高中物理人教版选修31第二章第6节导体的电阻同步练习.doc

高中物理人教版选修3-1第二章第6节导体的电阻同步练习
一、选择题
1.用电器距离电源为L，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ。那么，输电线的横截面积的最小值为 （  ）
A.                                     B.                                     C.                                     D. 
2.关于电阻率，以下说法中正确的是（    ）
A.纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大
B.纯金属的电阻率随着温度的升高而减小
C.超导体的电阻率为零，所以在任何温度下对电流都没有阻碍作用
D.电阻率的大小只随温度的变化而变化，而与材料本身无关
3.一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64Ω，则导线原来的电阻值为（  ）
A. 128Ω                                     B. 32Ω                                     C. 4Ω                                     D. 2Ω
4.如图所示为一测量电解液电阻率的长方体容器（左右两侧是金属板，其他侧面是绝缘玻璃），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，在P、Q两端加上电压U＝10 V时电流I＝5 A，则电解液的电阻率ρ是（  ）

A. 0．04 Ω·m                             B. 2 Ω·m                             C. 20 Ω·m                             D. 40 Ω·m
二、单选题
5.一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3 Ω，则此电阻丝原来的阻值为：(     )
A. 9 Ω                                     B. 8 Ω                                     C. 27 Ω                                     D. 3 Ω
6.在“探究电阻与长度、横截面积关系”的实验中，以下操作中错误的是（  ）
A. 用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中          B. 将金属丝密绕在铅笔上，测出宽度，除以圈数得到金属丝直径
C. 用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值          D. 实验中应保持金属丝的温度不变
7.下列说法中正确的是（  ）
A. 据R＝ 可知，当通过导体的电流不变时，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍          B. 据R＝ 可知，通过导体的电流改变，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变
C. 据ρ＝ 可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度L成反比          D. 导体的电阻率与导体的长度L、横截面积S、导体的电阻R皆无关
8.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示图线分别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关系          B. 图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C. 图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系          D. 图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
三、实验题
9.在“测量金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数为________mm（该值接近多次测量的平均值）。

（2）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势3 V，内阻不计）、电流表（内阻约0．1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）、滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流2 A），开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0．10
0．30
0．70
1．00
1．50
1．70
2．30
I/A
0．020
0．060
0．160
0．220
0．340
0．460
0．520
由以上实验数据可知，他们测量 是采用图2中的图________（填“甲”或“乙”）。

（3）图3 是测量 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完图3中实物间的连线，并使开关闭合瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值 =________Ω（保留两位有效数字）。

（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_______（填选项前的符号）。
A. 1×10-2 Ω∙m                    B. 1×10-3 Ω∙m                    C. 1×10-6 Ω∙m                    D. 1×10-5 Ω∙m
（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_______。
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差          B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差          D. 用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
四、填空题
10.把一条电阻为64Ω的均匀电阻丝截成等长的n段后，再并联起来，电阻变为1Ω，则n等于________。
五、计算题
11.如图所示，A、B两地相距40 km，从A到B两条输电线的总电阻为800 Ω。若A、B之间的某处E两条线路发生短路。为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10 V，电流表示数为40 mA。求短路处距A的距离。

12.一根长为L=3．2 m、横截面积S=1．6×10﹣3 m2的铜棒，两端加电压U=7．0×10﹣2 V。铜的电阻率ρ=1．75×10﹣8  Ω·m，铜内自由电子的体密度为n=8．5×1029 m﹣3。求：
（1）通过铜棒的电流；
（2）铜棒内的电场强度；
（3）自由电子定向移动的平均速度。

