3.2电阻（重难点专练）鲁科版物理必修第三册

3.2电阻（重难点专练） 题型 01 电阻的定义、定义式与物理意义 题型 02 电阻定律的推导、表达式与决定因素 题型 03 U-I 图像与导体电阻分析 题型 04 滑动变阻器结构、接法与阻值变化规律 题型 05 导体、半导体、超导体特性及应用 ▌题型01电阻的定义、定义式与物理意义 解题必备 1. 电阻的引入 导体接通电源后，自由电荷定向移动时会与导体内部原子、离子发生碰撞，受到阻碍作用，这种导体对电流的阻碍作用称为电阻。 2. 电阻定义式 物理含义：导体两端电压与通过导体电流的比值，仅为计算式，不决定电阻大小 单位：欧姆，符号；常用单位千欧、兆欧，换算关系： 3. 电阻核心性质 电阻是导体本身固有属性，仅由导体自身材料、长度、横截面积、温度决定，与导体两端电压、通过电流无关。 4. 纯电阻电路规律 满足欧姆定律，电压与电流成正比；非纯电阻元件（电动机、电解池）不适用，但电阻定义式仍可计算等效电阻。 典例精析 例题1、如图所示，一块均匀的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。现分别以AB、CD方向接到同一恒定电压两端，流经导体的电流分别为I1、I2，则为（     ） A． B． C． D． 举一反三 1．对于欧姆定律，理解正确的是（　　） A．从可知，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 B．从可知，导体两端的电压随电阻的增大而增高 C．从可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 D．从可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 2．如图中a、b直线分别表示由同种材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线。关于这两条电阻丝，以下判断正确的是（  ） A．电阻丝a较细 B．电阻丝b较细 C．若将电阻丝a、b串联在一起接入电路，则b两端的电压较大 D．若将电阻丝a、b并联在一起接入电路，则通过a的电流较大 3．两根完全相同的金属裸导线，如果将其中一根均匀拉长到原来的2倍，而将另一根对折绞合起来，然后把它们并联接入电路中，电路导通，下列说法错误的是（　　） A．二者电阻大小之比为4∶1 B．二者电阻大小之比为16∶1 C．二者电压相同 D．二者电流大小之比为1∶16 ▌题型02电阻定律的推导、表达式与决定因素 解题必备 1. 实验探究结论（控制变量法） 材料、横截面积相同时：导体长度越长，电阻越大，；材料、长度相同时：导体横截面积越大，电阻越小，；长度、横截面积相同时：材料不同，电阻不同，引入材料固有物理量电阻率。 2. 电阻定律表达式 ：电阻率，单位，由材料和温度决定 ：导体有效长度，单位；：导体横截面积，单位 3. 电阻率规律 金属：温度升高，增大，电阻增大。合金：电阻率受温度影响极小，适合制作标准电阻。半导体：温度升高，急剧减小。超导体：特定低温下，电阻为 0。 适用范围：粗细均匀、温度恒定的金属导体。 典例精析 例题2、如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。若将A与B接入电路中，测得电流为I，A、B两端电压为U；将C与D接入电路中，若测得电流为2I，则C、D两端电压为（     ） A． B． C．U D．2U 举一反三 4．如图所示，B、C为电阻丝AD的三等分点，将BD对折且D与B相连接，则对折后AC间电阻与对折前AC间电阻之比为（　　） A．1：2 B．3：4 C．5：3 D．2：3 5．（多选）一根粗细均匀的金属导线，两端加电压为时，通过导线的电流强度为，导线中自由电子定向移动的平均速率为；若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，两端电压仍为，则（　　） A．通过导线的电流强度为 B．通过导线的电流强度为 C．自由电子定向移动的平均速率为 D．自由电子定向移动的平均速率 6．一根铜导线经过拉线机几次拉制后，半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的（　　） A．81倍 B．27倍 C．18倍 D．9倍 ▌题型03图像与导体电阻分析 解题必备 1. 定值电阻图像特征 图像为过坐标原点倾斜直线，斜率绝对值等于导体电阻，；直线越陡，电阻越大。 2. 非线性元件（小灯泡）图像特征 曲线向上弯曲，随电压、电流增大，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻持续增大，图像上某点与原点连线斜率为该工作状态瞬时电阻。 3. 图像对比 斜率，斜率越大，导体电阻越小。 4. 