高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第2节 电阻当堂达标检测题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第2节 电阻当堂达标检测题，共8页。

课时分层作业


(十一) 电阻





(建议用时：25分钟)


◎考点一 对电阻定律的理解


1．两根材料相同的导线，长度之比为1∶2，质量之比为2∶1，加上相同的电压后，通过它们的电流之比为 ( )


A．8∶1 B．4∶1


C．1∶1 D．1∶4


A [该题考查电阻定律的理解与应用，解题的关键是通过质量之比求得横截面积之比。同种材料的密度相同，所以质量之比等于体积之比，V1∶V2＝2∶1，再根据长度之比，求得的横截面积之比S1∶S2＝4∶1，由电阻定律可以求得R1∶R2＝1∶8，加上相同的电压，由I＝eq \f(U,R)有I1∶I2＝8∶1，A正确。]


2．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。当将A与B接入电压为U(V)的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U(V)的电路中，则电流为( )





A．4I B．2I


C.eq \f(1,2)I D.eq \f(1,4)I


A [设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有eq \f(S1,S2)＝eq \f(1,2)。设AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有eq \f(R1,R2)＝eq \f(ρ\f(lab,S1),ρ\f(lbc,S2))＝eq \f(4,1)。所以，电流之比eq \f(I1,I2)＝eq \f(R2,R1)＝eq \f(1,4)，I2＝4I1＝4I，A正确。]


3．如图所示为“探究导体电阻与其影响因素的关系”的电路图。a、b、c、d是四条不同的金属导体，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同。则下列操作正确的是( )





A．开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最小


B．研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值


C．研究电阻与横截面积的关系时，需分别测量b、c两条导体两端的电压值


D．研究电阻与材料的关系时，需分别测量c、d两条导体两端的电压值


B [由题图可知滑动变阻器是限流式接法，开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最大，这时电路中的电流最小，故选项A错误；a、b的长度不同，研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压，电压大，电阻大，可知电阻与长度的关系，故选项B正确；c与a横截面积不同，研究电阻与横截面积的关系时，需分别测量a、c两条导体两端的电压值，而不是测量b、c两条导体两端的电压值，故选项C错误；d与a材料不同，研究电阻与材料的关系时，需分别测量a、d两条导体两端的电压值，而不是c、d两条导体两端的电压值，故选项D错误。]


◎考点二 电阻和电阻率的比较


4．关于公式R＝eq \f(U,I)、R＝eq \f(ρl,S)以及变形式ρ＝eq \f(RS,l)的理解正确的是( )


A．由R＝eq \f(U,I)可知，导线的电阻与电压成正比与电流成反比


B．由R＝eq \f(ρl,S)可知，导线的电阻与导线的长度成正比，与其横截面积成反比


C．由ρ＝eq \f(RS,l)可知，导线的电阻率与导线的横截面积成正比


D．由ρ＝eq \f(RS,l)可知，导线的电阻率与导线的长度成反比


B [R＝eq \f(U,I)是电阻的定义式，电压和电流能用来量度电阻，但并不决定导线的电阻，A错误；R＝eq \f(ρl,S)为导线电阻的决定式，因此导线的电阻与导线的长度成正比，与其横截面积成反比，B正确；电阻率与导线的电阻、导线的长度和横截面积无关，只与导线本身的性质有关，C、D错误。]


5．(多选)某导线的截面为半径为r的圆，取长度为l的该导线接在恒定的电压两端，自由电子定向移动的平均速率用v表示。则下列叙述正确的是( )


A．仅将导线两端的电压变为原来的2倍，则v变为原来的2倍


B．仅将导线的长度减半，则v变为原来的2倍


C．仅将导线的长度变为原来的2倍，则v变为原来的2倍


D．仅将导线的半径变为原来的2倍，则v变为原来的2倍


AB [仅将导线两端的电压变为原来的2倍，由欧姆定律I＝eq \f(U,R)可知，电流变为原来的2倍，则由电流的微观表达式I＝nqvS知，自由电子定向移动的平均速率v变为原来的2倍，A正确；仅将导线的长度减半，则由电阻定律R＝ρeq \f(l,S)知，导线的电阻变为原来的一半，流过导线的电流变为原来的2倍，则由电流的微观表达式I＝nqvS知，自由电子定向移动的平均速率v变为原来的2倍，B正确；同理C错误；仅将导线的半径变为原来的2倍，由S＝πr2可知，截面面积变为原来的4倍，由电阻定律R＝ρeq \f(l,S)知，电阻变为原来的eq \f(1,4)，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I＝nqvS知，自由电子定向移动的平均速率v不变，D错误。]


6．把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足( )


A.eq \f(U甲,U乙)＝1 B.eq \f(U甲,U乙)＝eq \f(\r(,2),2)


C.eq \f(U甲,U乙)＝eq \r(,2) D.eq \f(U甲,U乙)＝2


C [根据电阻定律得R甲＝ρeq \f(l,S甲)，R乙＝ρeq \f(2l,S乙)，又S甲＝eq \f(1,4)πd2，S乙＝eq \f(1,4)π(2d)2，则eq \f(R甲,R乙)＝2，由公式P＝eq \f(U2,R)可知甲、乙的功率分别为P甲＝eq \f(U\\al(2,甲),R甲)，P乙＝eq \f(U\\al(2,乙),R乙)，根据题意，若使P甲＝P乙，即eq \f(U\\al(2,甲),R甲)＝eq \f(U\\al(2,乙),R乙)，解得eq \f(U甲,U乙)＝eq \r(,\f(R甲,R乙))＝eq \r(,2)，故C正确。]


