(粤教版)高中物理【选修3-1】2.1《探究决定导线电阻的因素》课时检测及答案
粤教版高二物理选修3-1学案：2.1探究决定导线电阻的因素
很小）第二部分：合作探究【探究一】滑动变阻器结构,原理回顾:目的：回顾滑动变阻器的结构及原理，掌握基本操作步骤即滑片初始位置。
（完成：P40第 4题）理论提升：滑动变阻器的原理、符号及应用，并能区分各接头端小组讨论P39讨论交流1结论：。
【探究二】探制变量法电阻定律的实验：一、实验原理：1、在右边方框画出实验原理图小组讨论电压表和电流表为什么这样接入：（自主学习课教师适当提醒，主要从误差分析方面入手，即外接，内接的分析，为后边万用表的使用引入）2：实施实验，并记录数据：A、保持导线的材料和面积不变，长度不同电阻材料长度电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω平均值Ω3．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为l、横截面积为S，设温度不变，在下列情况下其电阻阻值仍为R的是( )A．当l不变，S增大一倍时 B．当S不变，长度l增大一倍时C．当长度l和面积S都减为原来的一半时 D．当l和横截面半径都增大一倍时4．两根材料和质量相同的电阻丝，它们的长度之比为2∶3，则它们的电阻之比为( )A．2∶3 B．3∶2 C．4∶9 D．9∶45．一只“220 V100 W”的灯泡工作时电阻为484 Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻应( )A．小于484 Ω B．大于484 Ω C．等于484 Ω D．略小于484 Ω6．一同学将变阻器与一个6 V,6～8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上，当S 闭合时，发现灯泡发亮．按如右图所示的接法，当滑动片P向右滑动时，灯泡将( )A．变暗 B．变亮 C．亮度不变 D．可能烧坏灯泡二、双项选择题7．某同学用伏安法测电阻时，分别采用了内接法和外接法，测得的某电阻R x的阻值分别为R1和R2，则所测阻值与真实值R x间的关系为( )A．R1＞R x B．R x＜R2 C．R x＞R1 D．R2＜R x8．下列说法中正确的是( )A．通过导体中的电流越大，导体的电阻一定越小B．导体的电阻与加在导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比C．电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量，温度越高，金属导体的电阻越大D．无论加在导体两端的电压如何变化，它的电压与电流的比值不变9．温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，在右图所示的图象中分别为某金属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B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )A．从t1到t2时间内，小车做变加速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动三、非选择题11．某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与横截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：该同学经实验测量及相关计算得到的数据电阻R/Ω121.050.023.910.0 3.1导线直径0.8010.999 1.201 1.494 1.998d/mm导线横截面0.5040.784 1.133 1.753 3.135积S/mm2(1)请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与横截面积S是否满足反比关系？(若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系．)(2)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7Ω·m，则表中阻值为 3.1 Ω的导线长度l＝________m(结果保留两位有效数字)．12．如图2－1－12所示，一圈粗细均匀的导线长1200 m，在两端点A、B间加上恒定电压时，测得通过导线的电流为0.5 A，如果剪去BC段，在A、C两端加同样电压时，通过导线的电流变为0.6 A，则剪去的BC段多长？图2－1－12高二物理 2-1 探究决定导线电阻的因素参考答案第一部分：课前自学1、 并联、串联2、描述导体对电流的阻碍作用3、长度 横截面积 质量 密度 体积 质量4、均匀导体的电阻R 跟它的长度L 成正比，跟它的横截面积成反比。
2.1探究决定导线电阻的因素 学案(2020年粤教版高中物理选修3-1)
2.1探究决定导线电阻的因素学案（2020年粤教版高中物理选修3-1）第一节第一节探究决定导线电阻的因素探究决定导线电阻的因素学科素养与目标要求物理观念1.知道影响导体电阻的因素，掌握电阻定律.2.知道电阻率概念，知道常见金属导体电阻率的大小排序.3.知道导体的电阻率和温度有关科学探究1.掌握探究影响导体电阻因素的方法，会设计测量电阻的电路.2.经过合作探究，综合信息得出导体电阻与长度.横截面积的关系科学思维能用控制变量法探究导体电阻与长度.横截面积和材料的关系一.电阻定律的实验探究1电阻的测量伏安法1原理用电压表测出导线两端的电压U，用电流表测出通过导线的电流I，代入公式RUI求出导线的电阻2电路图如图1所示图12探究方法控制变量法，例如探究导体的电阻与长度之间的关系时，需要保持横截面积和材料不变，而只改变导体的长度3探究过程1保持材料和横截面积不变，探究导体的电阻与长度的关系，结论电阻大小跟导体的长度成正比2保持材料和长度不变，探究导体电阻与横截面积的关系，结论电阻大小跟导体的横截面积成反比3保持长度和横截面积不变，探究电阻与材料的关系，结论不同材料的电阻不同4实验结论电阻定律1内容均匀导体的电阻R跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关2公式RlS，式中的是比例常量，反映材料对导体电阻的影响，叫电阻率二.电阻率1物理意义反映了材料导电性能的好坏，电阻率越小，表示这种材料的导电性能越好2决定因素影响电阻率的因素有两个一是导体的材料，二是温度3与温度的关系1金属铂的电阻率随温度的升高而增大利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计2有些合金如锰铜合金.镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，常用来制作标准电阻1判断下列说法的正误1由RUI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比2由RlS知，材料相同的两段导体，长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大3把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都变成原来的13.4电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体导电性能越差2一根阻值为R的均匀电阻丝，均匀拉长至原来的2倍，电阻变为________答案4R一.电阻定律1导体电阻与其影响因素的定性关系移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的________有关；同是220V的灯泡，灯丝越粗灯泡越亮，说明导体电阻跟它的________________有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的________有关答案长度横截面积材料2导体电阻与其影响因素的定量关系如图所示，B.C间接待测导线，通过测量导线两端的电压和电流，由RUI 可以测定导线的电阻1在材料.横截面积相同的条件下，在B.C间分别接入不同长度的导线，可以得出电阻大小与长度有什么关系2在长度.材料相同的条件下，在B.C间分别并联接入两根截面积为S.2S的导线，可以得出电阻大小与横截面积有什么关系3在长度.横截面积相同的条件下，在B.C间分别接入不同材料的导线，材料不同，电阻相同吗答案1在材料.横截面积相同的条件下，导线的电阻与长度成正比2在长度.材料相同的条件下，导线的电阻与横截面积成反比3材料不同，导线的电阻不同1导体电阻的决定式RlSl是导体的长度，S 是导体的横截面积，是比例常量，与导体材料有关，叫做电阻率2RUI与RlS的区别与联系两个公式区别与联系RUIRlS区别是导体电阻的定义式，适用于纯电阻元件某段导体电阻的决定式，适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液.等离子体联系RlS是对RUI的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料.长度和横截面积例1“探究导体电阻与导体长度.横截面积.材料的关系”的实验电路如图2所示，a.b.c.d是四种不同的金属丝现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示图2编号_________材料长度m横截面积mm2A镍铬合金0.80.8B镍铬合金0.50.5C镍铬合金0.30.5D镍铬合金0.31.0E康铜丝0.30.5F康铜丝0.80.81电路图中四条金属丝应分别选上表中的__________用编号_________表示；2在相互交流时，有位同学提出用如图3所示的电路，只要将图中P端分别和触点1.2.3.4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，你认为上述方法是否正确，并说出理由____________________________.