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1、探究決定導(dǎo)線電阻的因素
1. (電阻定律R= &的應(yīng)用)(單選)一根粗細均勻的導(dǎo)線,當(dāng)其兩端電壓為 U時, 通過的電流為I,若將此導(dǎo)線均勻拉長到原來的 2倍時,電流仍為I,導(dǎo)線兩端 所加的電壓變?yōu)椋ǎ?
A. U/2 B. U C. 2U D . 4U
答案 D
l S
解析 導(dǎo)線原來的電阻為R= p拉長后長度變?yōu)?1,橫截面積變?yōu)?,所以R'
I' 21 、 、
=PS「=卩§ — 4R.導(dǎo)線原來兩端的電壓為 U= IR,拉長后為U'= IR'= 4IR= 4U.
2
RS
2. (電阻率的理解)(單選)根據(jù)電阻定律,電阻率 p=t,對于溫度一定的某種金 屬導(dǎo)線來說,它的電
2、阻率()
A. 跟導(dǎo)線的電阻成正比
B. 跟導(dǎo)線的橫截面積成正比
C. 跟導(dǎo)線的長度成反比
D. 由所用金屬材料本身性質(zhì)決定
答案 D
解析 材料的電阻率與其電阻、橫截面積、長度、導(dǎo)體的形狀無關(guān),與材料本身 和溫度有關(guān),故選項D正確.
3. (滑動變阻器的應(yīng)用)(單選)一同學(xué)將變阻器與一只6 V、6W?8 W的小燈泡L 及開關(guān)S串聯(lián)后接在輸出電壓為6 V的電源E上,當(dāng)S閉合時,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光.按 圖4所示的接法,當(dāng)滑片P向右滑動時,燈泡將()
亮
B
c.亮度不變
D.可能燒壞燈泡
答案 B
解析 由題圖可知,變阻器接入電路的是 PB段的電阻絲,由于
3、燈泡的額定電壓 等于電源輸出電壓,所以不可能燒壞燈泡.當(dāng)滑片 P向右滑動時,接入電路中 的電阻絲變短,電阻減小,燈泡變亮, B選項正確.
4. (公式R= &的應(yīng)用)一根粗細均勻的金屬裸導(dǎo)線,若把它均勻拉長為原來的 3 倍,電阻變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦??若將它截成等長的三段再絞合成一根, 它的電阻變 為原來的多少?(設(shè)拉長與絞合時溫度不變)
1
答案9倍g 解析 金屬裸導(dǎo)線原來的電阻為R=S,拉長后長度變?yōu)?1,因體積V= Sl不變,
1 S
3倍后,電阻R'=
所以導(dǎo)線橫截面積變?yōu)樵瓉淼?即S,故導(dǎo)線拉長為原來的
同理,三段絞合后,長度為3,橫截面積為3S,電阻R〃二
_i
3 p
4、
1
PS= 9S=9R.題組一
電阻定律的應(yīng)用
1. (雙選)一根阻值為R的均勻電阻絲,在下列哪些情況中其阻值仍為 R(設(shè)溫度 不變)()
A .當(dāng)長度不變,橫截面積增大一倍時
B. 當(dāng)橫截面積不變,長度增加一倍時
C. 當(dāng)長度和橫截面積都縮小為原來的一半時
D. 當(dāng)長度和橫截面積都擴大一倍時
答案 CD
解析 根據(jù)電阻定律R= p可知,只有電阻絲的長度和橫截面積都擴大或縮小相 同比例倍數(shù)時,電阻絲的電阻才能保持不變,故選 C、D.
2. (單選)用電器距離電源為L,線路上的電流為I,為使在線路上的電壓降不超
過U,已知輸電線的電阻率為 p那么,輸電線的橫截面積
5、的最小值為()
pL
r 2 p LI
C.
U
f 2UI
A*
B. U
p LI
D.-
L p
答案
B
2L,
R u
1 2 p L|
解析
輸電線的總長為
田公式
R—i、
R— 得S— u,故B正確.
3. (單選)兩段材料和質(zhì)量都相同的均勻電阻絲,它們的長度之比為 Li : L2二2:
3,則它們的電阻之比Ri : R2為( )
A. 2 : 3 B. 4 : 9 C. 9 : 4 D. 3 : 2
答案 B
解析 材料和質(zhì)量都相同的均勻電阻絲的體積是相同的,又因長度之比 Li : L2
6、
Li
=2 : 3.故橫截面積之比 Si : S2= 3 : 2.由電阻定律得電阻之比為 星=-L^ =豈詈
昭2
4
9.