图像计算技巧 取图像上任意清晰坐标点，用计算对应电阻，不可用两段差值随意求斜率。 典例精析 例题3、现有4根长度和横截面积均相同的金属丝，测得每根金属丝两端的电压和通过的电流，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．则电阻率最大的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 举一反三 7．如图所示为A、B两电阻的U—I图线，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 8．（多选）如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是（　　） A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变 B．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B阻值不变 C．在两图线交点处，A的阻值等于电阻B的阻值 D．电阻A由合金做成，适合做标准电阻 9．（多选）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a=40cm，b=20cm，c=10cm，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U=15V时，电解液的电阻是3×103Ω B．电压U=15V时，电解液热功率是7.5×10W C．电压U=15V时，电解液的电阻率是150Ω·m D．电压U增大时，电解液的电阻率将减小 ▌题型04滑动变阻器结构、接法与阻值变化规律 解题必备 1. 滑动变阻器基础结构 绝缘瓷筒、缠绕电阻丝、金属滑杆、滑片、四个接线柱（上 2 下 2）；核心原理：改变接入电路电阻丝长度改变阻值。 2. 两种核心接法 (1)限流式接法：一上一下接线，滑片移动改变接入电阻丝长度；滑片靠近下接线柱：接入电阻变小，电路总电流变大；滑片远离下接线柱：接入电阻变大，电路总电流变小。 (2)分压式接法：两下一上 / 全部接线，被测元件电压可从零连续调节，适合电压大范围调控实验。 铭牌含义：如 “”，最大阻值，允许通过最大电流 2A。 使用注意：闭合开关前，滑片调至接入电阻最大位置，保护电路。 典例精析 例题4、(1)如图中游标卡尺的读数为________mm，螺旋测微器的读数为________mm。 (2)在探究“决定导线电阻因素”的实验中。需要进行以下测量： 欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12Ω，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些。下列器材中：电流表应选用（填器材的标号和，下同）________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。并在如图2的虚线框内画出你设计的实验电路图_______。 A．电池组E（6V，内阻很小） B．电流表（0~3A，内阻约0.01Ω） C．电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω） D．电压表（0~3V，内阻约3kΩ） E.电压表（0~6V，内阻约6kΩ） F.滑动变阻器（0~5Ω，2A） G.滑动变阻器（0~1kΩ，1A） H.电键、导线 举一反三 10．某实验小组描绘一只额定电压为3 V小灯泡的伏安特性曲线，准备的器材如下： A、电压表V（量程为3 V，内阻约为20 kΩ）； B、电流表A（量程为200 mA，内阻约为10 Ω）； C、滑动变阻器R（阻值范围为0~10 Ω，额定电流为2 A）； D、电池组（电动势为6 V，内阻较小）； E、开关和导线若干。 测量方案如下：首先将电压表接在如图甲所示电路的O、P两点之间，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下多组电流表和电压表的示数，最后描点作图得到图乙中的Ⅰ图线；然后将电压表改接在O、Q两点之间，重复上述操作，得到图乙中的Ⅱ图线。请回答下列问题： (1)根据图乙中的图线可知，小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而________（填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)该同学根据小灯泡的额定电压，分别从图乙中Ⅰ、Ⅱ图线找到相应数据计算出了小灯泡的额定功率和，则更接近小灯泡真实的额定功率________（填“”和“”），并分析另一组数据产生误差的主要原因：________________________； (3)该同学还发现可以通过以上某些器材和图乙的图线，准确测量干电池的内阻。