图3答案1BCDE2不正确，因为P端分别和触点1.2.3.4相接时，电阻两端的电压不一定相同，只有电压不变时，利用电流跟电阻成反比的关系，才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系解析1用控制变量法研究，选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数材料.长度.横截面积的；从题述材料可以看出，B.C.E横截面积相同，B.C.D材料相同，C.D.E长度相同；2接不同的电阻时，电流不同，故电阻分得的电压不同，电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定例2如图4甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P.Q为电极，设a1m，b0.2m，c0.1m，当里面注满某电解液，且P.Q间加上电压后，其UI图线如图乙所示，当U10V时，求电解液的电阻率是多少图4答案40m解析由题图乙可求得U10V时，电解液的电阻为RUI1051032000由题图甲可知电解液长为la1m，横截面积为Sbc0.02m2，结合电阻定律RlS得RSl20000.021m40m.学科素养本题通过测量电解液电阻率，让电阻定律在学生头脑中得到提炼和升华，让学生对电阻.电阻率.横截面积.长度等物理量相互关系的理解更加深刻在这个过程中，提高了学生获取和处理信息的能力，体现了“物理观念”.“科学思维”等学科素养要求针对训练xx东营三校联考欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a.b.c，且abc.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是答案A 解析长方体的体积VSl不变，根据电阻定律RlS，电阻的阻值最小的应该是横截面积最大.长度最短的，由于abc，故A符合题意二.电阻率1导体的电阻率的大小与什么因素有关答案电阻率与导体的材料.温度有关2电阻率大，导体的电阻一定大吗导体的电阻大，电阻率一定大吗答案导体的电阻率大，导体的电阻不一定大，由RlS知，导体的电阻还与导体沿电流方向的长度和垂直电流方向的横截面积有关；导体的电阻率与导体的材料.温度有关，与导体的电阻无关，所以电阻大，电阻率不一定大1电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状.大小无关2电阻率与温度的关系及应用1金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计2大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻3有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻4许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫做超导现象例3多选下列说法中正确的是A据RUI可知，若通过导体的电流不变，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导体的电阻是其本身的属性，同一温度下，通过导体的电流及加在导体两端的电压改变时导体的电阻不变C据RSl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皆无关答案BD解析RUI是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U.I无关当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值R仍不变，故A错误，B正确；由电阻定律RlS可知，导体电阻决定于.l.S，与.l成正比，与S成反比，但由材料.温度决定，与l.S.R无关，故C错误，D正确1对电阻率的理解多选关于电阻率的说法中正确的是A电阻率与导体的长度l和横截面积S有关B电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C电阻率大的导体，电阻一定很大D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻答案BD 解析电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l和横截面积S无关，故A错误，B正确；由RlS知，大R不一定大，故C错误；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故D正确2电阻定律和电阻率的理解xx山师附中期末某金属导线的电阻率为，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为A4和4RB和4RC16和16RD和16R答案D解析导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一定时同种材料的电阻率是不变的导线拉长后，直径变为原来的一半，则横截面积变为原来的14，因总体积不变，长度变为原来的4倍，由电阻定律计算可知电阻变为原来的16倍3电阻定律的理解与应用xx清华附中高二上期中两根同种材料制成的导线，质量之比为21，长度之比为31，则它们的电阻之比为A14B41C92D29答案C解析两根同种材料制成的导线，质量之比为21，则它们的体积之比是21，长度之比为31，则横截面积之比S1S2V1L1V2L2V1V2L2L1211323，根据电阻的计算公式RLS，得R1R2L1S1L2S2L1L2S2S1313292，所以C正确4电阻定律的理解与应用如图5所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d.管两端有导电金属箍M.N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I.则金属膜的电阻为多少镀膜材料的电阻率为多少图5答案UIUDdIL解析由欧姆定律可得，金属膜的电阻RUI，沿着L的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L，横截面积为管的底面周长与厚度d的乘积由电阻定律RlS可得RL2D2dLDd，则UILDd，解得UDdIL.。
高二物理粤教版选修3-1课时作业：2.1探究决定导线电阻的因素
2.1探究决定导线电阻的因素1.(电阻定律R ＝ρlS 的应用)(单选)一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U 时，通过的电流为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 答案 D解析 导线原来的电阻为R ＝ρl S ，拉长后长度变为2l ，横截面积变为S2，所以R ′＝ρl ′S ′＝ρ2lS 2＝4R .导线原来两端的电压为U ＝IR ，拉长后为U ′＝IR ′＝4IR ＝4U . 2．(电阻率的理解)(单选)根据电阻定律，电阻率ρ＝RSl ，对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率( ) A ．跟导线的电阻成正比 B ．跟导线的横截面积成正比 C ．跟导线的长度成反比D ．由所用金属材料本身性质决定 答案 D解析 材料的电阻率与其电阻、横截面积、长度、导体的形状无关，与材料本身和温度有关，故选项D 正确．3. (滑动变阻器的应用)(单选)一同学将变阻器与一只6 V 、6W ～8 W 的小灯泡L 及开关S 串联后接在输出电压为6 V 的电源E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光．按图4所示的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )图4A ．变暗B ．变亮C ．亮度不变D ．可能烧坏灯泡 答案 B解析 由题图可知，变阻器接入电路的是PB 段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源输出电压，所以不可能烧坏灯泡．当滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B 选项正确．4．(公式R ＝ρlS 的应用)一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的多少倍？若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的多少？(设拉长与绞合时温度不变) 答案 9倍 19解析 金属裸导线原来的电阻为R ＝ρlS ，拉长后长度变为3l ，因体积V ＝Sl 不变，所以导线横截面积变为原来的13，即S 3，故导线拉长为原来的3倍后，电阻R ′＝ρ3l S 3＝9ρlS ＝9R .同理，三段绞合后，长度为l3，横截面积为3S ，电阻R ″＝ρl33S ＝ρl 9S ＝19R.题组一 电阻定律的应用1．(双选)一根阻值为R 的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为R (设温度不变)( )A．当长度不变，横截面积增大一倍时B．当横截面积不变，长度增加一倍时C．当长度和横截面积都缩小为原来的一半时D．当长度和横截面积都扩大一倍时答案CD解析根据电阻定律R＝ρlS可知，只有电阻丝的长度和横截面积都扩大或缩小相同比例倍数时，电阻丝的电阻才能保持不变，故选C、D.2．(单选)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.