内容正文:
电流与电阻定律 · 期中复习讲义
第六讲 电流与电阻定律
01知识梳理
(一)电流
1. 定义
电荷的定向移动形成电流。通过导体横截面的电荷量 q 与所用时间 t 之比叫电流:
国际单位是安培(A),常用单位有 mA、μA。电流是标量,它的方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷(如金属中的自由电子)定向移动的方向相反。规定方向只是为了描述方便,电流的运算服从代数法则,不是矢量。
2. 电解液中的电流
金属导体中只有自由电子移动;电解液中正、负离子同时反向移动。这时通过某横截面的电荷量应是两种离子电荷量的绝对值之和。若 t 时间内有 q1 的正离子沿电流方向通过,又有 q2 的负离子沿反方向通过,则电流为:
这是本节最常考的一处陷阱:两个方向通过的电荷相加而不是相减。
电流是标量,方向按正电荷移动方向规定;电解液中正负离子反向移动,电荷量相加。
(二)电流的微观表达式
1. 推导
设导体横截面积为 S,单位体积内有 n 个自由电荷,每个电荷量为 q,定向移动速率为 v。取 t 时间内能通过横截面的电荷:它们都处在以 S 为底、vt 为高的柱体内,总数 nSvt,电荷量 Q = nqSvt,故:I = n q S v
这个式子把宏观的电流与微观的定向移动速率联系起来,估算题常直接使用。
(三)欧姆定律与电阻
1. 欧姆定律
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比:
2. 电阻的定义式
这是比值定义法:R 由导体本身决定,与是否加电压、电压多大无关。不能说「R 与 U 成正比、与 I 成反比」。
3. 适用范围
欧姆定律适用于金属导体和电解液;对气体导电、半导体器件(如二极管)不适用。
判断句:是比值定义,电阻由导体本身决定;欧姆定律只适用于金属与电解液。
(四)伏安特性曲线
1. 什么是伏安特性曲线
以电压 U 为横轴、电流 I 为纵轴画出的图线,反映元件的电流随电压变化的关系。
2. 线性元件
图线是过原点的直线,电阻恒定,斜率。注意:I-U 图中斜率越大电阻越小;若画的是 U-I 图线(U 为纵轴),斜率才是电阻,两坐标系不要混淆。
3. 非线性元件
图线是曲线,电阻随工作状态变化。两类典型:
小灯泡:电压升高、温度升高、金属的电阻率增大,故电阻增大。I-U 图线随 U 增大向 U 轴(横轴)方向弯曲——图线上各点与原点连线的斜率(即)逐渐减小。
二极管:正向导通、反向截止,具有单向导电性,图线明显不对称。二极管不服从欧姆定律。
I-U 图线过原点是线性元件,斜率等于;图线向横轴弯曲说明电阻随电压增大而增大。
(五)电阻定律
1. 内容与公式
同种材料的导体,电阻与长度成正比、与横截面积成反比,还与材料有关:
2. 比例问题的两条要点
拉伸或对折时导线的体积不变,这是隐含条件。设原电阻为 R:
均匀拉长为原来的 n 倍:L′ = nL,,R′ = n2R;
对折后并联使用:,S′ = 2S,。
凡是「拉长 n 倍」「对折」的题,直接套 n2R 与,再结合欧姆定律计算电流或功率。
;拉伸体积不变,拉长 n 倍电阻变为 n2R,对折后变为。
(六)电阻率与温度
1. 电阻率是材料的性质
ρ 由材料本身决定,与导体的长度、粗细无关。单位是 Ω·m。电阻率反映了材料的导电性能,ρ 越小导电性越好。
2. 三条温度规律
材料
电阻率随温度的变化
典型应用
金属
温度升高,ρ 增大
电阻温度计
半导体
温度升高,ρ 显著减小(热敏特性)
热敏电阻;光照增强 ρ 减小(光敏电阻)
合金(锰铜、镍铜)
ρ 很大,且几乎不随温度变化
标准电阻、电炉丝
金属电阻率随温度升高而增大,半导体相反,锰铜镍铜合金几乎不变。
(七)超导现象
某些材料温度降到某一临界温度 TC 以下时,电阻突然降为零,这一现象叫超导现象,这种材料叫超导体。超导体中一旦形成电流,几乎不再需要电源维持,输电线上不产生焦耳热,可大幅降低输电损耗。注意是「突变到零」,不是「随温度降低逐渐减小到零」。
判断句:超导是温度降到临界温度时电阻突然为零,不是逐渐减小到零。
02公式与方法清单
(一)核心公式
公式
表达式
适用条件
易错提醒
电流定义
任意载流导体
电解液中 q 取正负离子绝对值之和
电流微观式
I = n q S v
匀强定向移动
v 是定向移动速率,不是热运动速率
欧姆定律
金属、电解液
不适用于气体与二极管
电阻定义
比值定义
R 与 U、I 无关
电阻定律
同种材料均匀导体
S 用横截面积,不是表面积
拉伸比例
R′ = n2 R
体积不变