4. (單選)神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘和無髓鞘兩大類,現(xiàn)代生物學(xué)認 為,髓鞘是由多層類脂物質(zhì)一一髓質(zhì)累積而成的,具有很大的電阻,經(jīng)實驗測得 髓質(zhì)的電阻率為 尸8X 106 Q-某生物體中某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可看做高 20 cm、 半徑為4 cm的圓柱體,當(dāng)在其兩端加上電壓 U= 100 V時,該神經(jīng)發(fā)生反應(yīng), 則引起神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流為()
A. 0.31 (iA B. 0.62 (iA
C. 0.15 (iA D. 0.43 (iA
答
7、案 A
解析 由 R= p/S得 R"3.18 X08 Q,所以 1 = U/R" 0.31 卩 A.
題組二電阻率的理解及計算
5. (雙選)關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中,正確的是 ( )
A. 由R= p知,導(dǎo)體的電阻與長度I、電阻率p成正比,與橫截面積S成反比
B?由R=U可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反
比
C.將一根導(dǎo)線一分為二,則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一
D ?電阻率往往隨溫度的變化而變化
答案 AD
解析 導(dǎo)體的電阻率由材料本身的性質(zhì)決定, 并隨溫度的變化而變化,導(dǎo)體的電 阻與長度、橫截面積有關(guān),與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)
8、體中的電流無關(guān), A對,B、 C錯?電阻率反映材料導(dǎo)電性能的強弱,電阻率常隨溫度的變化而變化, D對.
6. 兩長度和橫截面積均相同的電阻絲的伏安特性曲線如圖 1所示,求兩電阻絲的 電阻值之比為 電阻率之比為 .
答案 1 : 3 1 : 3
1 1
解析 在i- u圖線中,圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以R^k^tam),貝u兩電 阻絲的電阻值之比導(dǎo)=tan30牙£由于兩電阻絲的長度和橫截面積均相同,所
R2 tan 60 3
以電阻率之比化魯二1.
p R2 3
7?如圖2甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器, P、Q為電極,設(shè)a= 1 m,b =0.2 m,c= 0.1
9、 m,當(dāng)里面注滿某電解液,且 P、Q加上電壓后,其U — I圖線 如圖乙所示,當(dāng)U = 10 V時,電解液的電阻率p= m.
屮 乙
答案 40
解析 由題圖乙可求得電解液的電阻為
R= ¥二 5X1W_3 “ 2 000 Q
由題圖甲可知電解液長為I = a= 1 m
橫截面積為S= bc= 0.02 m2
由電阻定律R= p得
RS 2 000X 0.02 -
尸〒= h 40 m.
題組三綜合應(yīng)用
8.(單選)如圖3所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長 ab= 2bc,當(dāng)將A與B接入
電路或?qū)與D接入電路中時電阻 之比Rab : Rcd為( )
B. 1
10、 : 2
C. 2 : 1
答案 D
解析設(shè)沿AB方向橫截面積為
lad
Si,沿CD方向橫截面積為S2,則有豊二芒=2,
lab
A、B接入電路時電阻為R1, C、
D接入電路時電阻為R2,則有書=—^|=弋詈= 疳°
1 ?,故= 1,D選項正確.
9.(雙選)滑動變阻器的原理如圖
4所示,貝U下列說法中正確的是()
圖4
A. 若將a、c兩端連在電路中,則當(dāng)滑片 OP向右滑動時,變阻器接入電路中的
阻值增大
B. 若將a、d兩端連在電路中,則當(dāng)滑片 OP向右滑動時,變阻器接入電路的阻值減小
c ?將滑動變阻器以限流式接法接入電路時,必須連入三個
11、接線柱 D ?將滑動變阻器以分壓式接法接入電路時,必須連入三個接線柱
答案 AD
解析 若將a、c兩端連在電路中,aP部分將連入電路,則當(dāng)滑片 0P向右滑動 時,該部分的長度變長,變阻器接入電路中的阻值將增大, A正確?若將a、d
兩端連在電路中,也是將aP部分連入電路,則當(dāng)滑片 0P向右滑動時,該部分 的長度變長,變阻器接入電路中的阻值將增大, B錯誤.A、B兩個選項中均為
限流式接法,可見在限流式接法中,a、b兩個接線柱中任意選一個,c、d兩個 接線柱中任意選一個,接入電路即可, C錯誤?在滑動變阻器的分壓式接法中,
a、b兩個接線柱必須接入電路,c、d兩個接線柱中任意選一個,接
12、入電路即可, D正確.