ρLR B.2ρLIU C.UρLI D.2UILρ答案 B解析输电线的总长为2L，由公式R＝UI、R＝ρlS得S＝2ρLIU，故B正确．3．(单选)两段材料和质量都相同的均匀电阻丝，它们的长度之比为L1∶L2＝2∶3，则它们的电阻之比R1∶R2为()A．2∶3 B．4∶9 C．9∶4 D．3∶2答案 B解析材料和质量都相同的均匀电阻丝的体积是相同的，又因长度之比L1∶L2＝2∶3.故横截面积之比S1∶S2＝3∶2.由电阻定律得电阻之比为R1R2＝ρL1S1ρL2S2＝L1L2·S2S1＝23×23＝49.4．(单选)神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μA答案 A解析 由R ＝ρl /S 得R ≈3.18×108 Ω，所以I ＝U /R ≈0.31 μA.题组二 电阻率的理解及计算5．(双选)关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是( )A ．由R ＝ρlS 知，导体的电阻与长度l 、电阻率ρ成正比，与横截面积S 成反比 B ．由R ＝UI 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C ．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一 D ．电阻率往往随温度的变化而变化 答案 AD解析 导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 对，B 、C 错．电阻率反映材料导电性能的强弱，电阻率常随温度的变化而变化，D 对．6.两长度和横截面积均相同的电阻丝的伏安特性曲线如图1所示，求两电阻丝的电阻值之比为________，电阻率之比为________．图1答案 1∶3 1∶3解析 在I －U 图线中，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R ＝1k ＝1tan θ，则两电阻丝的电阻值之比R 1R 2＝tan 30°tan 60°＝13；由于两电阻丝的长度和横截面积均相同，所以电阻率之比ρ1ρ2＝R 1R 2＝13.7．如图2甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，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，且P 、Q 加上电压后，其U －I 图线如图乙所示，当U ＝10 V 时，电解液的电阻率ρ＝________ Ω·m.图2答案40解析由题图乙可求得电解液的电阻为R＝UI＝105×10－3Ω＝2 000 Ω由题图甲可知电解液长为l＝a＝1 m横截面积为S＝bc＝0.02 m2由电阻定律R＝ρlS得ρ＝RSl＝2 000×0.021Ω·m＝40 Ω·m.题组三综合应用8．(单选)如图3所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比R AB∶R CD为()图3A．1∶4 B．1∶2C．2∶1 D．4∶1答案 D解析设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，则有S1S2＝l adl ab＝12，A、B 接入电路时电阻为R1，C、D接入电路时电阻为R2，则有R1R2＝ρ·l abS1ρ·l bcS2＝l abl bc·S2S1＝21·21，故R1R2＝41，D选项正确．9．(双选)滑动变阻器的原理如图4所示，则下列说法中正确的是()图4A．若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大B．若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路的阻值减小C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱答案AD解析若将a、c两端连在电路中，aP部分将连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确．若将a、d两端连在电路中，也是将aP部分连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误．A、B两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a、b两个接线柱中任意选一个，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C错误．在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两个接线柱必须接入电路，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D正确．10．(单选)在如图5所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则各点电势U随x变化的图线应为()图5答案 A解析 由U ＝IR x ＝E R ·R L x ＝EL x ，其中E 、L 均为定值，故U 与x 成正比．A 项正确． 11．(单选)两根材料相同的均匀导线x 和y 串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图6中的ab 段和bc 段图线所示，则导线x 和y 的横截面积之比为( )图6A ．2∶1B ．1∶2C ．6∶1D ．1∶6答案 B解析 两导线串联，电流相等，I 1＝I 2，从两段图线上截取相同的电压，ΔU 1＝ΔU 2，保证电阻是相等的，此时长度之比为L 1∶L 2＝1∶2，由电阻定律知，横截面积之比等于长度之比，S 1∶S 2＝1∶2，B 正确，A 、C 、D 错误．12．(单选)如图7所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A 、B 之间，然后将它再按图乙方式接在电极C 、D 之间，设AB 、CD 之间的电压是相同的，则这两种接法相等时间内在电阻中产生的热量关系正确的是( )图7A ．图甲产生的热量比图乙产生的热量多B ．图甲产生的热量比图乙产生的热量少C ．图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多D ．因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多答案 A解析 将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设阻值为r ，图甲中等效为两个电阻并联，R 甲＝r2，图乙中等效为两个电阻串联，R ′＝2r ，又因为两端的电压是相等的，故由P ＝U 2R 知电阻小的产热多，A 正确，B 、C 、D 错误．13．一根长为l ＝3.2 m 、横截面积S ＝1.6×10－3 m 2的铜棒，两端加电压U ＝7.0×10－2 V ．铜的电阻率ρ＝1.75×10－8Ω·m ，求： (1)通过铜棒的电流； (2)铜棒内的电场强度．答案 (1)2×103 A (2)2.2×10－2 V/m 解析 (1)由R ＝ρl S 和I ＝UR得I ＝US ρl ＝7.0×10－2×1.6×10－31.75×10－8×3.2A ＝2×103A. (2)E ＝Ud ＝7.0×10－23.2 V /m ≈2.2×10－2 V/m.14．相距11 km 的A 、B 两地用两导线连接，由于受到暴风雨的影响，在某处一根树枝压在两根导线上造成故障．为查明故障地点，先在A 处加12 V 的电压，在B 处测得电压为10 V ；再在B 处加上12 V 电压，在A 处测得电压为4 V ，问故障地点离A 处多远？ 答案 1 km解析 在A 处加12 V 电压时，等效电路如图甲所示．设树枝的电阻为R ，A 与故障点间单根导线的电阻为R A ，B 与故障点间单根导线的电阻为R B ，则U 1＝U2R A ＋R R ，解得R A ＝110R .同理，B 处加12 V 电压时，等效电路如图乙所示，U 2＝U 2R B ＋R R ，解得R B ＝R ，故R A ＝110R B ，设故障地点离A 处x km ，则由电阻定律得R A ＝ρxS ，R B ＝ρ11－x S ，两式相比R A R B ＝x 11－x＝110，解得x ＝1 km.。
(粤教版)高中物理【选修3-1】2.1《探究决定导线电阻的因素》课时检测及答案