他将小灯泡和电压表并联，接在一节电动势为1.5 V的干电池两端，读出电压表的示数为1.40 V，则该干电池的内阻为________（结果保留两位有效数字）； (4)同组同学提出。可将本实验中的分压式接法改为限流式接法，以简化电路操作。请你结合实验器材参数和实验要求，说明用限流式接法不可行的一个理由：________________________。 11．在描述小灯泡的伏安特性曲线实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材： A．小灯泡“6V，3W” B．直流电源6~8V C．电流表（量程3A，内阻约0.2Ω） D．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω） E.电压表（量程8V，内阻约20kΩ） F.电压表（量程20V，内阻约60kΩ） G.滑动变阻器（0~20Ω，2A） H.滑动变阻器（1kΩ，0.5A） (1)实验所用到的电流表应选_______电压表应选_______滑动变阻器应选_______（填字母代号）。 (2)如图为测绘小灯泡的伏安特性曲线实验的实物电路图，在方框图中画出与实物电路相对应的电路图。 (3)完成下列实验步骤： ①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，滑片应停留在滑动变阻器的最_______（选填“左”或“右”）端； ②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压； 12．某兴趣小组利用图甲所示电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验步骤如下： A．根据电路图连接好实物图，将滑片滑至最左端； B．闭合开关，向右滑动滑片，改变小灯泡两端电压，记录多组电压和电流数值； C．描点并拟合出图像，如图丙所示。 请根据以上操作，回答以下问题： (1)根据图甲，在答题卡上的实物图中用笔画线代替导线补全实物连接； (2)根据丙图，当电压为时，小灯泡的电阻为________（结果保留两位有效数字）； (3)把该灯泡与一节电动势为、内阻为的干电池相连，灯泡消耗的功率为________（结果保留两位有效数字）； (4)考虑图甲中电压表的分流作用，则（3）中所求得小灯泡的功率较真实功率________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 ▌题型05导体、半导体、超导体特性及应用 解题必备 1.四类材料导电特性 (1)导体（金属、电解液）：内部大量自由电荷，电阻率小；温度升高电阻增大；用于导线、电极。 (2)半导体（硅、锗）：自由电荷数量介于导体绝缘体之间；温度升高、掺杂杂质后电阻急剧减小；制成热敏电阻、光敏电阻、二极管。 (3)超导体：极低温度下电阻率，电阻；通电无热损耗，用于超导输电线、磁悬浮、超导磁体。 (4)绝缘体：几乎无自由电荷，电阻率极大；橡胶、塑料，用于绝缘防护。 2.实际应用区分 (1)电热丝：金属合金，利用电流热效应 (2)温控传感器：半导体热敏电阻 (3)远距离输电理想材料：超导体 (4)导线绝缘外皮：绝缘材料 典例精析 例题5、安德烈·玛丽·安培（1775～1836）法国物理学家、数学家，电动力学的奠基人之一，对电磁学的基本原理有许多重要发现。如安培力公式、安培定则、安培环路定律等都是他发现的。为了纪念他，后人以他的名字安培命名了电流的单位。下列关于电流叙述正确的是（　　） A．只要电路中有电源，电路中就有电流 B．电路中有电流，则一定有电阻 C．由电流的定义可知，通电时间越长，电流越小 D．电路中有电流通过，则一定有自由电荷 举一反三 13．下列说法正确的是（  ） A．半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，其电阻随温度升高而增大 B．热敏电阻的特点是温度升高时电阻迅速减小 C．导体中电流无穷大的现象叫超导现象 D．导体的电阻与通过其中的电压和电流有关 14．下列说法中正确的是（　　） A．金属在温度特别高时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象 B．电荷定向移动的方向规定为电流的方向 C．某充电宝的说明书标明电池容量为10000，其中为能量单位 D．处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面 15．2022德国柏林国际轨道交通技术展览会简称lnnoTrans2022上，中国高速磁悬浮“黑科技”再一次吸引了众多国际观众的目光，中国中车面向全球发布了当前世界上可实现的速度最快陆地公共交通工具—时速达600km/h的高速磁浮交通系统。