【名師一號(hào)】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 7-1 電阻 電阻定律 電功課時(shí)檢測(cè) 新人教版

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1、第一講 電阻 電阻定律 電功 一、單項(xiàng)選擇題 1.橫截面的直徑為d、長(zhǎng)為l的導(dǎo)線(xiàn),兩端電壓為U,當(dāng)這三個(gè)量中一個(gè)改變時(shí),對(duì)自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率的影響是(  ) A.電壓U加倍,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變 B.導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l加倍,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率加倍 C.導(dǎo)線(xiàn)橫截面的直徑加倍,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變 D.以上說(shuō)法均不正確 解析 由歐姆定律I=,電阻定律R=和電流微觀(guān)表達(dá)式I=neSv可得v=,因此,電壓U加倍時(shí),v加倍,l加倍時(shí)v減半,故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;導(dǎo)線(xiàn)橫截面的直徑加倍時(shí),v不變,C項(xiàng)正確. 答案 C 2.導(dǎo)體中的電流是這樣產(chǎn)生的:當(dāng)在一根長(zhǎng)度為l

2、、橫截面積為S的均勻?qū)w兩端加上電壓U時(shí),導(dǎo)體中出現(xiàn)一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),導(dǎo)體內(nèi)的自由電子(-e)受勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用而加速,同時(shí)由于與做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而受到阻礙,這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動(dòng).可以認(rèn)為阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k是常數(shù)).當(dāng)電子所受電場(chǎng)力與阻力大小相等時(shí),導(dǎo)體中就形成了恒定電流,則該導(dǎo)體的電阻是(  ) A. B. C. D. 解析 題設(shè)導(dǎo)體兩端加上電壓U,導(dǎo)體中出現(xiàn)一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),因此場(chǎng)強(qiáng)E=,當(dāng)電場(chǎng)力與阻力平衡時(shí)形成了恒定電流,則Ee=kv,即U=,由歐姆定律得U=IR,所以R===,A選項(xiàng)正確. 答案 A

3、3.如圖所示為將不同電壓加在一段金屬導(dǎo)體兩端在溫度不變的情況下所測(cè)得的I-U圖線(xiàn),試根據(jù)圖線(xiàn)回答:若將這段金屬導(dǎo)體在保持長(zhǎng)度不變的前提下增大其橫截面積,則這段導(dǎo)體的電阻(  ) A.等于4.0Ω B.大于2.0Ω C.小于2.0Ω D.等于2.0Ω 解析 由圖像知R=2Ω,若保持長(zhǎng)度不變,增大橫截面積,則電阻要變小,C正確. 答案 C 4.有三個(gè)用電器,分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇,它們的額定電壓和額定功率均為“220V 60W”.現(xiàn)讓它們?cè)陬~定電壓下工作相同時(shí)間,產(chǎn)生的熱量(  ) A.日光燈最多 B.電烙鐵最多 C.電風(fēng)扇最多 D.一樣多 解析 電烙鐵是

4、純電阻電路.即以發(fā)熱為目的,電流通過(guò)它就是用來(lái)產(chǎn)熱.而日光燈和電風(fēng)扇是非純電阻電路,電流通過(guò)它們時(shí)產(chǎn)生的熱量很少,電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能(光能和葉片動(dòng)能).綜上所述,只有B正確. 答案 B 5.某型號(hào)手機(jī)電池的背面印有如圖所示的一些符號(hào),另外在手機(jī)使用說(shuō)明書(shū)上還寫(xiě)有“通話(huà)時(shí)間3h,待機(jī)時(shí)間100h”.則該手機(jī)通話(huà)和待機(jī)時(shí)消耗的功率分別約為(  ) A.1.8W,5.4×10-2W B.0.6W,1.8×10-2W C.3.6W,0.108W D.6.48×103W,1.94×102W 解析 由手機(jī)電池背面的符號(hào)可知,該電池的電能W=UQ=3.6×500×10-3×3600

5、 J=6480 J.所以由P=得通話(huà)功率P1==0.6W;待機(jī)功率P2= =1.8×10-2W,B選項(xiàng)正確. 答案 B 6.一學(xué)校物理興趣小組自己用蓄電池、電動(dòng)機(jī)、皮帶、自行車(chē)組裝了一輛電動(dòng)車(chē),人騎上后總質(zhì)量為50kg,假定蓄電池能提供24V的電壓,內(nèi)阻不計(jì).當(dāng)電動(dòng)車(chē)在水平地面上以0.8m/s的速度勻速行駛時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為5A,設(shè)車(chē)所受的阻力是車(chē)重的0.2倍(g=10m/s2),則此電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是(  ) A.4.8Ω B.3.2Ω C.1.6Ω D.0.4Ω 解析 根據(jù)能量守恒得UI=I2r+fv,代入數(shù)據(jù)24×5=52r+0.2×10×50×0.8,解得r=1.6Ω

6、. 答案 C 二、多項(xiàng)選擇題 7.溫度能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,如圖所示圖線(xiàn)分別為某金屬導(dǎo)體和某半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的關(guān)系曲線(xiàn),則(  ) A.圖線(xiàn)1反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化關(guān)系 B.圖線(xiàn)2反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化關(guān)系 C.圖線(xiàn)1反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化關(guān)系 D.圖線(xiàn)2反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化關(guān)系 解析 金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大,半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的升高而減小,故選項(xiàng)C、D正確. 答案 CD 8.如圖所示,兩個(gè)截面不同,長(zhǎng)度相等的均勻銅棒接在電路中,兩端電壓為U,則(  ) A.通過(guò)兩棒的電流不相等 B

7、.兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率相同 C.兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E2 D.通過(guò)兩棒的電荷量相等 解析 因兩棒串聯(lián),所以I1=I2,q1=q2,選項(xiàng)A不正確,D正確;根據(jù)電流的微觀(guān)意義I=nqSv,得nqS1v1=nqS2v2.因S1v2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;又恒定電流的電場(chǎng)類(lèi)似靜電場(chǎng),由E=得E1>E2,選項(xiàng)C正確. 答案 CD 9.對(duì)于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲,下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.常溫下,若將金屬絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍,則電阻變?yōu)?0R B.常溫下,若將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái),電阻變?yōu)镽 C.

8、給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0,則任一狀態(tài)下的比值不變 D.把金屬絲的溫度降到非常低,電阻率可能會(huì)變?yōu)榱? 解析 設(shè)原電阻R=ρ,當(dāng)l′=10l時(shí),由體積不變?cè)砬蟮媒孛娣e變成S′=S,所以電阻變?yōu)镽′=ρ=ρ=100R,A錯(cuò)誤;從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái),相當(dāng)于兩個(gè)阻值為R的電阻并聯(lián),其總阻值為R,B正確;金屬絲的電阻率ρ隨溫度的升高而增大,當(dāng)金屬絲兩端的電壓逐漸增大時(shí),由于電流的熱效應(yīng)會(huì)使電阻率ρ隨溫度的升高而增大,因而R=ρ=將逐漸增加,C錯(cuò)誤;選項(xiàng)D中的現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,D正確. 答案 BD 10.如圖所示,用輸出電壓為1.4V,輸出電流為100mA的充電器對(duì)內(nèi)阻為2Ω的鎳氫電池充電.下

9、列說(shuō)法正確的是(  ) A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12W B.充電器消耗的電功率為0.12W C.充電時(shí),電池消耗的熱功率為0.02W D.充電器把0.14W的功率儲(chǔ)存在電池內(nèi) 解析 此題主要考查非純電阻電路的功率問(wèn)題.電源的輸出功率也就是充電電池的總功率,經(jīng)分析可知,應(yīng)選A、C. 答案 AC 三、非選擇題 11.A、B兩地間鋪有通訊電纜,長(zhǎng)為L(zhǎng),它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€(xiàn)組成的,通常稱(chēng)為雙線(xiàn)電纜.在一次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜上某處的絕緣保護(hù)層損壞,導(dǎo)致兩導(dǎo)線(xiàn)之間漏電,相當(dāng)于該處電纜的兩導(dǎo)線(xiàn)之間接入一個(gè)電阻.檢查人員經(jīng)過(guò)下面的測(cè)量可以確定損壞處的位置: (

10、1)令B端雙線(xiàn)斷開(kāi),在A(yíng)處測(cè)出雙線(xiàn)兩端間的電阻RA; (2)A端的雙線(xiàn)斷開(kāi),在B處測(cè)出雙線(xiàn)兩端的電阻RB; (3)在A(yíng)端的雙線(xiàn)間加一已知電壓UA,在B端雙線(xiàn)間用內(nèi)阻很大的電壓表測(cè)量出兩線(xiàn)間電壓UB. 試由以上測(cè)量結(jié)果確定損壞處的位置. 解析 設(shè)損壞處距A端為L(zhǎng)A,由電阻定律可知,根據(jù)(1)(2)兩次測(cè)量結(jié)果應(yīng)有==,式中R為漏電阻. 又依據(jù)第(3)次測(cè)量結(jié)果有=. 代入上式,消去R可解得 LA=·L. 答案 見(jiàn)解析 12.材料的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ=ρ0(1+αt),其中α稱(chēng)為電阻溫度系數(shù),ρ0是材料在t=0 ℃時(shí)的電阻率.在一定的溫度范圍內(nèi)α是與溫度無(wú)關(guān)的常量.金屬

11、的電阻一般隨溫度的增加而增加,具有正溫度系數(shù);而某些非金屬如碳等則相反,具有負(fù)溫度系數(shù).利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性,可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻. 已知:在0 ℃時(shí),銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m,碳的電阻率為3.5×10-5Ω·m;在0 ℃附近,銅的電阻溫度系數(shù)為3.9×10-3 ℃-1,碳的電阻溫度系數(shù)為-5.0×10-4 ℃-1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng)1.0m的導(dǎo)體,要求其電阻在0 ℃附近不隨溫度變化,求所需碳棒的長(zhǎng)度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度變化的變化). 解析 設(shè)所需碳棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,電阻率為ρ1,電阻溫度系數(shù)為α1;銅棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)

12、2,電阻率為ρ2,電阻溫度系數(shù)為α2.根據(jù)題意有 ρ1=ρ10(1+α1t) ① ρ2=ρ20(1+α2t) ② 式中ρ10、ρ20分別為碳和銅在0 ℃時(shí)的電阻率. 設(shè)碳棒的電阻為R1,銅棒的電阻為R2,有 R1=ρ1 ③ R2=ρ2 ④ 式中S為碳棒與銅棒的橫截面積.碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長(zhǎng)度分別為

13、 R=R1+R2 ⑤ L0=L1+L2 ⑥ 式中L0=1.0m 聯(lián)立以上各式得 R=ρ10+ρ20+t ⑦ 要使R不隨t變化,⑦式中t的系數(shù)必須為零. 即ρ10α1L1+ρ20α2L2=0 ⑧ 聯(lián)立⑥⑧式得L1=L0, 代入數(shù)據(jù)解得L1=3.8×10-3m. 答案 所需碳棒的長(zhǎng)度為3.8×10-3m

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