PAGEPAGE6第十一章進階突破1．如圖所示，厚度勻稱的矩形金屬薄片邊長ab＝10cm，bc＝5cm．當將A與B接入電壓為U的電路中時，電流為1A；若將C與D接入同一電路中，則電流為()A．4A B．2AC．eq\f(1,2)A D．eq\f(1,4)A【答案】A【解析】設沿A、B方向的橫截面積為S1，沿C、D方向的橫截面積為S2，則eq\f(S1,S2)＝eq\f(1,2)，A、B接入電路中時的電阻為R1，C、D接入電路中時的電阻為R2，則有eq\f(R1,R2)＝eq\f(ρ\f(lab,S1),ρ\f(lbc,S2))＝eq\f(4,1)．兩種狀況下電壓相等，電流之比為eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)＝eq\f(1,4)，I2＝4I1＝4A．故A正確．2．如圖所示，一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內單位體積內自由電子數為n，電子的質量為m、電荷量為e．在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內產生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內的電場強度大小為()A．eq\f(mv2,2eL) B．eq\f(mv2Sn,e)C．ρnev D．eq\f(ρev,SL)【答案】C【解析】由電流定義可知I＝eq\f(q,t)＝eq\f(nvtSe,t)＝neSv．由歐姆定律可得U＝IR＝neSv·ρeq\f(L,S)＝ρneLv，又E＝eq\f(U,L)，故E＝ρnev，C正確．3．(多選)某同學探討白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示．圖像上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，則()A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B．在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC．在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0D．在A點，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)【答案】CD【解析】白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，A錯誤；在A點，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)，不能表示為tanβ，B錯誤，D正確；在A點，白熾燈的功率可表示為U0I0，C正確．4．在長度為l，橫截面積為S、單位體積內自由電子數為n的金屬導體兩端加上電壓，導體中就會產生勻強電場．導體內電荷量為e的自由電子在電場力作用下先做加速運動，然后與做熱運動的陽離子碰撞而減速，如此往復……，所以，我們通常將自由電子的這種運動簡化成速率為v(不隨時間變更)的定向運動．已知阻礙電子運動的阻力大小與電子定向移動的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，則該導體的電阻應當等于()A．eq\f(kl,neS) B．eq\f(kl,ne2S)C．eq\f(kS,nel) D．eq\f(kS,ne2l)【答案】B【解析】電子定向移動，由平衡條件得，kv＝eeq\f(U,l)，則U＝eq\f(kvl,e)，導體中的電流I＝neSv，電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(kl,ne2S)，B正確．5．將一內阻是3kΩ電壓表的量程由0～3V擴大到0～15V，須要給它()A．并聯12kΩ電阻 B．并聯15kΩ電阻C．串聯12kΩ電阻 D．串聯15kΩ電阻【答案】C【解析】把量程為3V的電壓表改裝成15V的電壓表須要串聯分壓電阻，由串聯電路特點可知，分壓電阻分壓為12V，是電壓表的4倍，串聯電路兩端電壓與電阻成正比，由此可知，串聯電阻阻值為電壓表內阻的4倍，串聯電阻阻值為3kΩ×4＝12kΩ，故C正確，A、B、D錯誤．6．某金屬導線的電阻率為ρ，電阻為R，現將它勻稱拉長到直徑為原來的一半，那么該導線的電阻率和電阻分別變為()A．4ρ和4R B．ρ和4RC．ρ和16R D．16ρ和16R【答案】C【解析】因溫度和材料不變，所以電阻率不變；將導線勻稱拉長到直徑為原來的一半，則橫截面積變為原來的eq\f(1,4)，長度為原來的4倍，依據電阻定律公式R0＝ρeq\f(4L,\f(1,4)S)＝16·ρeq\f(L,S)＝16R，C正確．7．有兩個同種材料制成的導體，兩導體為橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體截面邊長為a，小柱體截面邊長為b，則()A．從圖示電流方向看，大、小柱體電阻比為a∶bB．從圖示電流方向看，大、小柱體電阻比為1∶1C．若電流方向豎直向下，大、小柱體電阻比為a∶bD．若電流方向豎直向下，大、小柱體電阻比為a2∶b2【答案】B【解析】由電阻定律得R＝ρeq\f(l,S)，所以大柱體的電阻為eq\f(ρ,h)，小柱體的電阻為eq\f(ρ,h)，所以大、小柱體的電阻之比為1∶1，A錯誤，B正確；若電流方向豎直向下，大、小柱體的電阻之比為b2∶a2，C、D錯誤．8．關于電阻的計算式R＝eq\f(U,I)和確定式R＝ρeq\f(l,S)，下列說法中正確的是()A．導體的電阻與其兩端電壓成正比，與通過它的電流成反比B．導體的電阻僅與導體的長度、橫截面積和材料有關C．導體的電阻不隨工作溫度的變更而變更D．