答案解析部分
一、<b >选择题</b>
1.【答案】B
【解析】【解答】输电线的总长为2L，由公式R＝ ，R＝ 得S＝ ，故B符合题意。
故答案为：B。【分析】对于材料、长度相同的导体，横截面积越小导体电阻越大，故利用电阻公式即可得出导体的最小横截面积。
2.【答案】A
【解析】【解答】电阻率跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好坏的物理量，纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大，故A符合题意；纯金属的电阻率随温度的升高而增大，绝缘体的电阻率随温度的升高而减小，故B不符合题意；只有温度达到超导临界温度以下，超导体的电阻率才为零，故C不符合题意；电阻率的大小与温度和材料本身都有关，故D不符合题意。
故答案为：A。【分析】导体电阻率的大小只与导体本身材料和温度有关，是决定导体导电性的重要物理量，需引起重视。
3.【答案】C
【解析】【解答】由电阻定律知，原来电阻为R＝ ，对导线来讲，体积是不变的，当直径减为原来的一半时，由V＝L′ π 知，长度将变为4L，所以变化后的电阻为R′＝ ＝16R，故原来电阻R＝4Ω，C符合题意，A、B、D不符合题意。
故答案为：C。【分析】金属电阻率的大小取决于金属材料和温度，改变导体形状不会改变电阻率大小，在改变导体形状时体积保持不变，故根据电阻定律可得出原导体阻值大小。
4.【答案】A
【解析】【解答】电解液的电阻R＝ ＝  Ω＝2 Ω，R＝ ，则 ，代入数据得ρ＝0．04 Ω·m，选项A符合题意。
故答案为：A。【分析】利用欧姆定律可得出电解液的电阻大小，再结合电阻定律公式即可得出电解液电阻率的大小。
二、<b >单选题</b>
5.【答案】C
【解析】【解答】若设三段等长导体电阻均为R，由并联电路总电阻 表达式可知 ，所以R="9" Ω。根据R＝ ，电阻率和横截面积不变，未截断之前长度L是现在的三倍，所以原来未截开时的电阻应该是3R="3×9" Ω=27Ω，选项C符合题意。
故答案为：C。【分析】根据电阻定律可知相同材料、粗细均匀且长度相等的金属丝电阻大小相等，利用并联电路电阻特点即可得出每一根导体电阻的大小，即原电阻丝的阻值为截出的三段电阻丝的阻值之和。
6.【答案】A,C
【解析】【解答】实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法。故A、C操作错误，题目要求选择操作错误选项，故A、C符合题意。
故答案为：A、C。
【分析】电阻定律公式中 导线的长度为接入电路中的有效长度，在实验中，对于测定阻值较小的电阻时应采用电流表外接法，金属丝的电阻率大小不仅仅取决于金属丝的材料，同样温度的变化也会影响电阻率的大小，故在实验中应保持金属丝的温度保持不变。
7.【答案】B,D
【解析】【解答】导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为R＝ ，而R＝ 为电阻的定义式，所以选项A不符合题意，选项B符合题意；而ρ＝ 仅是导体电阻率的定义式，电阻率与式中的各物理量间都无关，所以选项C不符合题意，选项D符合题意。
故答案为：B、D。【分析】导体的电阻大小只与导体本身有关，与通过导体的电流大小和导体两端的电压大小无关；导体的电阻率大小与导体材料有关，也与导体的温度有关，与其他因素无关。
8.【答案】C,D
【解析】【解答】金属导体的电阻随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故选项C、D符合题意。
故答案为：C、D。
【分析】普通金属材料导体当温度升高时，导体的电阻变大，其实是由于金属的电阻率随温度增大而增大；对于半导体材料随着温度升高，反方向电阻逐渐减小而失去半导体特性，是由于半导体材料电阻率随温度升高而减小。
三、<b >实验题</b>
9.【答案】（1）0．396～0．399
（2）甲
（3）解：如图所示：

（4）4．3～4．7
如图所示：

（5）C
（6）C,D
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的读数：0．01 mm×39．8=0．398 mm；（2）由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω，则有 ，属于小电阻，用电流表外接法测量误差小，由题知是用伏安特性曲线来测量电阻的，就要求电压电流从接近0开始调节，所以应该采用分压接法，故选甲。（3）注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉，结合（2）可知应该连接成外接分压接法（甲），那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0。先连外接电路部分，再连分压电路部分，此时滑片P必须置于变阻器的左端。实物图如图所示。
;（4）描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后出U-I图线。如图所示，其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有：Rx= 。（5）根据电阻定律 ，得 ，代入数据可计算出ρ=1×10-6 Ω•m，故选C。（6）根据实验误差的性质及产生的原因，可将误差分为系统误差和偶然误差；由于实验原理、仪器结构上不够完善等原因会产生系统误差；在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种误差叫做偶然误差；由此可见，电流表、电压表的内阻引起的误差为系统误差，电流表、电压表的读数引起的误差和读取数据时带来的误差属于偶然误差，多次测量取平均值可减少偶然误差。用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A不符合题意；由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不可避免的，故B不符合题意；若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C符合题意；用U-I图象处理数据求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D符合题意，故答案为：C、D。
【分析】螺旋测微器的读数可以精确到0.001mm，在读数时注意估读；由于电流表的电阻不可忽略，故应采用外接法进行实验，可减小误差，实验电路采用分压式接法可方便将电流电压从零开始调节；实验中误差是不可避免的，应采用尽量减小误差的方式进行实验。
四、<b >填空题</b>
10.【答案】8
【解析】【解答】把一条电阻为64Ω的均匀电阻丝截成等长的n段后，每一段电阻为： Ω，
根据并联电阻的特点有： =1Ω
解得n=8
【分析】根据电阻定律可知，将粗细均匀的电阻丝截成等场的n段，则每一段的电阻相等，在根据并联电路中总电阻与各支路电阻的关系，可得出结论。
五、<b >计算题</b>
11.【答案】解：设发生短路处到A处距离为x，据题意知，A、B两地间的距离L＝40 km，电压表的示数U＝10 V，电流表的示数I＝40 mA＝40×10－3 A，R总＝800 Ω。
根据欧姆定律I＝ 可得，A端到短路处的两根输电线的电阻Rx＝ ＝250 Ω
根据电阻定律可知：Rx＝
设A、B两地输电线的电阻为R总 ， R总＝
由后两式式得 ，解得x＝12．5km。
【解析】【分析】由于是回路，导线的长度应为距离的两倍，根据电阻定律可得出导线的电阻率，在根据电阻定律即可得出发生短路处的距离。
12.【答案】（1）解：由 和 得
I= =  A=2×103 A
（2）解：由U=Ed可知：
电场强度：E= = V/m=2．19×10﹣2  V/m
（3）解：由I=neSv得
电子的定向移动速率v= =  m/s=9．19×10﹣6 m/s
【解析】【分析】根据电阻定律公式可得出导线的电阻大小，在利用欧姆定律即可求出电流的大小；铜棒内的电场可认为是匀强电场，利用匀强电场公式可得出电场强度；电子定向移动的速度利用公式可得出。