第一节探究决定导线电阻的因素一、单项选择题1．一只“220 V,100 W”的灯泡工作电阻为484 Ω，拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻应是( )A．等于484 ΩB．大于484 ΩC．小于484 Ω D．无法确定解析：金属的电阻率随温度的升高而增大，灯泡不工作时，温度降低，电阻率减小，导致电阻减小．答案：C2．关于电阻率的说法正确的是( )A．电阻率ρ与导体的长度 L 和横截面积S有关B．电阻率大的导体电阻也一定大C．导体材料的电阻率都随温度的升高而增大D．电阻率是反映材料导电性能的物理量，由材料本身决定且与温度有关解析：材料的电阻率与导体长度L和横截面积无关，所以A、B选项错误，金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体等材料的电阻率随温度的升高而减小，所以C选项错误．D 选项正确．答案：D3．用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压不超过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是( )A．ρLI/U B．2ρLI/UC．U/ρLI D．2UL/Iρ解析：根据欧姆定律，最大电阻为R＝U/I，根据电阻定律R＝ρ2LS，S＝2ρL/R，得S＝2ρLI/U.答案：B4．有1、2两根不同材料的电阻丝，长度之比为L 1∶L 2＝1∶5，横截面积之比为S 1∶S 2＝2∶3，电阻之比为R 1∶R 2＝2∶5，外加电压之比为U 1∶U 2＝1∶2，则它们的电阻率之比为( )A ．2∶3B ．4∶3C ．3∶4D ．8∶3 答案：B二、双项选择题5．一根阻值为R 的均匀电阻丝，长为L ，横截面积为S ，设温度不变，在下列哪种情况下其电阻值仍为R( )A ．当L ，S 都增大1倍时B ．当S 不变，L 增大1倍时C ．当L 和S 都缩为原来的12时D ．当L 和横截面的半径都增大1倍时解析：根据电阻定律R ＝ρlS ，电阻率不变，只要满足L/S 的比值不变即能使电阻值不变．答案：AC6．根据电阻定律，电阻率R ＝ρlS ，对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率( )A ．跟导线的电阻成正比B ．跟导线的横截面积成正比C ．跟导线的长度无关D ．由所用金属材料本身特性决定解析：电阻率由金属材料本身的特性决定，金属导线一定，在温度一定时，材料的电阻率一定，与导线的长度、导线的横截面积无关；故A 、B 错误，C 、D 正确；故选C 、D.答案：CD7．图1是用来观察灯泡亮度变化的实验电路，图2是滑动变阻器的构造示意图，则下列说法中错误的是( )A．a 接M、c 接N、P向 b 移动灯变亮B．b 接M、d 接N，P向 b 移动灯变暗C．c 接M、d 接N，P向 b 移动灯一直最亮D．a 接M、b 接N，P向 b 移动灯一直最暗解析：当a接M、c接N时，接如电路的部分是aP，P向b滑动时，电路中的电阻变大，灯变暗，故A错，同理B错．答案：AB8．关于金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大．金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金电阻率几乎不受温度的影响．根据以上信息判断下列说法，其中正确的是( )A．连接电路用的导线一般用合金来制作B．电炉、电阻器的电阻丝一般用纯金属来制作C．标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D．电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制成解析：纯金属材料的电阻率较小，而合金材料的电阻率较大，一般连接电路用的导线是用纯金属材料来制作，电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，所以A、B选项错．答案：CD9．关于电阻率的说法，正确的是( )A．电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关B．电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱，由导体材料决定，与温度有关C．电阻率ρ越大的导体，电阻也越大D．超导材料的电阻率为零解析：材料的电阻率与导体长度L和横截面积S无关，所以A选项错，根据电阻定律，导体的电阻与材料的电阻率、长度、横截面有关，所以电阻率ρ大的导体，电阻不一定越大，C选项错．答案：BD三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)10．(1)在做“决定电阻大小的因素”实验时，需要在电压相同的条件下，比较通过不同导线的电流，发现决定电阻大小的因素．下表是几种实验用导线的参数.①为研究电阻与导体材料有关，应在上表中选用导线C和导线________．②为研究电阻与导体长度有关，应在上表中选用导线C和导线________．③为研究电阻与导体横截面积有关，应在上表中选用导线A和导线________．④下表列出了一些材料制成的长1 m、横截面积为1 m2的导线在20°C时的电阻值.根据表中数据回答：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁线之间，你应选用________；假如要选用一根金属丝来做滑动变阻器的电阻丝，在铁丝和锰铜丝之间，你应选用________．并写出你选择的理由：________________________________________________________________________.(2)有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上 2 V电压时通过其中的电流为 4 A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上1 V电压，这时通过它的电流为0.5 A．由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的________倍．解析：(2)由欧姆定律R＝U/I知：电阻丝原来电阻为R1＝0.5 Ω，拉长后电阻为R2＝2 Ω，由电阻定律R＝ρlS，R1＝ρl1S1，R2＝ρl2S2，又金属丝体积V不变，V＝S1l1＝S2l2，得l1∶l2＝1∶2，所以这根电阻丝被均匀拉长为原来的2倍．答案：(1)①F②G③D④铝线锰铜丝选用输电线时，应该是电阻率较小的较好，选用滑动变阻器的电阻丝时，应该是电阻率较大的更好(2)211．在一根长l＝5 m，横截面积S＝3.5×10－4m2的铜质导线两端加2.5×10－3V电压．已知铜的电阻率ρ＝1.75×10－8Ω·m，则该导线中的电流多大？解析：由电阻定律R＝ρlS，铜导线的电阻为R＝2.5×10－4Ω，由欧姆定律R＝U/I得：I＝U/R＝10 A.答案：10 A12．加在某导体上的电压变为原来的3倍时，导体中的电流增加0.9 A，如果所加电压变为原来的1/2时，导体中的电流为多大？解析：因导体电阻不变，由欧姆定律有：U I ＝3UI＋0.9，U I ＝U2I′，得I′＝0.225 A.答案：0.225 A。
粤教版高二物理选修3-1第二章第01节 探究决定导线电阻的因素
实验器材： 电源，开关，导线，电流表，电压表，
滑动电阻器, 长度和粗细都相同的铁丝一根 和镍铬丝2根
设计实验
实验步骤： 按如下电路图连接实验器材
[实验方案一]
探究导体电阻与长度的关系。 由1、2、3小组完成 控制的不变量有＿材＿料、横＿截＿面积
接入的导线 长度 电压U/V 电流I/A 电阻 R/ Ω
A．R／4
B．R／2
C．2R
D．4R
59.生命匆匆，不必委曲求全，做自己喜欢做的事，才是最重要的。 1.看得见的伤口，迟早有一天会痊愈的。 6.我们都不是神的孩子，我们是追梦的孩子。 20.征服畏惧建立自信的最快最确实的方法，就是去做你害怕的事，直到你获得成功的经验。 82.想哭就哭，想笑就笑，不要因为世界虚伪，你也变得虚伪了。 60.奋斗者的幸福是从痛苦起步的，享乐者的痛苦是从“幸福”开始的。 90.如果周围有人嫉妒你，那么你可以把他从你的竞争者之列排除了，嫉妒人之人，难以成大事。 21.学问多深也别满足，过失多小也别忽略。 38.要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。 67.纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 58.只要路是对的，就不怕路远。 20.生活在笼子里的鸟，认为飞是一种病。 57.生命就是一个逐渐支出和利用时间的过程。一旦丧失了时间，生命也就走到了尽头。 73.黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿 99.顶天立地奇男子，要把乾坤扭转来。 23.吃得苦中苦，方为人上人。
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2．一根阻值为R的均匀电阻丝长为L，横截 面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下 其电阻值仍为R( C )
A．当L不变，S增大一倍时
B．当S不变，L增大一倍时
C．当L和S都缩为原来的一半时
D．当L和横截面的半径都增大一倍时
高中物理 课时跟踪检测(八)探究决定导线电阻的因素 粤教版选修31
课时跟踪检测（八） 探究决定导线电阻的因素1．若常温下的超导体研制成功，它适于做( ) A ．保险丝 B ．输电线 C ．电炉丝D ．电阻温度计解析：选B 超导体电阻为零，不能产热可用来做输电线。
2．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：选A 电阻是导体本身的一种性质，对于同一导体，温度不变时，电阻一般不变，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，故C 、D 错误，由电阻定律可知，A 正确，B 错误。
3．关于电阻和电阻率的说法中，正确的是( )A ．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B ．由R ＝U I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C ．金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大D ．将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一解析：选C 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，电阻是导体本身的属性，与是否通有电流和是否加电压无关，选项A 、B 错误；金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大，选项C 正确；将一根导线等分为二，则半根导线的电阻是原来的二分之一，而电阻率不变，选项D 错误。