高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（　　） A．“磁悬浮”技术是利用了电流的磁场与地磁场之间的斥力使列车实现悬浮的 B．“磁悬浮”技术能极大地减少列车与轨道的摩擦，在相同的牵引功率下获得更大的速度 C．高速磁悬浮列车速度大，所以其惯性也非常大 D．实现“磁悬浮”技术的“超导材料”是利用了其电阻率随着温度的降低而增大的特点制成 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2电阻（重难点专练） 题型 01 电阻的定义、定义式与物理意义 题型 02 电阻定律的推导、表达式与决定因素 题型 03 U-I 图像与导体电阻分析 题型 04 滑动变阻器结构、接法与阻值变化规律 题型 05 导体、半导体、超导体特性及应用 ▌题型01电阻的定义、定义式与物理意义 解题必备 1. 电阻的引入 导体接通电源后，自由电荷定向移动时会与导体内部原子、离子发生碰撞，受到阻碍作用，这种导体对电流的阻碍作用称为电阻。 2. 电阻定义式 物理含义：导体两端电压与通过导体电流的比值，仅为计算式，不决定电阻大小 单位：欧姆，符号；常用单位千欧、兆欧，换算关系： 3. 电阻核心性质 电阻是导体本身固有属性，仅由导体自身材料、长度、横截面积、温度决定，与导体两端电压、通过电流无关。 4. 纯电阻电路规律 满足欧姆定律，电压与电流成正比；非纯电阻元件（电动机、电解池）不适用，但电阻定义式仍可计算等效电阻。 典例精析 例题1、如图所示，一块均匀的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。现分别以AB、CD方向接到同一恒定电压两端，流经导体的电流分别为I1、I2，则为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】当以AB方向接到恒定电压两端时，根据电阻定律有 由欧姆定律有 同理可得当以CD方向接到恒定电压两端时，有， 则 故选A。 举一反三 1．对于欧姆定律，理解正确的是（　　） A．从可知，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 B．从可知，导体两端的电压随电阻的增大而增高 C．从可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 D．从可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 【答案】C 【详解】A．导体的电阻由导体本身的特性决定，与电流、电压无关，A错误； B．从可知，只有电流I一定时，电压才与电阻成正比，导体两端的电压才随电阻的增大而增高，B错误； C．根据欧姆定律得知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，C正确； D．是电阻的定义式，R与导体两端的电压和电流无关，导体两端的电压为零时，导体的电阻不为零，D错误。 故选C。 2．如图中a、b直线分别表示由同种材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线。关于这两条电阻丝，以下判断正确的是（  ） A．电阻丝a较细 B．电阻丝b较细 C．若将电阻丝a、b串联在一起接入电路，则b两端的电压较大 D．若将电阻丝a、b并联在一起接入电路，则通过a的电流较大 【答案】A 【详解】AB．根据电阻丝的伏安特性曲线可知 当材料和长度相同时，再由电阻定律 ， 可得 即电阻丝a较细，电阻丝b较粗，A正确，B错误； C．电阻丝a、b串联，它们电流相等，电阻大的两端电压较大，即 C错误； D．电阻丝a、b并联它们电压相等，电阻大的电流较小，即 D错误。 故选A。 3．两根完全相同的金属裸导线，如果将其中一根均匀拉长到原来的2倍，而将另一根对折绞合起来，然后把它们并联接入电路中，电路导通，下列说法错误的是（　　） A．二者电阻大小之比为4∶1 B．二者电阻大小之比为16∶1 C．二者电压相同 D．二者电流大小之比为1∶16 【答案】A 【详解】AB．设原来的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律 可得电阻 另一根对折后绞合起来，长度为原来一半，横截面积变为原来2倍，根据电阻定律 则两电阻之比为，故B正确，不符合题意；A错误，符合题意； C．两电阻并联，电压相同，故C正确，不符合题意； D．根据 可知二者电流之比为，故D正确，不符合题意。 故选A。 ▌题型02电阻定律的推导、表达式与决定因素 解题必备 1. 实验探究结论（控制变量法） 材料、横截面积相同时：导体长度越长，电阻越大，；材料、长度相同时：导体横截面积越大，电阻越小，；长度、横截面积相同时：材料不同，电阻不同，引入材料固有物理量电阻率。 2. 