同时考虑 L 变 n 倍、S 变
对折比例
体积不变
长度减半、面积加倍
电荷量
q = I t
恒定电流
与 U-I 图线下的面积结合可算非恒定电流
(二)图像判读三步
1. 认清坐标系
先看横轴是 U 还是 I。I-U 图线过原点时,斜率;U-I 图线的斜率 k = R。把斜率意义弄反是图像题最大的失分源。
2. 看「割线」不看「切线」
求某一工作状态下的电阻,用该点与原点连线的斜率(割线),而不是该点切线的斜率。切线斜率对应的是「动态电阻」,中学阶段不用。
3. 由弯曲方向判断电阻变化
I-U 图线向横轴弯曲,说明随电压增大减小,即 R 增大(小灯泡);向纵轴弯曲则 R 减小(如某些半导体)。
03典型例题
(一)电流强度的定义及微观表达式
例1.如图所示,某电解池内有一价正负离子的电解液,在外部电源E作用下,经时间t到达负极板的正离子数为,到达正极板的负离子数为,设元电荷电荷量为e,则溶液内电流的大小为( )
A. B. C. D.
要点提炼:电解液这类题,记住「反向相加」。若误以为相减得零,就把两种离子的导电作用全部丢了。
【变式训练1】. 某实验室有两个导体棒A和B,其中A的横截面积为B的2倍,经相等的时间流过导体棒B横截面的电荷量为流过导体棒A横截面的电荷量的2倍。则下列说法中正确的是( )
A.流过两导体棒的电流相等
B.导体棒B中的电流为导体棒A中的2倍
C.若两导体棒材料相同,则B中自由电子定向移动速率是A的4倍
D.导体棒横截面积越大,自由电子定向移动速率就一定越小
【变式训练2】有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I;设单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e,此电子的定向移动速率为v,在时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为( )
A. B. C. D.
要点提炼:电子定向移动极慢,但电路一接通电场以接近光速建立,全电路的电子几乎同时开始移动,所以灯立即亮。这两个速率不要混为一谈。
(二)电阻定律
例2. 现有一根金属裸导线,如果把该导线均匀拉长到原来的3倍,仍给它加上相同电压,则拉长前、后通过该导线的电流之比为( )
A. B. C. D.
【变式训练】.甲、乙两根异种材料的电阻丝,其长度之比是,横截面积之比是,电阻之比是,则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是( )
A. B.
C. D.
要点提炼:n 倍拉伸对应 n2R,对折对应,两个结论直接记。命题人常把对折说成「剪成两段再并联」,本质相同。
(三)元件的伏安特性曲线
例3. 有两个导体a、b,它们的伏安特性曲线如图所示,据此分析,正确的结论是 ( )
A.导体a的电阻较大 B.导体a的电阻率较大
C.导体a较长 D.导体a较粗
【变式训练】.如图所示,图线1、2分别表示电阻为R1、R2的两导体的伏安特性曲线,已知它们的电阻率和横截面积都相同,则电阻为R1、R2的两导体长度之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.2:1 D.3:1
要点提炼:I-U 图像题第一步认坐标系,第二步用「点与原点连线斜率的倒数」求各状态电阻。向横轴弯曲就是「越来越费电」,即电阻增大。
04巩固练习
一、单选题
1.如图所示为某品牌手机的部分参数,充满电之后,该手机工作12小时后自动关机,则该手机的工作电流约为( )
A.40 A B.400 A C.400 mAh D.400 mA
2.一根粗细均匀的直线绝缘管道中含大量正一价、负二价离子的污水正以速度在管内流动。污水管的横截面积为,单位长度污水中含正一价、负二价离子的个数均为(假设污水中仅含有这两种离子,无需考虑溶液电中性要求),电子的带电量为,则由于污水流动而形成的等效电流的大小和方向为( )
A.,方向与同向 B.,方向与反向
C.,方向与反向 D.,方向与同向
3.如图甲,图线1、2分别表示长度相同、半径之比的同种材料均匀铜导线、的伏安特性曲线,当它们按图乙方式接入电路时,以下说法正确的是( )
A.、总电阻的图线应在区域Ⅱ
B.通过、导线的自由电荷定向移动速率之比为9∶4
C.单位时间通过、导线横截面的电量之比为9∶4
D.、两段的电场强度之比为4∶9
4.广西新一轮农网改造中,将原铝导线(电阻率ρ1)更换为铜导线(电阻率ρ2<ρ1),要求替换后导线电阻不变且长度相同。则新铜导线横截面积S2与原铝导线横截面积S1的关系为
