2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)8探究決定導(dǎo)線電阻的因素含解析粵教版選修3-1

PAGE6-探究確定導(dǎo)線電阻的因素(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)關(guān)于材料的電阻率，下列說(shuō)法正確的是()A．電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大B．金屬的電阻率隨溫度的上升而增大C．銀材料的電阻率較錳銅合金的電阻率小D．金屬絲拉長(zhǎng)為原來(lái)的兩倍，電阻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍BC[電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤；金屬材料的電阻率隨溫度上升而增大，B正確；合金的電阻率比純金屬的電阻率大，電阻率大表明材料的導(dǎo)電性能差，不能表明對(duì)電流的阻礙作用肯定大，因?yàn)殡娮璨攀欠从硨?duì)電流阻礙作用大小的物理量，而電阻除跟電阻率有關(guān)外還跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，所以A錯(cuò)誤，C正確．]2．(多選)金屬材料的電阻率有以下特點(diǎn)：一般而言，純金屬的電阻率小，合金的電阻率大；金屬的電阻率隨溫度的上升而增大，有的金屬的電阻率隨溫度改變而顯著改變，有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響．依據(jù)以上的信息，推斷下列說(shuō)法中正確的是()A．連接電路用的導(dǎo)線一般不用合金來(lái)制作B．電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來(lái)制作C．電阻溫度計(jì)一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來(lái)制作D．標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用電阻率隨溫度改變而顯著改變的金屬材料制作AB[電路中導(dǎo)線輸送電能，但由于導(dǎo)線本身有電阻，所以導(dǎo)線也要消耗電能，并轉(zhuǎn)化為熱量，導(dǎo)線電阻越小，在其他條件肯定的狀況下，損耗的電能也越小，故應(yīng)選擇電阻率小的材料，由供應(yīng)的信息知純金屬較合適；電爐等電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作，流過(guò)電熱器的電流與導(dǎo)線上的電流相等，但電熱器卻能明顯發(fā)熱，說(shuō)明其電阻大，選擇電阻率大的合金絲較合適；電阻溫度計(jì)是利用材料的電阻率隨溫度有明顯改變的原理工作的，電阻率幾乎不受溫度的影響的合金明顯不能成為電阻溫度計(jì)的材料；標(biāo)準(zhǔn)電阻要保證其阻值不變，所以應(yīng)選用電阻率隨溫度改變小的材料．綜上所述，正確的說(shuō)法應(yīng)為A、B.]3．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，假如把其中的一根勻稱(chēng)拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，把另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，然后給它們分別加相同電壓后，則在同一時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們的電荷量之比為()A．1∶4 B．1∶8C．1∶16 D．16∶1C[設(shè)原來(lái)的電阻為R，其中的一根勻稱(chēng)拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可得電阻R1＝4R，另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，長(zhǎng)度減小為原來(lái)的一半，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可得電阻R2＝eq\f(1,4)R，則兩電阻之比為16∶1.電壓相等，依據(jù)歐姆定律知，電流之比為1∶16，依據(jù)q＝It知，相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量之比為1∶16.故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]4．(多選)如圖所示是插頭式電阻箱的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．電阻箱的銅塞拔出的越多，接入電路中的電阻越大B．電阻箱連入時(shí)要拔出一些銅塞，以免電路短路C．此電阻箱能得到的最大阻值為10ΩD．要想使電阻箱的電阻為8Ω，應(yīng)拔出的銅塞是3和5AB[銅塞全部拔出時(shí)，接入電路的阻值最大為20Ω，C錯(cuò)；全部插入時(shí)電阻為零，所以A、B對(duì)；電阻為8Ω時(shí)應(yīng)拔出的是1、2、4或1、3、4，D錯(cuò)．]5．歐姆不僅發(fā)覺(jué)了歐姆定律，還探討了電阻定律．有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻，材料分布勻稱(chēng)，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且a＞b＞c.電流沿以下方向流過(guò)該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是()ABCDA[依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，導(dǎo)線越短、橫截面積越大，電阻越小，A正確．]6.有些材料沿不同方向物理性質(zhì)不同，我們稱(chēng)之為各向異性．如圖所示，長(zhǎng)方體材料長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，由于其電阻率各向異性，將其左右兩側(cè)接入電源時(shí)回路中的電流，與將其上下兩側(cè)接入該電源時(shí)回路中的電流相同，則該材料左右方向的電阻率與上下方向的電阻率之比為()A．eq\f(ac,b2) B．eq\f(a2,bc)C．eq\f(c2,a2) D．eq\f(a2,b2)C[由題可知，其左右兩側(cè)接入電源時(shí)回路中的電流，與將其上下兩側(cè)接入該電源時(shí)回路中的電流相同，則其左右兩側(cè)接入電源時(shí)回路中的電阻值等于將其上下兩側(cè)接入該電源時(shí)回路中的電阻值，由電阻定律可得：ρ1eq\f(a,b·c)＝ρ2eq\f(c,a·b)所以：eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(c2,a2).