电阻定律表达式 ：电阻率，单位，由材料和温度决定 ：导体有效长度，单位；：导体横截面积，单位 3. 电阻率规律 金属：温度升高，增大，电阻增大。合金：电阻率受温度影响极小，适合制作标准电阻。半导体：温度升高，急剧减小。超导体：特定低温下，电阻为 0。 适用范围：粗细均匀、温度恒定的金属导体。 典例精析 例题2、如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。若将A与B接入电路中，测得电流为I，A、B两端电压为U；将C与D接入电路中，若测得电流为2I，则C、D两端电压为（     ） A． B． C．U D．2U 【答案】B 【详解】设金属薄片的厚度为，边长，则。根据电阻定律 当将A与B接入电路中时，电流沿方向，此时导体的长度 横截面积 则A、B间的电阻 根据欧姆定律可得A、B两端电压 当将C与D接入电路中时，电流沿方向，此时导体的长度 横截面积 则C、D间的电阻 此时测得电流为，根据欧姆定律可得C、D两端电压 对比可知 故选B。 举一反三 4．如图所示，B、C为电阻丝AD的三等分点，将BD对折且D与B相连接，则对折后AC间电阻与对折前AC间电阻之比为（　　） A．1：2 B．3：4 C．5：3 D．2：3 【答案】B 【详解】设电阻丝AD总阻值为R，则对折前AC间电阻为，对折后BC与DC并联后阻值为，总阻值，即 故选B。 5．（多选）一根粗细均匀的金属导线，两端加电压为时，通过导线的电流强度为，导线中自由电子定向移动的平均速率为；若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，两端电压仍为，则（　　） A．通过导线的电流强度为 B．通过导线的电流强度为 C．自由电子定向移动的平均速率为 D．自由电子定向移动的平均速率 【答案】AC 【详解】AB．若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，根据可知，横截面积变为原来的，长度变为原来的4倍；根据电阻定律可知，电阻变为原来的16倍；根据可知，通过导线的电流强度变为，故A正确，B错误； CD．电流的微观表达式，其中n、e不变，电流为原来的，横截面积变为原来的，此时自由电子定向移动的平均速率变为原来的，即自由电子定向移动的平均速率变为，故C正确，D错误。 故选AC。 6．一根铜导线经过拉线机几次拉制后，半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的（　　） A．81倍 B．27倍 C．18倍 D．9倍 【答案】A 【详解】根据电阻定律 解得 半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的81倍。 故选A。 ▌题型03图像与导体电阻分析 解题必备 1. 定值电阻图像特征 图像为过坐标原点倾斜直线，斜率绝对值等于导体电阻，；直线越陡，电阻越大。 2. 非线性元件（小灯泡）图像特征 曲线向上弯曲，随电压、电流增大，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻持续增大，图像上某点与原点连线斜率为该工作状态瞬时电阻。 3. 图像对比 斜率，斜率越大，导体电阻越小。 4. 图像计算技巧 取图像上任意清晰坐标点，用计算对应电阻，不可用两段差值随意求斜率。 典例精析 例题3、现有4根长度和横截面积均相同的金属丝，测得每根金属丝两端的电压和通过的电流，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．则电阻率最大的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】C 【详解】由部分电路的欧姆定律有 由电阻定律有 联立解得 由图像可知，丙点和坐标原点连线的斜率最大，故丙点电阻率最大。 故选C。 举一反三 7．如图所示为A、B两电阻的U—I图线，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 【答案】C 【详解】AB．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的点到原点的连线的斜率随电流的增大而增大，图线B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，AB错误； CD．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。 故选C。 8．（多选）如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是（　　） A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变 B．