A. B. C. D.无法判断
5.对于常温下一根阻值为的均匀金属丝,下列说法正确的是( )
A.金属材料的电阻率随温度的升高而减小
B.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的两倍长度,则阻值变为
C.给金属丝加上的电压从零逐渐增大到,则任一状态下的比值不变
D.将金属丝换为超导丝,温度低于临界温度时电阻很大
6.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B.由R=可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.导体的电阻、电阻率与电压和电流都无关
D.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
7.某工厂在加工一根材质均匀的金属导线时,发现其初始电阻为。现通过拉伸工艺将这根导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍。假设在整个拉伸过程中导线的体积保持不变且电阻率不发生变化,则拉长后导线的电阻变为( )
A. B. C. D.
8.一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,管中盐水柱长为20 cm时,测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至25 cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻为( )
A. B. C. D.
9.在做描述小灯泡的伏安特性曲线实验时,某小组得到如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻随电压的增大而减小 B.小灯泡的电阻不会发生变化
C.小灯泡的电阻随电流的增大而增大 D.小灯泡的电阻随温度的升高而减小
1
学科网(北京)股份有限公司
$电流与电阻定律 · 期中复习讲义
第六讲 电流与电阻定律
01知识梳理
(一)电流
1. 定义
电荷的定向移动形成电流。通过导体横截面的电荷量 q 与所用时间 t 之比叫电流:
国际单位是安培(A),常用单位有 mA、μA。电流是标量,它的方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷(如金属中的自由电子)定向移动的方向相反。规定方向只是为了描述方便,电流的运算服从代数法则,不是矢量。
2. 电解液中的电流
金属导体中只有自由电子移动;电解液中正、负离子同时反向移动。这时通过某横截面的电荷量应是两种离子电荷量的绝对值之和。若 t 时间内有 q1 的正离子沿电流方向通过,又有 q2 的负离子沿反方向通过,则电流为:
这是本节最常考的一处陷阱:两个方向通过的电荷相加而不是相减。
电流是标量,方向按正电荷移动方向规定;电解液中正负离子反向移动,电荷量相加。
(二)电流的微观表达式
1. 推导
设导体横截面积为 S,单位体积内有 n 个自由电荷,每个电荷量为 q,定向移动速率为 v。取 t 时间内能通过横截面的电荷:它们都处在以 S 为底、vt 为高的柱体内,总数 nSvt,电荷量 Q = nqSvt,故:I = n q S v
这个式子把宏观的电流与微观的定向移动速率联系起来,估算题常直接使用。
(三)欧姆定律与电阻
1. 欧姆定律
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比:
2. 电阻的定义式
这是比值定义法:R 由导体本身决定,与是否加电压、电压多大无关。不能说「R 与 U 成正比、与 I 成反比」。
3. 适用范围
欧姆定律适用于金属导体和电解液;对气体导电、半导体器件(如二极管)不适用。
判断句:是比值定义,电阻由导体本身决定;欧姆定律只适用于金属与电解液。
(四)伏安特性曲线
1. 什么是伏安特性曲线
以电压 U 为横轴、电流 I 为纵轴画出的图线,反映元件的电流随电压变化的关系。
2. 线性元件
图线是过原点的直线,电阻恒定,斜率。注意:I-U 图中斜率越大电阻越小;若画的是 U-I 图线(U 为纵轴),斜率才是电阻,两坐标系不要混淆。
3. 非线性元件
图线是曲线,电阻随工作状态变化。两类典型:
小灯泡:电压升高、温度升高、金属的电阻率增大,故电阻增大。I-U 图线随 U 增大向 U 轴(横轴)方向弯曲——图线上各点与原点连线的斜率(即)逐渐减小。