對一段確定的導體來說，在恒溫下比值eq\f(U,I)是恒定的，導體電阻不隨U或I的變更而變更【答案】D【解析】導體的電阻是導體本身的特性，與其兩端電壓和電流強度無關，故選項A不符合題意；依據電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知導體的電阻與導體的長度、橫截面積和材料有關，導體的電阻率隨溫度變更而變更，所以電阻也隨溫度而變更，故B、C不符合題意；導體的電阻是導體本身的特性，對一段確定的導體來說，在恒溫下比值eq\f(U,I)是恒定的，導體電阻不隨U或I的變更而變更，故D符合題意．9．(多選)將兩截阻值均為R、長度均為L的勻稱銅棒A和鋁棒B沿中軸線對接后串聯接入電路中，已知兩棒的橫截面積分別為SA和SB，忽視溫度變更對電阻的影響，下列說法正確的是()A．通過銅棒和鋁棒的電流大小肯定相同B．銅棒兩端的電壓與鋁棒兩端電壓之比為SB∶SAC．銅和鋁的電阻率之比為SA∶SBD．電路穩定后兩棒中電場強度均為零【答案】AC【解析】由串聯電路的特點知，IA＝IB＝I，故A正確；銅棒和鋁棒的電阻相等，通過它們的電流相等，則依據U＝IR得銅棒兩端的電壓與鋁棒兩端電壓相等，故B錯誤；銅棒和鋁棒的電阻相等，由R＝ρeq\f(L,S)可知，銅和鋁的電阻率之比為SA∶SB，故C正確；電路穩定后兩棒中電場強度不為零，在電場力作用下電荷定向移動形成電流，故D錯誤．10．如圖所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤勻稱劃分為30個小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于電流表內阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04AB．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02AC．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06AD．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A【答案】C【解析】設電流表A的內阻為RA，用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時，若將接線柱1、2接入電路，依據并聯電路的特點，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA，則每一小格表示0.06A；若將接線柱1、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA，則每一小格表示0.06A，C正確．11．在探討金屬電阻阻值與溫度的關系時，為了能夠較精確地測出金屬電阻的阻值，設計了如圖甲所示的電路．除了金屬電阻Rx外，還供應的試驗器材有：學生電源E，靈敏電流計G，滑動變阻器R、R3，定值電阻R1、R2，電阻箱R0，開關S，控溫裝置，導線若干．①依據電路圖連接好電路后，將R0調至適當數值，R的滑片調至最右端，R3的滑片調至最下端，閉合開關S；②把R的滑片調至適當位置，調整R0，并逐步減小R3的阻值，直到R3為零時，電流計G指針不發生偏轉，記錄R0的阻值和Rx的溫度；③多次變更溫度，重復試驗；④試驗完畢，整理器材．依據上述試驗回答以下問題：(1)上述②中，電流計G指針不發生偏轉時，a點電勢(填“大于”“等于”或“小于”)b點電勢．(2)某次測量時，R0的旋鈕如圖乙所示，則R0的讀數為Ω．(3)用R0、R1、R2表示Rx，Rx＝．(4)求出的阻值Rx和對應溫度如下表所示：溫度t/℃35.040.045.050.055.0阻值Rx/Ω58.359.460.661.762.8請在圖丙所示的坐標紙上描繪出Rx－t圖線．(5)本試驗中R3的作用為．【答案】(1)等于(2)40.0(3)eq\f(R1,R2)R0(4)見解析圖(5)愛護電流計【解析】(1)上述②中，電流計G指針不發生偏轉時，說明電流計中無電流，即a點電勢等于b點電勢．(2)R0的讀數為40.0Ω．(3)設上邊支路的電流為I1，下邊支路的電流為I2，當a點電勢等于b點電勢時I1Rx＝I2R0；I1R1＝I2R2；兩式相除可知eq\f(Rx,R1)＝eq\f(R0,R2)，即Rx＝eq\f(R1,R2)R0．(4)依據試驗數據描繪出Rx－t圖線如圖．(5)本試驗中R3的作用為愛護電流計．12．某同學在練習運用多用電表．(1)測量電阻阻值，正確運用歐姆表“×10”擋，指針偏轉如圖甲所示，該同學認為此時讀數誤差較大，應當將歐姆表量程調換為(填“×1”或“×100”)擋，變更量程后應當，然后再進行電阻測量．(2)利用圖乙電路測量電源電動勢和內電阻，正確連接電路，閉合開關，觀測到電壓表指針發生偏轉，而電流表指針不動，移動變阻器滑動片，電流表指針讀數始終為零．在不斷開電路的狀況下，運用多用電表檢查電路故障，應將多用表旋鈕撥到擋(填“歐姆”“直流電流”“直流電壓”或“溝通電壓”)，在a、e間檢測，當檢查滑動變阻器時，應將紅表筆與(填“c”或“d”)接線柱接觸，若此時多用表指針發生偏轉，電路故障應是滑動變阻器(填“短路”或“斷路”)．(3)圖丙所示黑盒子有三個接線柱，用多用電表歐姆擋探究其內部電路(其中二極管“”，具有單向導電特點，即正向電阻忽視不計，反向電阻無窮大)．當黑、紅表筆分別接觸1、2時電表指針發生瞬間偏轉后又偏轉消逝；當黑、紅表筆分別接觸2、3時電表指針發生穩定的偏轉角度；當紅、黑表筆分別接觸2、3時電表指針不發生偏轉；則黑盒內電路可能是下列選項中的．【答案】(1)×1重新歐姆調零(2)直流電壓c斷路(3)A【解析】(1)指針偏轉角度過大，說明電阻偏小，選擇量程偏大，由于指針在刻度盤中心旁邊時讀數誤差較小，為了精確測量應換較小擋位“×1”測量，換擋后要進行重新歐姆調零，然后再進行電阻測量．(2)依據題意可知圖乙電路某處斷路，由于不斷開電路的狀況下，運用多用電表檢查電路故障，所以不能運用多用電表的歐姆擋檢測，由于電源是直流，所以不能運用多用電表的溝通電壓擋檢測，若運用多用電表的直流電流擋在a、e間