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B阻值不变 C．在两图线交点处，A的阻值等于电阻B的阻值 D．电阻A由合金做成，适合做标准电阻 【答案】AC 【详解】AB．根据图像可知图像上的点到原点的连线的斜率表示电阻的倒数，随着电流的增大，电阻A阻值的倒数在减小，所以阻值在增大；电阻B图像为过原点的直线，阻值不变，A正确，B错误； C．两图线交点处的点到原点的连线斜率相等，电阻相等，C正确； D．根据图像可得电阻A为非线性元件，不适合做标准电阻，D错误。 故选AC。 9．（多选）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a=40cm，b=20cm，c=10cm，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U=15V时，电解液的电阻是3×103Ω B．电压U=15V时，电解液热功率是7.5×10W C．电压U=15V时，电解液的电阻率是150Ω·m D．电压U增大时，电解液的电阻率将减小 【答案】ACD 【详解】A．电压U=15V时，电流为 求得电解液的电阻为 故A正确； B．电压U=15V时，电解液热功率 故B错误； C．由图甲可知电解液长为 横截面积为 根据 解得 故C正确； D．由图乙可知，电压增大，电解水的阻值减小，所以电解水的电阻率随电压的增大而减小，故D正确。 故选ACD。 ▌题型04滑动变阻器结构、接法与阻值变化规律 解题必备 1. 滑动变阻器基础结构 绝缘瓷筒、缠绕电阻丝、金属滑杆、滑片、四个接线柱（上 2 下 2）；核心原理：改变接入电路电阻丝长度改变阻值。 2. 两种核心接法 (1)限流式接法：一上一下接线，滑片移动改变接入电阻丝长度；滑片靠近下接线柱：接入电阻变小，电路总电流变大；滑片远离下接线柱：接入电阻变大，电路总电流变小。 (2)分压式接法：两下一上 / 全部接线，被测元件电压可从零连续调节，适合电压大范围调控实验。 铭牌含义：如 “”，最大阻值，允许通过最大电流 2A。 使用注意：闭合开关前，滑片调至接入电阻最大位置，保护电路。 典例精析 例题4、(1)如图中游标卡尺的读数为________mm，螺旋测微器的读数为________mm。 (2)在探究“决定导线电阻因素”的实验中。需要进行以下测量： 欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12Ω，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些。下列器材中：电流表应选用（填器材的标号和，下同）________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。并在如图2的虚线框内画出你设计的实验电路图_______。 A．电池组E（6V，内阻很小） B．电流表（0~3A，内阻约0.01Ω） C．电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω） D．电压表（0~3V，内阻约3kΩ） E.电压表（0~6V，内阻约6kΩ） F.滑动变阻器（0~5Ω，2A） G.滑动变阻器（0~1kΩ，1A） H.电键、导线 【答案】(1) 50.15 4.700 (2) 【详解】（1）[1]游标卡尺的分度值为，因此读数为 [2]螺旋测微器的读数为 （2）[1][2]电源电动势是6V，电压表应选用；电路最大电流 则电流表应选用。 [3]电压、电流测量范围尽可能大一些，滑动变阻器应采用分压接法，所以滑动变阻器选电阻较小的。由于 则电流表采用外接法。 [4]实验电路图如图所示 举一反三 10．某实验小组描绘一只额定电压为3 V小灯泡的伏安特性曲线，准备的器材如下： A、电压表V（量程为3 V，内阻约为20 kΩ）； B、电流表A（量程为200 mA，内阻约为10 Ω）； C、滑动变阻器R（阻值范围为0~10 Ω，额定电流为2 A）； D、电池组（电动势为6 V，内阻较小）； E、开关和导线若干。 测量方案如下：首先将电压表接在如图甲所示电路的O、P两点之间，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下多组电流表和电压表的示数，最后描点作图得到图乙中的Ⅰ图线；然后将电压表改接在O、Q两点之间，重复上述操作，得到图乙中的Ⅱ图线。请回答下列问题： (1)根据图乙中的图线可知，小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而________（填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)该同学根据小灯泡的额定电压，分别从图乙中Ⅰ、Ⅱ图线找到相应数据计算出了小灯泡的额定功率和，则更接近小灯泡真实的额定功率________（填“”和“”），并分析另一组数据产生误差的主要原因：________________________； (3)该同学还发现可以通过以上某些器材和图乙的图线，准确测量干电池的内阻。