4．一根粗细均匀的镍铬丝的横截面的直径为d ，电阻是R ，把它拉制成直径是d10的均匀细丝后，它的电阻变成( )A.11 000R B ．10 000R C.1100R D ．100R解析：选B 镍铬丝的横截面的直径为d ，横截面积为S 1＝14πd 2，由数学知识得知，直径是d 10后横截面积是S 2＝1100S 1，由于镍铬丝的体积不变，长度变为原来的100倍，根据电阻定律R ＝ρl S得到，电阻是原来的10 000倍，即为10 000R 。
高中物理(粤教版选修3-1)教师用书：第2章 第1节 探究决定导线电阻的因素 含答案
学 习 目 标知 识 脉 络1.知道电阻与哪些因素有关，记住电阻定律并能进行有关计算．(重点)2．理解电阻率的概念．(难点)3．体会控制变量的科学探究方法.电 阻 定 律 的 实 验 探 究[先填空]1．电阻的定义：导线对电流的阻碍作用．2．伏安法测电阻(1)原理：用电压表测出导体两端的电压，用电流表测出导体中的电流，利用公式R＝求出导体的电阻．(2)电路图(如图211所示)图2113．探究实验(1)合理猜想：影响电阻的因素有导线的材料、长度和横截面积．(2)探究方法：控制变量法．4．电阻定律(1)内容：导体的电阻R跟它的长度成正比．跟它的横截面积成反比，且还与导体的材料有关．(2)公式：R＝ρ，式中ρ称为材料的电阻率．[再判断]1．由公式R＝知，R与U成正比，R与I成反比．(×)2．在探究电阻与材料间关系时，应控制导体长度及横截面积相同．(√)3．导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定．(×)[后思考]公式R＝ρ与公式R＝有什么区别？【提示】公式R＝是电阻的定义式，但电阻R与U、I无关；公式R＝ρ是电阻的决定式，电阻大小与长度l、横截面积S和导体材料(电阻率ρ)有关．[合作探讨]保持材料和S不变，改变导线长度l分别为l1、l2，记下对应电压表和电流表的示数分别为(U1、I1)、(U2、I2)．探讨1：若U1＝U2，I1、I2如何反映l1、l2的电阻关系？【提示】U1＝U2时，由R＝知道，＝.探讨2：若I1＝I2，U1、U2如何反映l1、l2的电阻关系？【提示】I1＝I2时，由R＝知道＝.[核心点击]1．R＝ρ与R＝的区别R＝ρlSR＝UI意义决定式定义式理解说明导体的电阻由ρ、l、S决定，且与l成正比，与S成反比提供了一种测电阻的方法——伏安法．不能认为R与U成正比，与I成反比适用范围金属导体、电解质溶液任何导体联系R＝ρlS对R＝UI补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积2.公式R＝ρ的三点注意(1)R＝ρlS是导体电阻的决定式，其中ρ为材料的电阻率，它与材料和温度有关．(2)导体的电阻由ρ、l、S共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积以及电阻率不变．(3)一定材料，一定几何形状导体的电阻还与其接入电路的具体方式有关．1．一根阻值为R的均匀电阻丝长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R( )A．当L不变，S增大一倍时B．当S不变，L增大一倍时C．当L和S都缩为原来的一半时D．当L和横截面的半径都增大一倍时【解析】由电阻定律R＝ρ可知，当L不变S加倍时，电阻减半，故A错误；当S不变L加倍时，电阻加倍，故B错误；当L和S 都减半时，电阻不变，故C正确；当L和横截面半径都加倍时，电阻将减半，故D错误．【答案】C2．一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路时，最大阻值为R，则最小阻值为( )A. B.C. D.b2Rac【解析】根据电阻定律，将面积最小、相距最远的对立面接入电路时电阻最大，由题设可知，以b、c为邻边的面积最小，两个对立面相距最远，电阻为R＝；将面积最大、相距最近的对立面接入电路时电阻最小，由题设可知，以a、b为邻边的面积最大，两个对立面相距最近，电阻为R′＝，两式相比可得R′＝，A正确．【答案】A3.如图212所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为( )图212A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶1【解析】设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，则有＝＝，AB接入电路时电阻为R1＝ρ，CD接入电路时电阻为R2＝ρ，则有＝·＝，所以D正确．【答案】D公式R＝ρ的应用策略(1)公式R＝ρ中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积．(2)一定几何形状的导体，电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式R＝ρ求电阻时，要注意导体长度和横截面积的确定．(3)一定几何形状的导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V＝Sl可知l和S成反比，这是解决此类电阻问题的关键．电 阻 率[先填空]1．电阻率的计算：ρ＝SR l .2．电阻率的单位：欧姆·米，符号Ω·m.[再判断]1．金属材料的电阻率一般随温度的变化而变化．(√)2．电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，由材料和温度决定．(√)3．一根阻值为R的均匀电阻线，其半径变为原来的时，阻值变为4R.(×)[后思考]如图213所示，将日光灯灯丝(额定功率为8 W)与演示用欧姆表(测电阻大小的仪器)连接成如图所示电路，用酒精灯加热灯丝后，发现欧姆表的示数变大了，该实验说明哪个物理量与温度有关？图213【提示】金属丝的电阻率与温度有关，随温度的升高而增大．[合作探讨]如图214所示，一条康铜丝，长度为l，截面直径为d，当加在其两端的电压为U时，通过它的电流为I.图214探讨1：这条康铜丝的电阻是多大？【提示】R＝.探讨2：康铜丝的电阻率是多大？【提示】ρ＝.[核心点击]1．电阻率大小与温度的关系(1)金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制作电阻温度计．(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度升高而减小，半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制作热敏电阻．(3)有些合金如锰铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻．2．电阻率与电阻的区别电阻率ρ电阻R描述的对象材料导体意义反映材料导电性能的好坏反映导体对电流的阻碍作用的大小决定因素由材料和温度决定由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定单位欧·米(Ω·m)欧(Ω)4．关于电阻率，下列说法中正确的是( )A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B．金属的电阻率随温度升高而减小C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【解析】电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关．A选项错误．金属材料的电阻率随温度升高而增大，半导体材料则相反，B选项错误．合金的电阻率比纯金属的电阻率大，C 选项正确．电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻还跟导体的长度、横截面积有关，D选项错误．【答案】C1．电阻反映导体对电流的阻碍作用，电阻率反映材料的导电性能．2．电阻大的导体，导电性能不一定差，电阻率小的导体，电阻不一定小．3．判断导体电阻的大小要根据R＝ρ分析．学业分层测评(八)探究决定导线电阻的因素(建议用时：45分钟)1．关于公式R＝U/I和公式R＝ρ·l/S，下列说法正确的是( )图215A．电阻箱的铜塞拔出的越多，接入电路中的电阻越大B．电阻箱连入时要拔出一些铜塞，以免电路短路C．此电阻箱能得到的最大阻值为10 ΩD．要想使电阻箱的电阻为8 Ω，应拔出的铜塞是3和5【解析】铜塞全部拔出时，接入电路的阻值最大为20 Ω，C 错，全部插入时电阻为零，所以A、B对，电阻为8 Ω时应拔出的是1、2、4或1、3、4，D错．【答案】AB7．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是( )【解析】由电阻的决定式可知，A中电阻RA＝ρ；B中电阻RB ＝ρ；C中电阻RC＝ρ；D中电阻RD＝ρ，故电阻最小的为A.【答案】A8．有一根细长而均匀的金属材料，长为l，电阻率为ρ，横截面积外方(正方形)内圆，正方形边长为a，如图216所示，现把它沿垂直纸面方向接入电路中，当电压为U时，电流为I，内圆的直径为多大？【导学号：620320xx】图216【解析】设直径为d，其电阻为R＝①由电阻定律R＝ρ②由几何关系S＝a2－③联立①②③得d＝2a2U－ρlIπU【答案】2a2U－ρlIπU9．(多选)如图217所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是( )图217A．a和b串联接入电路中，P向右移动时电流增大B．b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大C．b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大D．a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大【解析】滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝增长，电阻增大，电流减小，因此D错误．