二极管:正向导通、反向截止,具有单向导电性,图线明显不对称。二极管不服从欧姆定律。
I-U 图线过原点是线性元件,斜率等于;图线向横轴弯曲说明电阻随电压增大而增大。
(五)电阻定律
1. 内容与公式
同种材料的导体,电阻与长度成正比、与横截面积成反比,还与材料有关:
2. 比例问题的两条要点
拉伸或对折时导线的体积不变,这是隐含条件。设原电阻为 R:
均匀拉长为原来的 n 倍:L′ = nL,,R′ = n2R;
对折后并联使用:,S′ = 2S,。
凡是「拉长 n 倍」「对折」的题,直接套 n2R 与,再结合欧姆定律计算电流或功率。
;拉伸体积不变,拉长 n 倍电阻变为 n2R,对折后变为。
(六)电阻率与温度
1. 电阻率是材料的性质
ρ 由材料本身决定,与导体的长度、粗细无关。单位是 Ω·m。电阻率反映了材料的导电性能,ρ 越小导电性越好。
2. 三条温度规律
材料
电阻率随温度的变化
典型应用
金属
温度升高,ρ 增大
电阻温度计
半导体
温度升高,ρ 显著减小(热敏特性)
热敏电阻;光照增强 ρ 减小(光敏电阻)
合金(锰铜、镍铜)
ρ 很大,且几乎不随温度变化
标准电阻、电炉丝
金属电阻率随温度升高而增大,半导体相反,锰铜镍铜合金几乎不变。
(七)超导现象
某些材料温度降到某一临界温度 TC 以下时,电阻突然降为零,这一现象叫超导现象,这种材料叫超导体。超导体中一旦形成电流,几乎不再需要电源维持,输电线上不产生焦耳热,可大幅降低输电损耗。注意是「突变到零」,不是「随温度降低逐渐减小到零」。
判断句:超导是温度降到临界温度时电阻突然为零,不是逐渐减小到零。
02公式与方法清单
(一)核心公式
公式
表达式
适用条件
易错提醒
电流定义
任意载流导体
电解液中 q 取正负离子绝对值之和
电流微观式
I = n q S v
匀强定向移动
v 是定向移动速率,不是热运动速率
欧姆定律
金属、电解液
不适用于气体与二极管
电阻定义
比值定义
R 与 U、I 无关
电阻定律
同种材料均匀导体
S 用横截面积,不是表面积
拉伸比例
R′ = n2 R
体积不变
同时考虑 L 变 n 倍、S 变
对折比例
体积不变
长度减半、面积加倍
电荷量
q = I t
恒定电流
与 U-I 图线下的面积结合可算非恒定电流
(二)图像判读三步
1. 认清坐标系
先看横轴是 U 还是 I。I-U 图线过原点时,斜率;U-I 图线的斜率 k = R。把斜率意义弄反是图像题最大的失分源。
2. 看「割线」不看「切线」
求某一工作状态下的电阻,用该点与原点连线的斜率(割线),而不是该点切线的斜率。切线斜率对应的是「动态电阻」,中学阶段不用。
3. 由弯曲方向判断电阻变化
I-U 图线向横轴弯曲,说明随电压增大减小,即 R 增大(小灯泡);向纵轴弯曲则 R 减小(如某些半导体)。
03典型例题
(一)电流强度的定义及微观表达式
例1.如图所示,某电解池内有一价正负离子的电解液,在外部电源E作用下,经时间t到达负极板的正离子数为,到达正极板的负离子数为,设元电荷电荷量为e,则溶液内电流的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在相等的时间内到达正极版的负离子和到达负极版的正离子的电量是相等的,因电解液中正负离子均是一价的,故
时间t内通过电解液横截面的电荷量为
因此溶液内的电流大小为 。
故选C。
要点提炼:电解液这类题,记住「反向相加」。若误以为相减得零,就把两种离子的导电作用全部丢了。
【变式训练1】. 某实验室有两个导体棒A和B,其中A的横截面积为B的2倍,经相等的时间流过导体棒B横截面的电荷量为流过导体棒A横截面的电荷量的2倍。则下列说法中正确的是( )
A.流过两导体棒的电流相等
B.导体棒B中的电流为导体棒A中的2倍
C.若两导体棒材料相同,则B中自由电子定向移动速率是A的4倍
D.导体棒横截面积越大,自由电子定向移动速率就一定越小
【答案】BC
【详解】AB.由于单位时间内通过B横截面的电荷量是通过A横截面的电荷量的2倍,根据可知,B中的电流是A中的电流的2倍,故A错误,B正确;
C.根据电流微观表达式
可得
若两导体棒材料相同,单位体积内的自由电子数相同,B中自由电子定向移动速率是A的4倍,故C正确;
D.自由电子定向移动速率与电流大小、单位体积内自由电子数、导体横截面积均有关,该结论未控制电流、单位体积自由电子数等变量,无法得出横截面积越大自由电子定向移动速率就一定越小的结论,故D错误。
故选BC。