10. 仲選)在如圖5所示電路中,AB為粗細均勻、長為L的電阻絲,以A、B上 各點相對A點的電壓為縱坐標,各點離 A點的距離x為橫坐標,則各點電勢 U 隨x變化的圖線應(yīng)為(
圖5
D
C
B
A
答案 A
ER e
解析 由U = IRx= R = [x,其中E、L均為定值,故U與x成正比.A項正確.
11. (單選)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y串聯(lián)在電路中,兩導(dǎo)線沿長度方向的 電勢變化情況分別如圖6中的ab段和bc段圖線所示,貝U導(dǎo)線x和y的橫截面積 之比為( )
圖6
A. 2 : 1 B . 1 : 2
C. 6 : 1 D.
13、 1 : 6
答案 B解析 兩導(dǎo)線串聯(lián),電流相等,11二12,從兩段圖線上截取相同的電壓, AU1= AU2,保證電阻是相等的,此時長度之比為 L1 : L2= 1 : 2,由電阻定律知, 橫截面積之比等于長度之比,S1 : ◎二1 : 2,B正確,A、C、D錯誤.
12. 仲選)如圖7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 接法相等時間內(nèi)在電阻中產(chǎn)生的熱量關(guān)系正確的是
()
圖7
A .圖甲產(chǎn)生的熱量比圖乙產(chǎn)生的熱量多
B. 圖甲產(chǎn)生的熱量比圖乙產(chǎn)生的熱量少
14、
C. 圖甲產(chǎn)生的熱量和圖乙產(chǎn)生的熱量一樣多
D. 因為是形狀不規(guī)范的導(dǎo)體,所以判斷不出哪一個產(chǎn)生的熱量多 答案 A
解析 將四分之一圓形薄合金片看成一個電阻,設(shè)阻值為 r,圖甲中等效為兩個
電阻并聯(lián),R甲二號,圖乙中等效為兩個電阻串聯(lián),R'= 2r,又因為兩端的電壓
U2 …
是相等的,故由P = R知電阻小的產(chǎn)熱多,A正確,B、C、D錯誤.13. 一根 長為I = 3.2 m、橫截面積S= 1.6X 10 3 m2的銅棒,兩端加電壓U = 7.0X 10 2 V銅 的電阻率p= 1.75X 10 8 求:
(1)通過銅棒的電流;
(2)銅棒內(nèi)的電場強度.
答案 (1)2
15、X 103 A (2)2.2X 10_2 V/m 解析 (1 )由 R=pS和=U
-3
3
—A = 2X 103A.
US
7.0X 10_2 X 1 6X 10
1.75X 10_8X 3.2
(2)E= d = 7.0;;0 v/m ?2.2 X0-2 V/m.
14.相距11 km的A、B兩地用兩導(dǎo)線連接,由于受到暴風(fēng)雨的影響,在某處一 根樹枝壓在兩根導(dǎo)線上造成故障.為查明故障地點,先在 A處加12 V的電壓,
在B處測得電壓為10 V;再在B處加上12 V電壓,在A處測得電壓為4 V,問 故障地點離A處多遠?
答案 1 km
解析 在A處加12 V電壓時,等效電路如圖甲所示.設(shè)樹枝的電阻為 R,A與 故障點間單根導(dǎo)線的電阻為 Ra,B與故障點間單根導(dǎo)線的電阻為 Rb,則U =
U 1
2Ra+ rR,解得Ra=和R.同理,B處加12 V電壓時,等效電路如圖乙所示,U2
U 1
=2R + RR,解得Rb= R,故Ra = 10Rb,設(shè)故障地點離A處x km,則由電阻定
律得 Ra= pS, Rb= p―S —,兩式相比 RB = [〔I% = 10,解得 x= 1 km.
甲
乙