阻定律分析电阻变化。
活学活用
16.如图所示,同种材料制成的长方形导体a、b上表面为正方形,其厚度之比为1∶1,边长之比为2∶1。现将a、b分别与同一电源相连,电源内阻不计,则( )
A.a、b的电阻之比为2∶1
B.通过a、b的电流之比为1∶2
C.a、b中自由电荷定向移动的速率之比为2∶1
D.a、b中自由电荷定向移动的速率之比为1∶2
17.2025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,室温电导率为σ (电导率为电阻率的倒数),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.
18.(多选)有AB两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为dA:dB=1:2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比RA:RB=4:1 B.通过它们的电流之比IA:IB=1:4
C.电子在两段中定向移动速度之比vA:vB=4:1 D.两段中的电场强度之比EA:EB=4:1
基础通关
1.一根阻值为的均匀电阻丝,长度为0.2m,现在将它长度截掉一半,则剩下的一半( )
A.电阻为 B.电阻为 C.电阻率变小 D.电阻率变大
2.如图所示,甲、乙两种圆柱形金属丝材料相同,粗细均匀,长度之比为,现将其串联接入电路中,闭合开关,测得甲、乙两端的电压之比为。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两金属丝的半径之比为
B.甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为
C.甲、乙两金属丝的电阻之比为
D.甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为
3.一只白炽灯泡,不发光时的电阻为,发光一段时间后的电阻为,该现象说明影响灯丝电阻率的因素是( )
A.电压 B.时间 C.温度 D.电流
4.下列说法中正确的是( )
①由R=可知,电阻与电压、电流都有关系
②由R=可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系
③各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小
④所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
5.(多选)如图所示为粗细相同、长度相同的金属导线A、B的伏安特性曲线则下列判断正确的是( )
A.两段导线串联在电路中,A两端电压大
B.两段导线并联在电路中,B中的电流大
C.A段导线的电阻率比B段导线的电阻率小
D.将电阻率较大导线截去一部分后,剩下导线电阻率可能与电阻率较小的一段导线电阻率相同
6.如图所示,电源的输出电压恒定。将一根粗细均匀由同一材质做成的导线,接入两接线柱a、b之间,闭合开关S,理想电流表的示数为。断开开关,取下导线,将它均匀拉升到原来长度的2倍,记为导线;再将接入两接线柱a、b之间,闭合开关S。不考虑温度变化对导线电阻大小的影响,下列分析合理的是( )
A.导线CD的电阻大小
B.导线电阻是导线电阻的2倍
C.导线接入两接线柱a、b之间,闭合开关S,理想电流表的示数变为
D.导线接入两接线柱a、b之间,闭合开关S,电源的输出功率变为原来的4倍
7.如图所示,图线1表示的导体1的电阻为,流过的电流为,图线2表示的导体2的电阻为,流过的电流为,则下列说法正确的是( )
A.
B.把导体1拉长为原来的3倍后其电阻等于导体2的电阻
C.将与并联后接于电源上,则电流比
D.将与并联后接于电源上,则电流比
8.(多选)如图为某小灯泡的图像,为图像上一点,虚线为图像上过点的切线。下列说法正确的是( )
A.随所加电压增加,小灯泡电阻减小
B.随所加电压增加,小灯泡电阻增大
C.与P点对应的小灯泡电阻大小为5.0 Ω
D.与P点对应的小灯泡电阻大小为15.0 Ω
9.关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻
B.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
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零
10.如图所示,R3是光敏电阻,R是负温度系数的热敏电阻(温度升高电阻减小),R1、R2是两个定值电阻,电源的内电阻忽略不计。室温下开关S闭合后,在没有光照射时a、b两点等电势。则( )
A.当只用光照射电阻R3时,a点电势高于b点电势
B.当只用光照射电阻R3时,a点电势低于b点电势
C.当只对电阻R加热时,a点电势高于b点电势
D.a点电势一定等于b点电势,与光是否照射R3和是否加热R无关
素养提升
11.某同学用如图甲所示的容器测量电解液的电阻率,其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面均为绝缘材料,容器内部长为a,宽为b,高为c。将容器内注满待测电解液后接入电路,测得其I-U图线如图乙所示。则I=4A时电解液的电阻率为( )
A. B. C. D.
12.在实验室或电子仪器中常用分压器改变加在用电器上的电压,其原理如图所示。电源的输出电压U恒定,R0为滑动变阻器,是由同种材料、粗细相同的电阻丝均匀密绕而成;用电器的电阻为R。设滑动变阻器的滑动触头P与电阻器的端点A间的电阻为Rx。下列说法正确的是( )
A.为保护用电器,闭合开关S前,滑动触头P应置于B端
B.当电阻Rx按线性变化时,用电器上电压也按线性变化
C.为便于调节,应选择R0远大于R
D.为便于调节,应选择R0适当小于R
13.某同学设计了如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,已知电压表内阻为2.5kΩ,电流表内阻约为1Ω,则开始实验前滑片P的放置端和电压表右接线柱接入点分别为( )
A.a端,c点 B.a端,d点 C.b端,c点 D.b端,d点
14.如图所示,同种材料做成的均匀柱状导体a和b并联接入电路中、其长度相同,直径之比为,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.a和b电阻之比为
B.a和b中自由电荷定向移动速率之比为
C.通过a和b电流之比为
D.相等时间内流过a和b中横截面的电荷量之比为
15.两根材料和长度均相同的合金丝a、b的伏安特性曲线分别如图中A、B所示,则a、b电阻Ra、Rb以及横截面积Sa、Sb的关系正确的是( )
A.Ra>Rb,Sa>Sb B.Ra>Rb,Sa<Sb
C.Ra<Rb,Sa>Sb D.Ra<Rb,Sa<Sb
16.如图所示的电路,可以用来观察电解液导电过程中自由电荷的定向移动:湿润的氯化铵导电溶液滤纸铺在玻璃板上,鳄鱼夹压上2枚大头针充当电极,与直流电源构成一个闭合电路。正、负极附近分别放上一小块蓝色硫酸铜和紫色高锰酸钾晶体,铜离子和高锰酸根离子发生定向移动,导电纸上出现了两条缓慢延伸的色痕。电源电压U与色痕延伸的速度v之间的关系正确的是( )
A. B. C. D.
迁移创新
17.研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器,X、Y为电极,边长,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后,其伏安特性曲线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压时,电解液的电阻是
B.电压时,电解液的热功率是
C.电压时,电解液的电阻率是
D.电压U增大时,电解液的电阻率将增大
18.(多选)如图所示,D是一只理想二极管,电流只能从a流向b,而不能从b流向a,平行板电容器的A、B两极板间有一电荷,在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量,U表示两极板间的电压,Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动,将极板A稍向上平移,则下列说法中正确的是( )
A.U不变 B.Ep不变
C.Q变小 D.电荷仍保持静止
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