◎考点三 导体的伏安特性曲线


7.(多选)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则( )





A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化


B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化


C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化


D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化


CD [因为金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，选项C、D正确。]


8．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( )





A．a代表的电阻丝较粗


B．b代表的电阻丝较粗


C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值


D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比


B [b图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律R＝ρeq \f(l,S)，可知b的导线粗，B正确，A、C错误；电阻由导体本身的性质决定，与电阻两端的电压无关，D错误。]


9．两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比l1∶l2＝5∶2，横截面直径之比d1∶d2＝2∶1，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶2，则它们的电阻率之比ρ1∶ρ2为多少？


[解析] 由欧姆定律I＝eq \f(U,R)知，当所加电压U相同时，R1∶R2＝I2∶I1＝2∶3，根据d1∶d2＝2∶1知，横截面积之比S1∶S2＝4∶1，由导体的电阻R＝ρeq \f(l,S)得eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(R1S1l2,R2S2l1)＝eq \f(2,3)×eq \f(4,1)×eq \f(2,5)＝eq \f(16,15)。


[答案] eq \f(16,15)





(建议用时：15分钟)


10．发光二极管简称为LED，它被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。如图为某LED的伏安特性曲线，根据此伏安特性曲线，下列说法错误的是( )





A．当LED两端电压在2 V以下时，通过LED的电流几乎为零


B．当LED两端电压为3.0 V时，它消耗功率约为0.15 W


C．如果把电压3～3.5 V段近似看作直线，那么这一电压范围内，电阻几乎保持不变，其电阻约为2.5 Ω


D．在电压3～3.5 V范围内，LED的电阻随接入两端电压的增大而减小


C [由图像可知，当LED两端电压在2 V以下时，通过LED的电流几乎为零，选项A正确；当LED两端电压为3.0 V时，电流为50 mA，则它消耗功率为P＝UI＝3×0.05 W＝0.15 W，选项B正确；根据R＝eq \f(U,I)，由图像可知，在电压3～3.5 V范围内，LED的电阻随接入两端电压的增大而减小，选项C错误，D正确。C符合题意。]


11．如图，R1、R2是材料相同厚度相同，表面为正方形的导体，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，则以下说法正确的是( )





A．金属材料的电阻率跟长度成正比，跟材料的横截面积成反比


B．若通过导体的电流方向如图，两个导体的电阻之比R1∶R2＝4∶1


C．若电流方向如图所示，不管两导体是串联还是并联在电路中，两电阻的热功率相同


D．若两导体的电流方向垂直于正方形面通过，则两导体电阻之比R1∶R2＝4∶1


C [设R1正方形的边长为L，厚度为d，则R2正方形的边长为eq \f(L,2)，厚度也为d。R1、R2材料相同，所以电阻率相同，故A错误；通过导体的电流方向如图，根据电阻定律得R1＝ρeq \f(L,S)，R2＝ρeq \f(\f(L,2),\f(S,2))＝ρeq \f(L,S)＝R1，所以两个导体的电阻之比R1∶R2＝1∶1，故B错误；若电流方向如图所示，R1＝R2，不管两导体是串联还是并联在电路中，两电阻的热功率相同，故C正确；若两导体的电流方向垂直于正方形面通过，根据电阻定律R1＝ρeq \f(d,L2)，R2＝ρeq \f(d,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(L,2)))eq \s\up12(2))＝4ρeq \f(d,L2)＝4R1，则两导体电阻之比R1∶R2＝1∶4；故D错误。]


12．“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路图如图1所示，a、b、c、d是四种不同规格的金属丝。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示。


(1)实验时某同学选择了表中的编号C与其他三种规格进行研究，电路图1中四种金属丝中的其他三种规格应选表格中的________(用编号表示另三个，任意顺序填写)。


(2)在相互交流时，有位同学提出用如图2所示的电路，只要将图2中P端分别和触点1、2、3、4相接，读出电流值，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与影响其因素的定量关系，你认为上述方法是否正确 (选填“是”或“否”)，原因是____________________________________________


_____________________________________________________________。





图1 图2


[解析] (1)从题中表格可以看出，BCE截面积相同，ABCD材料相同，CDE长度相同；所以电路图1中四种金属丝中的其他三种规格应选表格中的BDE。(2)由题图2的电路可知，待测电阻与滑动变阻器串联，所以待测电阻的电阻不同，分得的电压不同。只有电压不变时，利用电流跟电阻成反比的关系，才能探究出导体的电阻与影响其因素间的定量关系。


[答案] (1)BDE (2)否 因为P端分别和触点1、2、3、4相接时，电阻两端的电压不一定相同，只有电压不变时，利用电流跟电阻成反比的关系，才能探究出导体的电阻与影响其因素间的定量关系


13．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U­I图线如图乙所示。当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？





[解析] 由题图乙可求得电解液的电阻为


R＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,5×10－3) Ω＝2 000 Ω


由题图甲可知电解液长度为l＝a＝1 m。


横截面积为S＝bc＝0.02 m2


由电阻定律R＝ρeq \f(l,S)得


ρ＝eq \f(RS,l)＝eq \f(2 000×0.02,1) Ω·m＝40 Ω·m。


[答案] 40 Ω·m编号
材料
长度(m)
横截面积(mm2)
A
镍铬合金
0.8
0.8
B
镍铬合金
0.5
0.5
C
镍铬合金
0.3
0.5
D
镍铬合金
0.3
1.0
E
康铜合金
0.3
0.5
F
康铜合金
0.8
0.8