当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C正确．当a和b串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A错误．【答案】BC10．如图218所示，一段粗细均匀的导线长1 200 m，在两端点A、B间加上恒定电压时，测得通过导线的电流为0.5 A，若剪去BC 段，在A、C两端加同样电压时，通过导线的电流变为0.6 A，则剪去的BC段多长？图218【解析】设整个导线AB的电阻为R1，其中AC段的电阻为R2，根据欧姆定律U＝I1R1＝I2R2，则＝＝＝.再由电阻定律，导线的电阻与其长度成正比，所以AC段导线长l2＝l1＝×1 200 m＝1 000 m．由此可知，剪去的导线BC段的长度为l＝l1－l2＝200 m.【答案】200 m11．两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比L1∶L2＝5∶2，直径之比d1∶d2＝2∶1，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶2，求它们的电阻率之比ρ1∶ρ2为多少？( )【解析】根据欧姆定律I＝，当U相同时，R1∶R2＝I2∶I1＝2∶3，根据电阻定律R＝ρ得ρ＝R，所以＝＝×4×＝.【答案】16∶1512．如图219所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d，管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？图219【解析】由欧姆定律可得R＝，沿着L的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L，横截面积为管的周长×厚度d.由电阻定律R＝ρ可得：。
物理粤教版选修3-1课后训练：第二章第一节探究决定导线电阻的因素含解析
探究决定导线电阻的因素练习一、单项选择题1．关于电阻率的说法正确的是（）．A．电阻率与导体的长度有关B．电阻率与导体的材料有关C．电阻率与导体的形状有关D．电阻率与导体的横截面积有关2．一只“220 V，100 W”的灯泡工作时电阻为484 Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻应( ）．A．小于484 ΩB．大于484 ΩC．等于484 Ω D．无法确定3．两根材料和质量相同的电阻丝，它们的长度之比为2∶3，则它们的电阻之比为( ）．A．2∶3 B．3∶2C．4∶9 D．9∶44．一同学将变阻器与一个额定电压为6 V，6～8 W的小灯泡L 及开关S串联后接在6 V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发亮．按如图所示的接法，当滑动片P向右滑动时，灯泡将（）．A．变暗B．变亮C．亮度不变D．可能烧坏灯泡二、双项选择题5．关于金属导体的电阻率,下列说法中正确的是（)．A．电阻率与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比B．电阻率与导体的电阻成正比,与导体两端的电压无关C．电阻率与导体的长度和横截面积无关D．在温度不变的情况下，电阻率仅与导体的材料特性有关三、非选择题6．读出下列螺旋测微器的读数(如图所示)．甲的读数是______cm，乙的读数是______cm．7．用电器与电源相距为L，线路上的电流为I，为使输电线上的电压损失不超过U，已知输电线的电阻率为ρ,那么输电线横截面积的最小值为______．8．如图所示,一圈粗细均匀的导线长1 200 m，在两端点A、B 间加上恒定电压时，测得通过导线的电流为0。
5 A，如果剪去BC 段，在A、C两端加同样电压时，通过导线的电流为0。
6 A，则剪去的BC段多长？参考答案1．答案：B 解析：电阻率只与导体材料有关，与导体的形状、长度和导体的横截面积都没有关系,只有B项正确．2．答案:A 解析：由于金属导体的电阻率随着温度的升高而变大，灯泡正常发光时温度高于不工作时的温度，因此不工作时的电阻应小于484 Ω．3．答案：C 解析：两根电阻丝的材料相同，说明其电阻率和密度相同,由电阻定律=l R S ρ和公式m ＝ρ1V 、V ＝lS 知21R l mρρ=，可见，在两根材料的电阻率、密度和质量相同的情况下，电阻与长度的平方成正比，R 1：R 2＝4:9，选项C 正确．4．答案：B 解析:由题图可知,变阻器接入电路的PB 段的电阻丝，当滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B 选项正确．由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡．5．答案：CD 解析：在温度不变的情况下，电阻率仅与导体的材料有关,D 项正确；电阻率与导体的长度和横截面积无关，C 项正确．6．答案:0.570 5 0.440 9解析：甲的固定刻度中半毫米线已露出,故固定刻度为5.5 mm ，可动刻度中有20.5个格转过基准线，故为20.5×0.01 mm＝0.205 mm ，所以甲的读数为5.705 mm,等于0.570 5 cm ；由于乙的半毫米刻度线未露出，故乙的读数为4。
物理粤教版选修3-1学案：知识导学2.1.探究决定导线电阻的因素含解析
第一节 探究决定导线电阻的因素问题探究白炽灯的灯丝是由金属钨制成的,当用万用表测量白炽灯的灯丝电阻时，测得的电阻值与其正常工作时用欧姆定律计算的电阻值相同吗？为什么？解析：由于白炽灯工作时要发热，温度会升高，而材料的电阻率因此会发生较大的变化，故其工作电阻应大于不发光时的电阻。
答案:不同,理由略自学导引1.滑动变阻器是电阻值______________的电阻，方法是__________________________而改变电阻值。
答案：可以改变 通过改变接入电路中的导体的长度2。
均匀电阻的阻值计算公式是_________________________,式中ρ是_____________________,l 是______________________,S是_______________________.答案:Sl p R 材料的电阻率 导体的长度 导体的横截面积 3.导体的电阻率ρ与导体的____________和____________有关,通常把________________叫绝缘体,而用电阻率受温度影响较小的材料制作_____________.答案：材料 温度 电阻率较大的材料 标准电阻4.在实验探究中，常常使用控制变量法，方法是当探究的物理量与其他几个物理量有关时，可选择研究探究的量与其中一个物理量的关系而保持_____________________.答案:其他物理量不变疑难剖析理解电阻的物理意义【例1】下列说法中正确的是（）A。
通过导体的电流越大，导体的电阻一定越小B.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比C。
电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量,温度越高，金属导体的电阻越大D.无论加在导体两端的电压如何变化，它的电压与电流的比值都不变解析:电阻反映导体对电流阻碍作用的强弱,它只与导体本身有关,与外界因素无关，导体的电阻与其通过的电流无关，故选项A错.导体的电阻与加在导体两端的电压无关,故选项B错。
高中物理 2.1 探究决定导线电阻的因素每课一练 粤教版选修3-1
2.1 探究决定导线电阻的因素 每课一练（粤教版选修3-1）一、单项选择题1．下列关于电阻率的说法中正确的是( ) A ．电阻率ρ与导体的长度l 和横截面积S 有关B ．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C ．电阻率大的导体，电阻一定很大D ．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计解析：根据电阻率的决定因素知A 错、B 对；根据R ＝ρlS 知ρ大R 不一定大，C 错；有些合金的电阻率几乎不受温度影响，可以用来制作标准电阻，D 错 答案：B2．将截面均匀、长为l 、电阻为R 的金属导线截去ln ，再拉长到l ，则导线电阻变为( )A.n －1n RB.1n RC.n n －1RD ．nR解析：R ＝ρl S ，截去1n 再拉长l 后的截面积为S′则⎝ ⎛⎭⎪⎫l －l n S ＝lS′，S′＝n －1n S ，则R′＝ρl S′＝n n －1ρl S ＝nn －1R.答案：C3．一同学将变阻器与一个6 V 的电源、6～8 V 的小灯泡L 及开关S 串联后接在6 V 的电源E 上，，当S 闭合时，发现灯泡发光．按图219的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )图219 A ．变暗 B ．变亮 C ．亮度不变 D ．可能烧坏灯泡解析：当滑片P 向右滑动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电流变大灯泡变亮，选B. 答案：B4．把两根同种材料的电阻丝分别接在两个电路中．甲电阻丝长为l ，直线为d ；乙电阻丝长为2l ，直径为2d.要使两电阻丝消耗的电功率相等，加在两电阻丝上的电压比应满足( ) A.U 甲U 乙＝1 B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 解析：根据电阻定律R ＝ρlS得R 甲＝ρl πd 22＝ρ4l πd 2，R 乙＝ρ2l π2d 22＝ρ2l πd 2.根据电功率公式P ＝U 2R ，又因为P 甲＝P 乙，所以(U 甲U 乙)2＝R 甲R 乙＝ρ4l πd ρ2l πd 2＝2，故U 甲U 乙＝ 2.答案：C 二、双项选择题5.