人教版物理必修3同步练习: 11.2 导体的电阻(能力提升)

试卷更新日期：2024-04-02 类型：同步测试

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一、选择题

1. 现有一质量分布均匀的圆柱形金属丝，其长度为 $L$ ，在其两端加上恒定电压 $U$ 后，金属丝中的电流为 $I$ ，金属丝内的匀强电场的场强为 $E$ 。若将金属丝拉伸至长度为 $2 L$ ，金属丝仍为圆柱形，其两端电压仍为 $U$ ，则金属丝中的电流和电场强度分别为（）

A、 $\frac{1}{2} I$ 、 $\frac{1}{2} E$ B、 $\frac{1}{4} I$ 、 $\frac{1}{2} E$ C、 $\frac{1}{2} I$ 、 $\frac{1}{4} E$ D、 $\frac{1}{4} I$ 、 $\frac{1}{4} E$

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2. 欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且 $a > b > c$ 。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为 $L$ ，当给导体的上下表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $I$ ，当给导体的前后表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $\frac{I}{4}$ ，当给导体的左右表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $\frac{I}{9}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、AC的长度为4L B、AD的长度为6L C、导体的体积为 $12 L^{3}$ D、导体的电阻率为 $\frac{6 U L}{I}$

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4. 要测绘一个标有“3V、0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V。实验的电路图应选用图中的（）

A、 B、 C、 D、

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5. 如图所示的是表示两个大小不同的电阻的I—U图像，那么（　　）

A、电阻大的应是图线A，两电阻串联后的I—U图线在区域I B、电阻大的应是图线B，两电阻串联后的I—U图线在区域Ⅲ C、电阻小的应是图线A，两电阻并联后的I—U图线在区域Ⅲ D、电阻大的应是图线B，两电阻并联后的I—U图线在区域Ⅲ

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6. 下列说法正确的是（）

A、由场强定义式E= $\frac{F}{q}$ 可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B、电阻率是反映材料的导电性能的物理量 C、由R= $\frac{U}{I}$ 可知，导体两端的电压越大，导体的电阻越大 D、摩擦起电的过程就是电荷的创造过程

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7. 如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为 $L$ ，当给导体的上下表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $I$ ，当给导体的前后表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $\frac{I}{4}$ ，当给导体的左右表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $\frac{I}{9}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、AC的长度为4L B、AD的长度为6L C、导体的体积为 $12 L^{3}$ D、导体的电阻率为 $\frac{6 U L}{I}$

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8. 某热敏电阻的伏安特性曲线如图所示，下列有关说法正确的是（）

A、该热敏电阻为线性元件 B、随着电压的增加，电阻率变小 C、当电流为 $I_{0}$ 时，阻值为 $\frac{U_{0}}{I_{0}}$ D、当电流为 $I_{0}$ 时，阻值为 $\frac{3 U_{0}}{I_{0}}$

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9. 对以下表达式理解正确的是（）

A、根据公式 $ρ = \frac{S R}{l}$ 可知，金属电阻率与其电阻成正比，与其长度成反比 B、根据公式 $I = \frac{U}{R}$ 可知，导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比 C、根据公式 $R = \frac{U}{I}$ 可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与导体中的电流成反比 D、根据公式 $E = \frac{W}{q}$ 可知，当非静电力做功W为零时，电源电动势为零

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10. 一横截面积为 $2.4 \times 1 0^{- 5} c m^{2}$ 、长为 $20 c m$ 的柱状导体，其伏安特性曲线如图所示，则该导体（）

A、电阻率随温度的升高而减小 B、热功率跟导体中电流的平方成正比 C、两端电压为 $1 V$ 时，功率为 $0.24 W$ D、两端电压为 $2 V$ 时，电阻率为 $6 \times 1 0^{- 8} Ω \cdot m$

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11. 如图1所示的电路中，M与N间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压 $U_{C}$ 。如果 $U_{C}$ 随时间t的变化关系如图2所示，则下列描述电阻R两端电压 $U_{R}$ 随时间t变化关系的图像中，正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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12. 如图，线1表示的导体电阻为R₁ ，线2表示的导体的电阻为R₂ ，则正确的是（）

A、 $R_{1} ： R_{2} = 1 ： 3$ B、 $R_{1} ： R_{2} = 3 ： 1$ C、将R₁与R₂串联后接于电源上，则电流比 $I_{1} ： I_{2} = 1 ： 3$ D、将R₁与R₂并联后接于电源上，则电流比 $I_{1} ： I_{2} = 1 ： 3$

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13. 如图所示，直线a为电源的I-U图线，曲线b为灯泡的I-U图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别为（　　）

A、1.6 W，2 W B、1.6 W，6.4 W C、2 W，2 W D、2 W，6.4 W

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14. 某同学通过实验，描绘出了两个电阻R₁、R₂的伏安特性曲线。如图所示，两条图线交于P点，R₂的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4。下列说法正确的是（）

A、R₁的电阻为0.5Ω B、R₂的电阻随电压的增大而减小 C、当 U=1V 时， R₂与R₁的电阻相等 D、当 U=1V 时， R₂的电阻为10Ω

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二、多项选择题

15. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制而成（Ⅰ边长短、细导线）。两线圈的下边距磁场上边界高度相同，同时由静止释放，下落过程中，线圈没有发生转动。设两线圈下边到达地面时的速度大小分别为 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ ，在空中运动时间分别为 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 产生的焦耳热分别为 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ 。通过线框某截面的电荷量分别为 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ 。不计空气阻力，则下列判断正确的是（）

A、 $v_{1} < v_{2}$ B、 $t_{1} < t_{2}$ C、 $Q_{1} < Q_{2}$ D、 $q_{1} < q_{2}$

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16. 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线．则下列说法中正确是（）

A、随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B、对应P点，小灯泡的电阻为R= $\frac{U_{1}}{I_{2} - I_{1}}$ C、对应P点，小灯泡的电阻为R= $\frac{U_{1}}{I_{2}}$ D、对应P点，小灯泡的电功率值等于图中阴影部分面积大小

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17. 一块均匀的长方体样品，长为a ，宽为b ，厚为c ．电流沿CD方向时测得样品的电阻为R ，则下列说法正确的是（）

A、样品的电阻率为 $\frac{R b c}{a}$ B、样品的电阻率为 $\frac{R a c}{b}$ C、电流沿AB方向时样品的电阻为 $\frac{R a^{2}}{b^{2}}$ D、电流沿EF方向时样品的电阻为 $\frac{R a^{2}}{b^{2}}$

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18. 有两材质、长度相同的电阻a和b，当它们接入电路时，得到如右图所示的电流I和电压U的关系，以下说法正确的是（　　）

A、R₁表示电阻a，R₂表示电阻b B、电阻a和b串联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ C、R₁表示电阻b，R₂表示电阻a D、电阻a和b并联后总电阻的I-U图线应在区域II

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19. 某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图所示，下列判断中正确的是（）

A、图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强 B、图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能 C、图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样 D、图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压 $($ 大于 $40 V)$ 时，反向电流才急剧变大

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20. a、b、c三种元件的伏安特性曲线如图所示，下列说法错误的是（　　）

A、b代表是定值电阻，图像的斜率等于电阻 B、a、b、c三种元件都是线性元件 C、a代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小 D、三种图像的交点表示电压、电流相等，电阻不相等

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三、非选择题

21. 在一根长 $L = 8 m$ 、横截面积 $S = 7 \times 1 0^{- 4} m^{2}$ 的铜质导线两端加 $4 \times 1 0^{- 3} V$ 电压.已知铜的电阻率 $ρ = 1.75 \times 1 0^{- 8} Ω \cdot m$ ，则：

(1)、该导线的电阻多大？

(2)、该导线中的电流多大？

(3)、当电阻线对折后，接人相同的电压，电流是多大？

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22. 某实验小组用图甲所示的电路探究某灯泡的电阻和功率随电压变化的规律，该灯泡在25℃时的电阻约为 $2.5 Ω$ ，所加电压为 $2 V$ 时的电阻约为 $4.0 Ω$ 。图甲中其它部分器材的参数如下：
电源（电动势为 $4 V$ ，内阻不计）；
电压表（量程为 $3 V$ 时内阻约为 $3 k Ω$ ，量程为 $15 V$ 时内阻约为 $15 k Ω$ ）；
电流表（量程为 $0.6 A$ 时内阻约为 $0.1 k Ω$ ，量程为 $3 A$ 时内阻约为 $0.02 k Ω$ ）。

(1)、将图甲所示的实验电路补充完整，要求灯泡两端的电压自零开始调节；

(2)、电压表示数用 $U$ 表示，电流表示数用 $I$ 表示，调整滑动变阻器滑片位置，得到多组 $U$ 、 $I$ 数据，根据得到的 $U$ 、 $I$ 数据画出的 $U - I$ 图像如图乙所示，由图像可得灯泡在 $U = 1.0 V$ 时的电阻为 $Ω$ （保留两位有效数字），由于实验存在系统误差，该测量值比真实值（选填“偏大”“偏小”或“相等”）；

(3)、将两个这样的小灯泡串联后接在电动势为 $3 V$ ，内阻为 $2 Ω$ 的电源上，则每个小灯泡消耗的功率约为 $W$ ，电源的效率约为（保留两位有效数字）。

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23. 某实验小组用如图甲所示的实验装置，通过实验得到了小灯泡如图丙所示的 $I - U$ 图像。

(1)、根据图甲用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图．

(2)、如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω电源两端，小灯泡消耗的功率为W（保留两位有效数字）。

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24. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所应采取的电路连接是下列四图中的哪一个（　　）

A、 B、 C、 D、

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25. 现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示目前国际公认的酒驾标准是“ $0.2 mg/mL \leq$ 酒精气体浓度 $< 0.8 mg/mL$ ”，醉驾标准是“酒精气体浓度 $\geq 0.8 mg/mL$ ”提供的器材有：
A．二氧化锡半导体型酒精传感器 $R_{x}$

B．直流电源（电动势为 $4 V$ ，内阻不计）

C．电压表（量程为 $3 V$ ，内阻非常大，作为浓度表使用）

D．电阻箱（最大阻值为 $999.9 Ω$ ）

E.定值电阻 $R_{1}$ （阻值为 $50 Ω$ ）

F.定值电阻 $R_{2}$ （阻值为 $10 Ω$ ）

G.单刀双掷开关一个，导线若干

(1)、图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线；

(2)、电路中R应选用定值电阻（填 $R_{1}$ 或 $R_{2}$ ）；

(3)、为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为 $30.0 Ω$ ，然后开关向（填“c”或“d”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 $mg/mL$ ；

②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”

③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。

(4)、某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现电压表指针满偏，则测量的酒精浓度（填“有”或“没有”）达到醉驾标准。

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26. 某同学利用现有的器材设计了如图甲所示的电路图来测量定值电阻 $R_{x}$ 及电源的电动势E，如图乙是所给的实验器材及部分器材连接的电路，电源的电动势E约为 $3 V$ ，内阻不计；定值电阻 $R_{x}$ 的阻值约为 $300 Ω$ ；电阻箱R的阻值范围为 $0 \sim 999.9 Ω$ ；理想电压表的量程范围为 $0 \sim 3 V$ 。回答下列问题：

(1)、用笔画线代替导线完成乙图中的器材连接；

(2)、该同学连续调节电阻箱的阻值R，得到多组R和电压表示数U的数据，写出R关于 $\frac{1}{U}$ 的函数表达式为（用E、R、 $R_{x}$ 、U表示）；根据数据画出 $R - \frac{1}{U}$ 图线，如图丙所示，由图中的数据a、 $- b$ 可得定值电阻 $R_{x} =$ ，电源的电动势 $E =$ 。

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27. 一个标有“12V”字样、功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：

(1)、在正常发光情况下，灯泡的电功率P为多少？

(2)、若一定值电阻R₀与该灯泡串联，接在E=20V，r=1Ω的电源上，灯泡恰能正常发光，则串联电阻R₀此时消耗的电功率为多少？

(3)、假设灯丝电阻R与温度t满足R=K（273+t）的关系，其中K为比例系数，室温为t₀=20℃，则灯泡在正常发光情况下，灯丝的温度为多少？

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28. 某学习小组根据图1的电路连接器材来探究导体的电阻与其影响因素的定量关系。可供选择的器材如下：电源E（电动势3V，内阻未知）：电流表A（量程为0.3A，内阻未知）；电压表 $V_{1}$ （量程为3V，内阻未知）：电压表 $V_{2}$ （量程为10V，内阻未知）：滑动变阻器R（最大阻值为 $30 Ω$ ）。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度L，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的读数U达到某一相同值时记录电流表的示数I，从而得到多个 $\frac{I}{U}$ 的值，作出 $\frac{I}{U} - \frac{1}{L}$ 图像，如图3中的图线a所示

(1)、本实验选用电压表为（填“ $V_{1}$ ”或“ $V_{2}$ ”）。

(2)、在某次测量时，电流表的指针位置如图2所示，则读数 $I =$ A。

(3)、已知合金丝甲的横截面积为S，图3中图像a的斜率为k、截距为d，则合金丝甲的电阻率 $ρ =$ ，选用的电压表内阻 $R_{V}$ =（用已知物理量的字母表示）。

(4)、图3中图线b是另一根长度相同、横截面积相同的合金丝乙采用同样的方法获得的 $\frac{I}{U} - \frac{1}{L}$ 图像，由图可知合金丝乙的电阻率合金丝甲的电阻率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

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29. 在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中，小理同学根据图甲的电路连接器材，多次改变电阻丝接入电路的长度 $l$ 、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数 $I$ 达到某一相同值时记录电压表的示数 $U$ ，从而得到多个 $\frac{U}{I}$ 的值，作出 $\frac{U}{I} - l$ 图像。

(1)、为了使测量时电压表的读数从零开始，请同学们帮助小理同学完成甲图的电路连接；

(2)、小理同学用螺旋测微器测得导体横截面积如图丙所示，读数为mm，；

(3)、小理同学用某次用横截面积为 $6.0 \times 10^{- 8} m^{2}$ 的电阻丝做实验，测得 $\frac{U}{I} - l$ 图像如图乙所示，则电阻丝的电阻率为 $Ω \cdot m$ 。（结果保留2位有效数字）

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30. 如图所示的电路中，电源电动势为E=200V，内阻为r=20Ω，定值电阻 $R_{2} = 32 Ω$ 。AB、CD为两个平行金属板，板长为L=80cm，板间距离为d=32cm。质量为 $m = 1 \times 10^{- 6} k g$ 、带电量为 $q = - 1 \times 10^{- 8} C$ 的颗粒从两金属板左端沿板间中线以 $v_{0} = 4 m / s$ 的速度射入两板间。闭合开关S，调节电阻箱 $R_{1}$ ，使颗粒刚好打到下板右侧边缘的D点。颗粒重力不能忽略，取重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、颗粒在两板间运动的加速度大小；

(2)、两板间的电压U；

(3)、电阻箱 $R_{I}$ 的阻值。

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