高中物理备考综合热身辅导系列——基础训练19 部分电路欧姆定律、电阻定律

基础辅导19  部分电路欧姆定律、电阻定律

——’11备考综合热身辅导系列

高级物理教师        魏德田

电流、电压、电阻是电路的最基本概念，欧姆定律、电阻定律也是电路的两个基本规律，通过训练，达到深刻理解和掌握这些基本概念和基本规律，了解超导现象.第8题、第15题为创新题，不仅将理论和实际联系起来，也将我们所学的力学知识、电路知识有机地结合起来，从而提高分析问题、解决问题的能力.

一、破解依据

㈠部分电路欧姆定律  ，及其变形式 用来解决电流、电压、电阻等三量的互求问题。

㈡电阻定律  及其变形式导体电阻率 的测定。

㈢电功、电热（焦耳定律）、电功率、电热功率等计算公式。

二、精选习题

㈠选择题(每小题5分，共40分)

1.关于电阻率，下列说法中不正确的是

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.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大

C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零

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

2.如图1—28—1所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流强度为1 A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为

图1—28—1

A.4 A                                  B.2 A                C. A                           D. A

3. (08宁夏)一个T型电路如图1—30—2所示，电路中的电阻 , .另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。则

 图1—30—2

A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40

B. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40

    C. 当ab两端接通测试电源时， cd两端的电压为80 V

D. 当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 V

4.如图1—28—3所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4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1—28—3

A.a和b                       B.a和c             C.b和c                 D.b和d

   5. (08广东物理) 电动 势为E、内阻为r的电源与定值电阻R₁、R₂及滑动变阻器R连接成如图图1—28—4所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点 滑向b端时 ，下列说法正确的是

       A．电压表和电流表读数都增大        B．电压表和电流表读数都减小               

 C ．电压表读数增大，电流表读数减小  D．电压表读数减小，电流表读数增大

 

 

 

 

 

              

图1—28—4

 

图1—28—4

6.一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的 ，再给它两端加上电压U，则

A.通过导线的电流为                 B.通过导线的电流为

C.自由电子定向移动的平均速率为       D.自由电子定向移动的平均速率为

7.如图1—28—5所示，当滑动变阻器的滑键从最左端向右滑过2R/3时，电压表的读数由U₀增大到2U₀，若电源内阻不计，则下列说法中正确的是

图1—28—5

A.通过变阻器R的电流增大为原来的2倍

B.变阻器两端的电压减小为原来的 倍

C.若R的阻值减小到零，则电压表的示数为4U₀

D.以上说法都正确

8. (07广东物理)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，其工作原理如图如图1-28-6（a）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1-28-6（b）所示，下列判断正确的是

       A．从t₁到t₂时间内，小车做匀速直线运动

       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                图1—28—6

㈡填空题(每小题6分，共24分)

9.(07广东理基)图1—28—7所示为伏安法测电阻的一种常用电路。以下分析正确的是______.

图1—28—7

A．此接法的测量值大于真实值        B．此接法的测量值  小于真实值

       C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻

       D．开始实验时滑 动变阻器滑动头P应处在最左端

10.如图1—28—8所示，电源可提供U=6 V的恒定电压，R₀为定值电阻，某同学实验时误将一电流表(内阻忽略)并联于R_x两端，其示数为2 A，当将电流表换成电压表(内阻无限大)后，示数为3 V，则R_x的阻值为_______Ω.

       

图1—28—8                       图1—28—9

11.将阻值为16 Ω的均匀电阻丝变成一闭合圆环，在圆环上取Q为固定点，P为滑键，构成一圆形滑动变阻器，如图1—28—9所示，要使Q、P间的电阻先后为4 Ω和3 Ω，则对应的θ角应分别是_______和_______.

12.（10上海）在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池（结构如图1-28-10）。

图1—28—10

（1）以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：

       ①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I；

       ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中         （填“A”或“B”）端。读出电压U；

       ③重复步骤①和②，多次测量，取平均值；

       ④根据公式P=         计算氢燃料电池输出功率。

（2）在上述第②步中遗漏的操作是                       ；

（3）如果该电动机的效率为 ，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为          。

㈢计算题(共36分)

13.(12分)甲、乙两地相距6 km，两地间架设两条电阻都是6 Ω的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表（如图1—28—11所示）读数为6 V，电流表的读数为1.2 A，则发生短路处距甲地多远？

                                         

                                           图1—28—11

 

 

 

 

14.(12分)某用电器离电源L m，线路上电流为I A，若要求线路上电压不超过U V，输电线电阻率为ρΩ·m，则该输电线的横截面积需满足什么条件?

 

 

 

 

 

 

 

15.(12分)如图1—28—12所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为l的电阻丝，其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V (金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB相垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上.整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向θ，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.

图1—28—12

(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度a与θ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系.

(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

(选做题)

*16.如图1—28—13所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则

    图1—28—13

①通过两段导体的电流相等

②两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同

③细导体两端的电压U₁大于粗导体两端的电压U₂

④细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度

A.①                            B.①②            .①②③                           D.①②③④

 

 

 

 

 

*17.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t的关系如图1—28—14所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是

图1—28—14

A.通电后，其电功率先增大后减小

B.通电后，其电功率先减小后增大

C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t₁或t₂不变

D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t₁至t₂间的某一值不变

 

 

 

三、参考答案

㈠1.A  2.A

3. AC

4.CD 

5. A. [解析]触头滑向b时，阻值R增大，回路的总电阻增大，所以回路的总电流减小，路端电压U增 大，所以电压表的示数增大，电阻R₂的电压增大，故R₂的电 流增大，电流表示数增大，故应选A。

6.BC

7.ABCD[解析] 实际中的电压表接在电路中可以看成一个电阻，其表的示数则为这个电阻两端的电压，结合电源两端电压不变进行分析.由串联电路电压分配关系，则得

由此求出 ，其他迎刃而解。

8. D.       [解析]在 内， 恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能 做匀速或匀加速直线运动，在 内， 变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B均错。在 内， 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C错，D对。

㈡9 A.[解析]题目所给电路，控制电路部分为分压电路，测量电路为电流表同法，在开始实验时滑动变阻器滑动头P应该在电右端，以保证闭合电键时，分压电路部分电压 电小，故D错。电流表内接时，因电流表有分压作用，故测得的电阻值大于真实值，此电路适用于待测电阻远远大于电流表内阻的情况，误差较小，故A正确，C错误。

10.3

11.π; 或 π[解析].圆形滑动变阻器Q、P之间的电阻为两段圆弧的电阻R₁、R₂并联所得的总电阻，找出总电阻与θ关系即可求解.

12.(1) A；UI；(2)选择恰当量程；（3）

㈢13.2.5 km  14.S≥

15. [解析] (1)小球受力如图所示，由牛顿定律得：a= = =gtanθ.设细金属丝与竖直方向夹角为θ时，其与电阻丝交点为D，CD间的电压为U′,则 ,故得a=gtanθ=g· .（2）因CD间的电压最大值为U/2，即U_max′=U/2,所以a_max= g.

*16. D  利用I=neSv及R=ρ 进行分析.

*17. [解析]由图知，常温下其电阻较小，通入电流后，随着温度升高，其电阻率先变小，然后迅速增大，其功率先变大后变小，当其产生的热量与放出的热量相等时，温度保持在t₁~t₂之间的某一值不变，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，那么温度随之会降低；如果温度降低，电阻率变小，导致电流变大，温度又会升上去.答案:AD