如图2110所示，a 、b 、c 、d 是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P 向接线柱c 移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是( )图2110A．a和b B．a和cC．b和c D．b和d解析：向c移动，电流减小则电阻增大，可以接b和c或b和d，本质相同．答案：CD6．关于导体、绝缘体和超导体，下列说法错误．．的是( )A．超导体对电流的阻碍作用几乎为零B．电解液通电时，正负离子仍有阻碍作用C．绝缘体内没有自由电子D．绝缘体接入电路后，一定没有电流通过解析：导体中存在大量的自由电子，绝缘体中也存在自由电子，但数目极少．绝缘体接入电路后，也有电流通过，但很小，可以近似看作零．答案：CD7．如图2111所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是( )2111A．a和b串联接入电路中，P向右移动时电流增大B．b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大C．b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大D．a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大解析：滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(图中的c 和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝增长，电阻增大，电流减小．因此D错．当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C都对．当a和b串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A错．答案：BC8．如图2112所示，分别把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端接入电路时，其电阻分别为(设电阻率为ρ)()图2112A．当接入a、b端时电阻Rab ＝ρlnmB．当接入c、d端时电阻Rcd ＝ρmlnC．当接入e、f端时电阻Ref ＝ρnlmD．无论怎样接入电阻都相等解析：一定材料，一定几何形状的导体电阻与其接入电路的具体方式有关，在用公式R＝ρlS求R时，一定要注意理解l和S的物理意义，只要找出接入电路中的l和S就可求得R.当接入a、b端时，电阻Rab ＝ρlmn.当接入c、d端时，电阻Rcd＝ρmln.当接入e、f端时，电阻Ref ＝ρnlm.答案：BC9．在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R.用电流表和电压表测金属的电阻时由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．若按如图2113所示的电路进行测量．图2113第一步：先将R2的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.则( )A．被测电阻Rx ＝U1－U2 I1－I2B．被测电阻Rx ＝U1I1－U2I2C．此种方法可以消除由于电表内阻造成的系统误差D．当S2接1和S2接2时由于电路结构不同，会使测量结果产生更大误差解析：本题是利用滑动变阻器的分压接法测定金属丝的电阻率，可根据开关S2的两个不同状态分别利用伏安法测出电阻，二者之差就是Rx的测量值．具体步骤为第一步对应的等效电路如图甲所示，则Rx ＋RA＋R1＝U1I1.第二步对应的等效电路如图乙所示， 则R A ＋R 1＝U 2I 2，由以上两式求得R x ＝U 1I 1－U 2I 2.B 正确．本题中因电流表和电压表的接法相同，测量值误差都较真实值偏大，但两者之差就消除了系统的误差，颇具创新性．C 正确． 答案：BC 三、非选择题10．如图2114所示，P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L ，直径为D ，镀膜的厚度为d ，管两端有导电金属箍M 、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U ，通过它的电流为I.则金属膜的电阻为________，镀膜材料电阻率的计算式为ρ＝________.图2114解析：第一问求电阻，可直接应用欧姆定律求得；解第二问必须应用到电阻定律R ＝ρlS ，怎样确定l 与S 是解题的关键．试想将膜层展开，如右图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L ，横截面积为管的周长2πD2×厚度d ，再将电阻的定义式与决定式联立，便可求出ρ.由欧姆定律可得R ＝UI由电阻定律R ＝ρlS可得R ＝ρL 2πD 2·d ＝ρLπDd则U I ＝ρL πDd ，得ρ＝UπDd IL . 答案：U I UπDd IL11．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2μm 左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率．(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆住体的体积为32π cm 3，当在其两底面上加上1 000 V 的电压时，通过该圆柱体的电流为10π μA.求该圆柱体的圆面半径和高．解析：(1)由电阻定律R ＝ρl S①所以ρ＝SR l ＝1.6×105×1.0×10－42×10－6 Ω·m＝8×106 Ω·m②(2)由欧姆定律和圆柱体体积公式 R ＝UI ③ V ＝πr 2·h④ R ＝ρhπr 2⑤ 由③④⑤可得U I ＝ρh 2V代入数据解得h ＝0.02 m ＝2 cm 将h 值代入④式得r ＝0.04 m ＝4 cm因此髓质的电阻率为8×106 Ω·m；圆面半径为4 cm ，高为2 cm. 答案：(1)8×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm12．在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l.用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R.x(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ＝________( 用上述测量的字母表示)．(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图2115所示，则金属丝长度的测量值为l＝________，金属丝直径的测量值为d＝________.图2115的电阻，已知电压表内阻约几千欧，电流(3)如图2116所示，要用伏安法测量Rx的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏表内阻约 1 Ω，若用图甲电路，Rx小”)．若R的阻值约为10 Ω，应采用________(填“甲”或“乙”)图的电路，误x差会比较小．图2116(4)无论是用上面的甲图或乙图测量，都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差．为了减小误差，研究性学习小组设计了以下的实验方案：利用图2117的电路测量，其中R是电阻箱，在方框中画出与图对应的电路图．图2117解析：(1)由Rx ＝ρlS，S＝π⎝⎛⎭⎪⎫d22，得ρ＝πd2Rx4l.(2)由于米尺的最小分度为1 mm，以毫米为单位，读数应估读到小数点后面第1倍，所以金属丝的长度为36.48 cm～36.50 cm，螺旋测微器的读数为0.796 mm～0.799 mm.(3)由R＝UI，U准确，I偏大，故Rx 的测量值比真实值偏小，由于满足Rν≫Rx，故应采用甲图误差小．(4)本实验方案的原理是替代法，由I＝UR可知，第二步应使电流表的示数仍为I，故Rx＝R，电路如图所示．答案：(1)πd2Rx4l(2)36.48 cm～36.50 cm 0.796 mm～0.799 mm (3)偏小甲(4)I R电路图如图所示。
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第一节探究决定导线电阻的因素
一、单项选择题
1．一只“220 V,100 W”的灯泡工作电阻为484 Ω，拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻应是( ) A．等于484 ΩB．大于484 Ω
C．小于484 Ω D．无法确定
解析：金属的电阻率随温度的升高而增大，灯泡不工作时，温度降低，电阻率减小，导致电阻减小．
答案：C
2．关于电阻率的说法正确的是( )
A．电阻率ρ与导体的长度 L 和横截面积S有关
B．电阻率大的导体电阻也一定大
C．导体材料的电阻率都随温度的升高而增大
D．电阻率是反映材料导电性能的物理量，由材料本身决定且与温度有关
解析：材料的电阻率与导体长度L和横截面积无关，所以A、B选项错误，金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体等材料的电阻率随温度的升高而减小，所以C选项错误．D选项正确．
答案：D
3．用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压不超过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是( )
A．ρLI/U B．2ρLI/U
C．U/ρLI D．2UL/Iρ
解析：根据欧姆定律，最大电阻为R＝U/I，根据电阻定律R＝ρ2L
S
，S＝2ρL/R，得S＝2ρLI/U.