他将小灯泡和电压表并联，接在一节电动势为1.5 V的干电池两端，读出电压表的示数为1.40 V，则该干电池的内阻为________（结果保留两位有效数字）； (4)同组同学提出。可将本实验中的分压式接法改为限流式接法，以简化电路操作。请你结合实验器材参数和实验要求，说明用限流式接法不可行的一个理由：________________________。 【答案】(1)增大 (2) 电流表分压 (3)0.91 (4)滑动变阻器阻值较小，全部阻值接入电路灯泡电压可能超过额定电压；小灯泡的电压不能从0开始调节（或小灯泡电压调节范围小） 【详解】（1）因图乙中，图像的斜率，而随着小灯泡两端电压的增大，图像越来越平缓，图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越小，由电阻越来越大，即小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而增大 （2）[1]将电压表接在如图甲所示电路的O、P两点之间，电压表与灯泡并联，其读数为小灯泡的额定电压 ，小灯泡两端实际加的电压就是其额定电压，则更接近小灯泡真实的额定功率 [2] 电压表改接在O、Q两点之间,电流表有内阻，其有分压作用，则小于小灯泡真实的额定功率 （3）由图Ⅰ，时，电流 由内电压 解得 （4）滑动变阻器阻值较小，全部阻值接入电路灯泡电压可能超过额定电压；小灯泡的电压不能从0开始调节（或小灯泡电压调节范围小） 11．在描述小灯泡的伏安特性曲线实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材： A．小灯泡“6V，3W” B．直流电源6~8V C．电流表（量程3A，内阻约0.2Ω） D．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω） E.电压表（量程8V，内阻约20kΩ） F.电压表（量程20V，内阻约60kΩ） G.滑动变阻器（0~20Ω，2A） H.滑动变阻器（1kΩ，0.5A） (1)实验所用到的电流表应选_______电压表应选_______滑动变阻器应选_______（填字母代号）。 (2)如图为测绘小灯泡的伏安特性曲线实验的实物电路图，在方框图中画出与实物电路相对应的电路图。 (3)完成下列实验步骤： ①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，滑片应停留在滑动变阻器的最_______（选填“左”或“右”）端； ②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压； 【答案】(1) D E G (2) (3)左 【详解】（1）[1]小灯泡额定电流 因此选量程0.6A的电流表D。 [2]小灯泡额定电压为6V，选量程8V的电压表E。 [3]描绘小灯泡的伏安特性曲线要求测量数据变化大，则滑动变阻器应采用分压式接法，分压接法选小阻值滑动变阻器，调节更方便，因此选的滑动变阻器G。 （2）该电路采用滑动变阻器分压式接法和电流表外接法，对应电路图如下 （3）分压接法需要让小灯泡两端初始电压为0，保护电路。由电路图可知，闭合开关前，滑片应停留在最左端。 12．某兴趣小组利用图甲所示电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验步骤如下： A．根据电路图连接好实物图，将滑片滑至最左端； B．闭合开关，向右滑动滑片，改变小灯泡两端电压，记录多组电压和电流数值； C．描点并拟合出图像，如图丙所示。 请根据以上操作，回答以下问题： (1)根据图甲，在答题卡上的实物图中用笔画线代替导线补全实物连接； (2)根据丙图，当电压为时，小灯泡的电阻为________（结果保留两位有效数字）； (3)把该灯泡与一节电动势为、内阻为的干电池相连，灯泡消耗的功率为________（结果保留两位有效数字）； (4)考虑图甲中电压表的分流作用，则（3）中所求得小灯泡的功率较真实功率________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) (2)8.0 (3)0.18/0.17/0.19 (4)偏大 【详解】（1）图甲电路中，滑动变阻器为分压接法，将滑动变阻器的左下接线柱连接到电源负极。电流表外接，电压表并联在灯泡两端，将电压表的正接线柱连接到小灯泡右端。实物连接如答案图所示。 （2）由丙图可知，当时，对应电流 根据欧姆定律，​解得 （3）灯泡接电源时，由闭合电路的欧姆定律，整理得 将该直线画在丙图中，与小灯泡伏安曲线交点为工作点，如图所示 可得工作点， 灯泡消耗的功率 （4）本电路为电流表外接，考虑图甲中电压表的分流作用，电流表测得的电流是灯泡和电压表的总电流，大于灯泡真实电流，而电压测量值等于灯泡真实电压，因此计算功率，比真实功率偏大。 ▌题型05导体、半导体、超导体特性及应用 解题必备 1.四类材料导电特性 (1)导体（金属、电解液）：内部大量自由电荷，电阻率小；温度升高电阻增大；用于导线、电极。 (2)半导体（硅、锗）：自由电荷数量介于导体绝缘体之间；温度升高、掺杂杂质后电阻急剧减小；制成热敏电阻、光敏电阻、二极管。 (3)超导体：极低温度下电阻率，电阻；通电无热损耗，用于超导输电线、磁悬浮、超导磁体。 (4)绝缘体：几乎无自由电荷，电阻率极大；橡胶、塑料，用于绝缘防护。 2.实际应用区分 (1)电热丝：金属合金，利用电流热效应 (2)温控传感器：半导体热敏电阻 (3)远距离输电理想材料：超导体 (4)导线绝缘外皮：绝缘材料 典例精析 例题5、安德烈·玛丽·安培（1775～1836）法国物理学家、数学家，电动力学的奠基人之一，对电磁学的基本原理有许多重要发现。如安培力公式、安培定则、安培环路定律等都是他发现的。为了纪念他，后人以他的名字安培命名了电流的单位。下列关于电流叙述正确的是（　　） A．只要电路中有电源，电路中就有电流 B．电路中有电流，则一定有电阻 C．由电流的定义可知，通电时间越长，电流越小 D．电路中有电流通过，则一定有自由电荷 【答案】D 【详解】A. 电路中有电源和闭合回路，电路中才有电流，A错误； B. 电路中有电流，则不一定有电阻，若超导体中有电流，超导体没有电阻，B错误； C. 由电流的定义可知，通过相等电荷量时，通电时间越长，电流越小，C错误； D. 电路中有电流通过，则一定有自由电荷，D正确。 故先D。 举一反三 13．下列说法正确的是（  ） A．半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，其电阻随温度升高而增大 B．热敏电阻的特点是温度升高时电阻迅速减小 C．导体中电流无穷大的现象叫超导现象 D．导体的电阻与通过其中的电压和电流有关 【答案】B 【详解】A．半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，其电阻随温度升高而减小，故A错误； B．热敏电阻的特点是温度升高时电阻迅速减小，故B正确； C．导体中电阻突变为零的现象叫超导现象，故C错误； D．导体的电阻与通过比值定义的，因此与通过其中的电压和电流无关，只与导体本身有关，故D错误。 故选B。 14．下列说法中正确的是（　　） A．金属在温度特别高时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象 B．电荷定向移动的方向规定为电流的方向 C．某充电宝的说明书标明电池容量为10000，其中为能量单位 D．处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面 【答案】D 【详解】A．超导现象发生在极低温度（临界温度以下），而非高温时，故A错误； B．电流方向被规定为正电荷定向移动的方向，故B错误； C．根据可得是电荷量单位，故C错误； D．静电平衡时，导体内部无净电荷，电荷仅分布在导体外表面，故D正确。 故选D。 15．2022德国柏林国际轨道交通技术展览会简称lnnoTrans2022上，中国高速磁悬浮“黑科技”再一次吸引了众多国际观众的目光，中国中车面向全球发布了当前世界上可实现的速度最快陆地公共交通工具—时速达600km/h的高速磁浮交通系统。高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（　　） A．“磁悬浮”技术是利用了电流的磁场与地磁场之间的斥力使列车实现悬浮的 B．“磁悬浮”技术能极大地减少列车与轨道的摩擦，在相同的牵引功率下获得更大的速度 C．高速磁悬浮列车速度大，所以其惯性也非常大 D．实现“磁悬浮”技术的“超导材料”是利用了其电阻率随着温度的降低而增大的特点制成 【答案】B 【分析】本题考查磁悬浮的原理，机车启动知识和惯性。超导知识，基础题目。 【详解】A．“磁悬浮”技术利用的是电流与电流产生的磁场或者是电流与永磁体产生的磁场之间的相互作用实现悬浮，与地磁场无关，故A项错误； B．根据列车行进中的最大速度与额定功率关系 整理有 由于磁悬浮列车在行进中没有与轨道接触，所以行进中的摩擦力大大减小，所以在同等牵引力功率的情况下，列车将获得更大的行进速度，故B项正确； C．惯性只与物体的质量有关，与物体速度大小无关，故C项错误 D．“超导材料”的电阻率会随着温度的降低而降低，当达到一定的温度时，电阻率变为零，将会实现超导现象，故D项错误。 故选B。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $