《电阻定律》课时跟踪训练
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2.2 电阻定律
[课时跟踪训练]
(满分60分时间30分钟)
一、选择题(每小题至少有一个选项正确,选对得6分,选不全得3分,错选不得分,共42分)
1.如图1为滑动变阻器的示意图,A、B、C、D为4个接线柱,当滑动片P由C 向D移动时,若要使变阻器接入电路的电阻由大变小,应将变阻器的哪两个接线柱连入电路( )
图1
A.A和B
B.A和D
C.B和C
D.C和D
解析:滑动变阻器的连接应是一上一下(同一端或对角线),要注意接入的是哪一部分电阻,从而确定电阻的变化。
要使滑动变阻器的阻值变小,就要使连入电路的电阻丝长度变短,滑动片P由C向D移动,要使滑动变阻器连入电路的电阻丝变短,可以连接AD或AC。
答案:B
2.一只白炽灯泡“220 V40 W”,不接入电路时它的电阻是( )
A.大于1 210 Ω
B.小于1 210 Ω
C.等于1 210 Ω
D.无法判断
解析:灯泡正常发光时的电阻是R=U2
P=
2
40 W=1 210 Ω,金属导体的电阻
率随温度的升高而增大,不接入电路时它的电阻小于正常工作时的电阻,B正确,A、C、D错误。
答案:B
3.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比
解析:对于同种材料的导体,电阻率是个定值,根据电阻定律R=ρl
S可知A正确。
答案:A
4.关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是( )
A.把一根均匀导线等分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半
B.由ρ=RS
l可知,ρ∝R,ρ∝
1
l
C.材料的电阻率随温度的升高而增大
D.对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
解析:导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,但并不都是随温度的升高而增大,则A、B、C错。
若导体温度升高时,电阻增大,又不考虑体积和形状的变化,其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的,则D选项正确。
答案:D
5.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断。
由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别。
那么熔丝熔断的可能性较大的是( )
A.横截面积大的地方
B.横截面积小的地方
C.同时熔断
D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方
解析:根据电阻定律,横截面积小的地方电阻较大,当电流通过时电阻大的位置发热量大易熔断。
选项B正确。
答案:B
6.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流是I,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,导线两端所加的电压变为( )
A.U/2
B.U
C.2U
D.4U
解析:由R =ρl
S 可知,当导线被均匀拉长为原来的2倍时,其横截面积变为原来的1
2,所以电阻变为原来的4倍,再根据欧姆定律可知电压变为原来的4倍,故D 正确,A 、B 、C 错误。
答案:D
7.两根材料相同的均匀导线x 和y ,x 的长度为L ,y 的长度为2L ,串联在电路中,沿电流方向电势随长度的变化如图2所示,则x 、y 横截面积之比为( )
图2
A.2∶3
B.1∶4
C.1∶2
D.3∶1
解析:由图像可得两导线上的电压相等均为4 V ,由公式R =U
I 得两导线电阻相等,由公式R =ρl
S ,R 、ρ相同,故横截面积S 与长度l 成正比,故面积比为1∶
2,选C 。
答案:C
二、非选择题(每小题9分,共18分)
8.(2011·浙江高考)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,为了探究3根材料未知,横截面积均为S =0.20 mm 2的金属丝a 、b 、c 的电阻率,采用如图3所示的实验电路。
M 为金属丝c 的左端点,O 为金属丝a 的右端点,P 是金属丝上可移动的接触点。
在实验过程中,电流表读数始终为I =1.25 A 。
电压表读数U 随OP 间距离x 的变化如下表:
图3
(1)绘出电压表读数 U 随 OP 间距离 x 变化的图线; (2)求出金属丝的电阻率ρ ,并进行比较。
解析:(1)建立直角坐标系,以OP 距离x 为横轴,以U 为纵轴,取适当的比例标度,描点、连线,其图像如图所示。
(2)由题意,对每段电阻有ΔU =I ·ΔR ,而根据电阻定律有ΔR =ρΔx S ,所以ΔU =ρI
S Δx ,
因此ρ=S I ·
ΔU Δx ,ΔU Δx 为U —x 图像的斜率。
ρ=U I ×S l ρ a =
-
-6-
-2
Ω·m
=1.04×10-6 Ω·m ρ b =
-
-6-
-2
Ω·m
=9.6×10-8 Ω·m ρ c =
-
-6-
-2
Ω·m
=1.04×10-6 Ω·m
通过计算可知,金属丝a 与c 电阻率相同,远大于金属丝b 的电阻率。
电阻率的允许范围
ρa:0.96×10-6~1.10×10-6Ω·m
ρb:8.5×10-8~1.10×10-7Ω·m
ρc:0.96×10-6~1.10×10-6Ω·m
答案:见解析
9.如图4所示,相距40 km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表示数为40 mA,求发生短路处距A有多远?
图4
解析:A、B间的距离l=40 km,导线总长度为2l,总电阻R=800 Ω,设A与短路处C的距离为x,导线总长度为2x,总电阻为R x。
由欧姆定律有
R x=U
I=
10
40×10-3
Ω=250 Ω
由电阻定律有R=ρ2l
S,R x=ρ
2x
S,
得x=R x
R l=
250
800×40 km=12.5 km。
即短路处距A端12.5 km。
答案:12.5 km。