答案：B
4．有1、2两根不同材料的电阻丝，长度之比为L1∶L2＝1∶5，横截面积之比为S1∶S2＝2∶3，电阻之比为R1∶R2＝2∶5，外加电压之比为U1∶U2＝1∶2，则它们的电阻率之比为( )
A．2∶3 B．4∶3C．3∶4D．8∶3
答案：B
二、双项选择题
5．一根阻值为R 的均匀电阻丝，长为L ，横截面积为S ，设温度不变，在下列哪种情况下其电阻值仍为R( ) A ．当L ，S 都增大1倍时 B ．当S 不变，L 增大1倍时 C ．当L 和S 都缩为原来的12时
D ．当L 和横截面的半径都增大1倍时
解析：根据电阻定律R ＝ρl
S ，电阻率不变，只要满足L/S 的比值不变即能使电阻值不变．
答案：AC
6．根据电阻定律，电阻率R ＝ρl
S ，对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率( )
A ．跟导线的电阻成正比
B ．跟导线的横截面积成正比
C ．跟导线的长度无关
D ．由所用金属材料本身特性决定
解析：电阻率由金属材料本身的特性决定，金属导线一定，在温度一定时，材料的电阻率一定，与导线的长度、导线的横截面积无关；故A 、B 错误，C 、D 正确；故选C 、D.
答案：CD
7．图1是用来观察灯泡亮度变化的实验电路，图2是滑动变阻器的构造示意图，则下列说法中错误的是( )
A ．a 接M 、c 接N 、P 向 b 移动灯变亮
B ．b 接M 、d 接N ，P 向 b 移动灯变暗
C ．c 接M 、d 接N ，P 向 b 移动灯一直最亮
D ．a 接M 、b 接N ，P 向 b 移动灯一直最暗
解析：当a 接M 、c 接N 时，接如电路的部分是aP ，P 向b 滑动时，电路中的电阻变大，灯变暗，故A 错，同理B 错．
答案：AB
8．关于金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大．金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金电阻率几乎不受温度的影响．根据以上信息判断下列说法，其中正确的是( )
A．连接电路用的导线一般用合金来制作
B．电炉、电阻器的电阻丝一般用纯金属来制作
C．标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D．电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制成
解析：纯金属材料的电阻率较小，而合金材料的电阻率较大，一般连接电路用的导线是用纯金属材料来制作，电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，所以A、B选项错．
答案：CD
9．关于电阻率的说法，正确的是( )
A．电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关
B．电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱，由导体材料决定，与温度有关
C．电阻率ρ越大的导体，电阻也越大
D．超导材料的电阻率为零
解析：材料的电阻率与导体长度L和横截面积S无关，所以A选项错，根据电阻定律，导体的电阻与材料的电阻率、长度、横截面有关，所以电阻率ρ大的导体，电阻不一定越大，C选项错．
答案：BD
三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)
10．(1)在做“决定电阻大小的因素”实验时，需要在电压相同的条件下，比较通过不同导线的电流，发现决定电阻大小的因素．
下表是几种实验用导线的参数.
①为研究电阻与导体材料有关，应在上表中选用导线C和导线________．
②为研究电阻与导体长度有关，应在上表中选用导线C和导线________．
③为研究电阻与导体横截面积有关，应在上表中选用导线A和导线________．
④下表列出了一些材料制成的长1 m、横截面积为1 m2的导线在20°C时的电阻值.
根据表中数据回答：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁线之间，你应选用________；假如要选用一根金属丝来做滑动变阻器的电阻丝，在铁丝和锰铜丝之间，你应选用________．并写出你选择的理由：
________________________________________________________________________.
(2)有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上 2 V电压时通过其中的电流为 4 A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上1 V电压，这时通过它的电流为0.5 A．由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的________倍．
解析：(2)由欧姆定律R＝U/I知：电阻丝原来电阻为R1＝0.5 Ω，拉长后电阻为R2＝2 Ω，由电阻定律R
＝ρl
S
，R1＝ρ
l1
S1
，R2＝ρ
l2
S2
，又金属丝体积V不变，V＝S1l1＝S2l2，得l1∶l2＝1∶2，所以这根电阻丝被均匀拉长
为原来的2倍．
答案：(1)①F②G③D④铝线锰铜丝选用输电线时，应该是电阻率较小的较好，选用滑动变阻器的电阻丝时，应该是电阻率较大的更好(2)2
11．在一根长l＝5 m，横截面积S＝3.5×10－4m2的铜质导线两端加2.5×10－3 V电压．已知铜的电阻率ρ＝1.75×10－8Ω·m，则该导线中的电流多大？
解析：由电阻定律R＝ρl
S
，铜导线的电阻为R＝2.5×10－4Ω，由欧姆定律R＝U/I得：I＝U/R＝10 A.
答案：10 A
12．加在某导体上的电压变为原来的3倍时，导体中的电流增加0.9 A，如果所加电压变为原来的1/2时，导体中的电流为多大？
解析：因导体电阻不变，由欧姆定律有：
U I ＝
3U
I＋0.9
，
U I ＝
U
2
I′
，得I′＝0.225 A.
答案：0.225 A。