【变式训练2】有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I;设单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e,此电子的定向移动速率为v,在时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】电流的微观表达式为
电流的定义式为
在时间内,通过导线横截面的自由电子数为
故选AC。
要点提炼:电子定向移动极慢,但电路一接通电场以接近光速建立,全电路的电子几乎同时开始移动,所以灯立即亮。这两个速率不要混为一谈。
(二)电阻定律
例2. 现有一根金属裸导线,如果把该导线均匀拉长到原来的3倍,仍给它加上相同电压,则拉长前、后通过该导线的电流之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】导线被均匀拉长时,总体积不变。长度变为原来的3倍,由体积公式
可知,横截面积会变为原来的。根据电阻定律
解得拉长后新电阻
两端加相同电压,由欧姆定律
可得拉长前后的电流关系为
则拉长前后通过的电流之比为。
故选C。
【变式训练】.甲、乙两根异种材料的电阻丝,其长度之比是,横截面积之比是,电阻之比是,则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据电阻定律
可知电阻率表达式为
因此甲、乙两根电阻丝的电阻率之比为
代入已知比值、、
计算得
故选A。
要点提炼:n 倍拉伸对应 n2R,对折对应,两个结论直接记。命题人常把对折说成「剪成两段再并联」,本质相同。
(三)元件的伏安特性曲线
例3. 有两个导体a、b,它们的伏安特性曲线如图所示,据此分析,正确的结论是 ( )
A.导体a的电阻较大 B.导体a的电阻率较大
C.导体a较长 D.导体a较粗
【答案】A
【详解】A.图像的斜率等于电阻,图像a的斜率大,则导体a的电阻较大,A正确;
BCD.电阻由导体的长度、横截面积以及电阻率共同决定,BCD错误。
故选A。
【变式训练】.如图所示,图线1、2分别表示电阻为R1、R2的两导体的伏安特性曲线,已知它们的电阻率和横截面积都相同,则电阻为R1、R2的两导体长度之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.2:1 D.3:1
【答案】B
【详解】根据图像可得,R1:R2=1:3,由电阻的决定公式电阻定律有
则电阻率和横截面积都相同时,电阻与长度成正比,所以电阻为R1、R2的两导体长度之比为1:3,则B正确;ACD错误;
故选B。
要点提炼:I-U 图像题第一步认坐标系,第二步用「点与原点连线斜率的倒数」求各状态电阻。向横轴弯曲就是「越来越费电」,即电阻增大。
04巩固练习
一、单选题
1.如图所示为某品牌手机的部分参数,充满电之后,该手机工作12小时后自动关机,则该手机的工作电流约为( )
A.40 A B.400 A C.400 mAh D.400 mA
【答案】D
【详解】由题得,表格中显示电池容量为,由电流的定义式得,手机的工作电流
故选D。
2.一根粗细均匀的直线绝缘管道中含大量正一价、负二价离子的污水正以速度在管内流动。污水管的横截面积为,单位长度污水中含正一价、负二价离子的个数均为(假设污水中仅含有这两种离子,无需考虑溶液电中性要求),电子的带电量为,则由于污水流动而形成的等效电流的大小和方向为( )
A.,方向与同向 B.,方向与反向
C.,方向与反向 D.,方向与同向
【答案】C
【详解】规定正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流方向。已知单位长度污水中含正一价、负二价离子的个数均为,则时间内流过管道横截面的正一价、负二价离子的总数均为
根据电流的定义式可知,正一价离子定向移动的方向与同向,贡献的电流大小为
方向与同向;同理负二价离子定向移动的方向与同向,贡献的电流大小为
方向与反向。所以总电流的大小为
方向与反向。
故选C。
3.如图甲,图线1、2分别表示长度相同、半径之比的同种材料均匀铜导线、的伏安特性曲线,当它们按图乙方式接入电路时,以下说法正确的是( )
A.、总电阻的图线应在区域Ⅱ
B.通过、导线的自由电荷定向移动速率之比为9∶4
C.单位时间通过、导线横截面的电量之比为9∶4
D.、两段的电场强度之比为4∶9
【答案】B
【详解】A.导线的电阻
两导线串联后的总电阻大于任一导线的电阻。
图线的斜率为,故总电阻的图线斜率小于图线1、2,应位于区域III,故A错误;
B.两导线串联,电流相等。同种材料中自由电荷数密度相同,由