故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，P是一個(gè)表面鑲有很薄電熱膜的長(zhǎng)陶瓷管，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，鍍膜的厚度為d，管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中，測(cè)得它兩端電壓為U，通過(guò)它的電流為I，則金屬膜的電阻為多少？鍍膜材料電阻率為多少？[解析]由歐姆定律可得R＝eq\f(U,I)，沿著L的方向?qū)⒛泳`開(kāi)，如圖所示，則膜層等效為一電阻，其長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為管的周長(zhǎng)×厚度d.由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可得：R＝ρeq\f(L,2π\(zhòng)f(D,2)·d)＝eq\f(ρL,πDd)，則eq\f(U,I)＝eq\f(ρL,πDd)，解得ρ＝eq\f(UπDd,IL).[答案]eq\f(U,I)eq\f(UπDd,IL)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．(多選)如圖所示為滑動(dòng)變阻器的原理示意圖，下列說(shuō)法中正確的是()A．a(chǎn)和b串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大B．b和d串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大C．b和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大D．a(chǎn)和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大BC[滑動(dòng)變阻器共有四個(gè)接線柱和一個(gè)滑片，金屬桿上的兩個(gè)接線柱(圖中的c和d)與滑片P可視為同一個(gè)等電勢(shì)點(diǎn)，因此滑動(dòng)變阻器問(wèn)題的關(guān)鍵在于先認(rèn)清串聯(lián)接入電路的電阻絲是哪一段(看與電阻絲相連的兩個(gè)接線柱a和b是誰(shuí)接入電路)，然后從滑片P的移動(dòng)方向判定接入電路的電阻絲是變長(zhǎng)了還是變短了，再依據(jù)電阻定律判定電阻是變大了還是變小了．當(dāng)a和c或d接入電路且P向右移動(dòng)時(shí)，串聯(lián)接入電路的有效電阻絲增長(zhǎng)，電阻增大，電流減小，因此D錯(cuò)誤．當(dāng)b和c或d接入電路且P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的有效電阻絲變短，電阻變小，電流變大，B、C正確．當(dāng)a和b串聯(lián)接入電路時(shí)，無(wú)論P(yáng)向何方移動(dòng)，接入電路的電阻絲長(zhǎng)度不變，電阻不變，電流就不變，A錯(cuò)誤．]2．將截面勻稱(chēng)、長(zhǎng)為l、電阻為R的金屬導(dǎo)線截去eq\f(l,n)，再拉長(zhǎng)到l，則導(dǎo)線電阻變?yōu)?)A．eq\f(n－1,n)R B．eq\f(1,n)RC．eq\f(n,n－1)R D．nRC[R＝ρeq\f(l,S)，截去eq\f(l,n)再拉長(zhǎng)到l后的截面積為S′，則(l－eq\f(l,n))S＝lS′，S′＝eq\f(n－1,n)S，則R′＝ρeq\f(l,S′)＝eq\f(n,n－1)ρeq\f(l,S)＝eq\f(n,n－1)R.]3．如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為()A．R甲＝eq\f(1,2)R乙 B．R甲＝eq\f(1,4)R乙C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙B[將四分之一圓形薄合金片看成一個(gè)電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián)，R甲＝eq\f(r,2)，圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，R乙＝2r，所以R甲＝eq\f(1,4)R乙，所以B正確．]4．一根粗細(xì)勻稱(chēng)的導(dǎo)線，兩端加上電壓U時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I，若將導(dǎo)線勻稱(chēng)拉長(zhǎng)，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，再給它兩端加上電壓U，則()A．通過(guò)導(dǎo)線的電流為eq\f(I,2)B．通過(guò)導(dǎo)線的電流為eq\f(I,4)C．通過(guò)導(dǎo)線的電流為eq\f(I,8)D．通過(guò)導(dǎo)線的電流為eq\f(I,16)D[橫截面的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，可知橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，由體積V＝LS不變，可知長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍．由電阻定律的表達(dá)式R＝ρeq\f(L,S)，可得改變后的電阻為R′＝ρeq\f(4L,\f(1,4)S)＝16R，由I＝eq\f(U,R)可知，電流變?yōu)閑q\f(I,16).故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．]二、非選擇題(26分)5．(12分)給裝在玻璃管內(nèi)的水銀柱加一電壓，則通過(guò)水銀柱的電流為0.1A，若將這些水銀倒入一個(gè)內(nèi)徑為前者2倍的玻璃管內(nèi)，接在同一電壓上，通過(guò)水銀柱的電流為多少？[解析]設(shè)水銀柱在兩種狀況下的電阻分別為R1、R2，對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度、橫截面積分別為l1、l2，S1、S2，則有：R1＝ρeq\f(l1,S1)，R2＝ρeq\f(l2,S2)，兩種狀況下水銀的體積相同，l1S1＝l2S2，S1＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up10(2)，S2＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2d,2)))eq\s\up10(2)，S2＝4S1，l1＝4l2解得：R2＝eq\f(R1,16)由歐姆定律得：U＝I1R1＝I2R2，解得：I2＝eq\f(I1R1,R2)＝0.1×16A＝1.6A.[答案]1.6A6．(14分)A、B兩地相距40km，從A到B兩條輸電線的總電阻為800Ω，若A、B之間某處E的兩條輸電線發(fā)生短路，為查明短路地點(diǎn)，在A處接上電源，測(cè)得電壓表示數(shù)為10V，小量程電流表讀數(shù)為40mA，如圖所示，則短路處距A多遠(yuǎn)？[解析]設(shè)發(fā)生短路處距離A處x，據(jù)題意知，A、B兩地間的距離l＝40km，電壓表的示數(shù)U＝10V，電流表的示數(shù)I＝40mA＝40×10－3AR總＝800Ω.依據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可得：A端到短路處的