整理得,故B正确;
C.由电流的定义式
可知,在单位时间内通过两导线横截面的电量之比为,故C错误;
D.两导线电阻之比
串联时电压之比
由于两导线的长度相同,则、两段的电场强度之比为,故D错误。
故选B。
4.广西新一轮农网改造中,将原铝导线(电阻率ρ1)更换为铜导线(电阻率ρ2<ρ1),要求替换后导线电阻不变且长度相同。则新铜导线横截面积S2与原铝导线横截面积S1的关系为
A. B. C. D.无法判断
【答案】B
【详解】由电阻定律可知,依题意知、相同,则有
因,故,即改用铜导线后可用更小的横截面积达到同样的电阻。
故选B。
5.对于常温下一根阻值为的均匀金属丝,下列说法正确的是( )
A.金属材料的电阻率随温度的升高而减小
B.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的两倍长度,则阻值变为
C.给金属丝加上的电压从零逐渐增大到,则任一状态下的比值不变
D.将金属丝换为超导丝,温度低于临界温度时电阻很大
【答案】B
【详解】A.金属材料的电阻率由材料和温度共同决定,温度升高时金属内部的自由电子与晶格离子的碰撞加剧,电阻率随之增大,故A错误;
B.金属丝被均匀拉长时体积不变,横截面积与长度成反比,拉长为原来的2倍后横截面积变为原来的,由电阻定律得拉长后的电阻为,故B正确;
C.金属丝两端的电压增大时,通过它的电流增大、发热功率增大,金属丝温度升高使电阻率增大,由电阻的定义式可知,同一状态下的比值即电阻值会逐渐变大,故C错误;
D.超导丝的温度低于临界温度时电阻突变为零,对电流没有阻碍作用,并非电阻很大,故D错误。
故选B。
6.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B.由R=可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.导体的电阻、电阻率与电压和电流都无关
D.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
【答案】C
【详解】A.电阻是导体的固有属性,与导体中是否有电流通过无关,无论是否通有电流,导体的电阻都存在,故A错误;
B.是电阻的定义式,仅用来计算电阻大小,导体的电阻由自身的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压、通过的电流无关,故B错误;
C.电阻是导体的固有属性,电阻率是导体材料的固有属性,二者均由自身性质和温度决定,与电压、电流无关,故C正确;
D.电阻率仅与导体的材料、温度有关,与导线长度无关,将导线等分为二后,电阻率不变,长度变为原来的,根据电阻决定式,半根导线的电阻为原来的,故D错误。
故选C。
7.某工厂在加工一根材质均匀的金属导线时,发现其初始电阻为。现通过拉伸工艺将这根导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍。假设在整个拉伸过程中导线的体积保持不变且电阻率不发生变化,则拉长后导线的电阻变为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】 根据电阻定律公式
可得初始状态下导线电阻
拉伸过程体积不变,即
拉伸后长度
因此拉伸后横截面积
代入可得拉伸后的电阻
故选C。
8.一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,管中盐水柱长为20 cm时,测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至25 cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因体积不变,当长度由变为时,横截面积从变为,由电阻定律得
故选C。
9.在做描述小灯泡的伏安特性曲线实验时,某小组得到如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻随电压的增大而减小 B.小灯泡的电阻不会发生变化
C.小灯泡的电阻随电流的增大而增大 D.小灯泡的电阻随温度的升高而减小
【答案】C
【详解】ABC.I-U图像中电流随电压的增大而增大,图像的斜率表示电阻的倒数;由图可知,灯泡电阻随电压(电流)的增大而增大,故AB错误,C正确;
D.因为电压增大后,发热量高,从而使灯泡的温度升高;而灯泡电阻随温度的升高而增大,D错误。
故选C。
1
学科网(北京)股份有限公司
$