正确率80.0%如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线$${{a}}$$、$${{b}}$$,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比$${{S}_{a}}$$:$${{S}_{b}{=}{1}}$$:$${{2}{.}}$$已知$${{5}{s}}$$内有$$5 \times1 0^{1 8}$$个自由电子通过导线$${{a}}$$的横截面,电子的电荷量$$e=1. 6 \times1 0^{-1 9} \, C.$$下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
A.流经导线$${{a}}$$的电流为$$0. 1 6 A$$
B.流经导线$${{b}}$$的电流为$$0. 3 2 A$$
C.$${{a}}$$、$${{b}}$$的电阻之比$${{R}_{a}}$$:$${{R}_{b}{=}{1}}$$:$${{2}}$$
D.自由电子在导线$${{a}}$$和$${{b}}$$中的定向移动速率之比$${{v}_{a}}$$:$${{v}_{b}{=}{1}}$$:$${{2}}$$
2、['电阻定律']正确率40.0%地球表面附近存在一个竖直向下的电场,晴天时在电场作用下,大气中的正离子向下运动、负离子向上运动,如此形成的微弱电流称地空电流。该电流比较稳定,不随高度变化,全球地空电流的总电流强度为$${{I}}$$。假设地空电流在全球各处均匀分布,地球附近竖直向下的电场场强为$${{E}}$$,取地球表面积为$${{S}}$$,地表附近空气的电阻率$${{ρ}_{0}}$$的大小为$${{(}{)}}$$
A
A.$$\frac{E S} {I}$$
B.$$\frac{E^{2} S} {I}$$
C.$$\frac{S^{2} E} {I}$$
D.$$\frac{E S} {I^{2}}$$
3、['电阻定律', '欧姆定律适用条件及其计算']正确率80.0% 如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为 $${{a}{b}}$$ $${{=}{{3}{0}}{c}{m}}$$ , $${{b}{c}}$$ $${{=}{{1}{0}}{c}{m}}$$ ,当将 $${{C}}$$ 与 $${{D}}$$ 接入电压恒为 $${{U}}$$ 的电路时,电流为 $${{I}}$$ ,若将 $${{A}}$$ 与 $${{B}}$$ 接入电路中时电流仍为 $${{I}}$$ ,则接入的电压为 $${{(}{)}}$$
A. $${{U}}$$
B. $${{1}{.}{5}}$$ $${{U}}$$
C. $${{3}}$$ $${{U}}$$
D. $${{9}}$$ $${{U}}$$
4、['电阻定律']正确率60.0%两根材料和质量均相同的电阻丝$${{R}_{1}{、}{{R}_{2}}}$$,它们的长度之比$${{l}_{1}{、}{{l}_{2}}}$$为$${{4}{:}{3}}$$,则()
C
A.$$R_{1} \colon~ R_{2}=4 \colon~ 3$$
B.$$R_{1} \colon~ R_{2}=3 \colon~ 4$$
C.$$R_{1} \colon~ R_{2}=1 6 \colon~ 9$$
D.$$R_{1} \colon~ R_{2}=9 \colon~ 1 6$$
5、['电阻定律']正确率60.0%根据电阻定律,电阻率,对于某种金属导线来说,它的电阻率()
B
A.跟导线的电阻和横截面积成正比
B.由所用金属材料本身决定
C.跟导线的长度成反比
D.随温度的升高而减小
6、['电阻定律']正确率60.0%两根同种材料的电阻丝,长度之比为$${{1}{:}{5}}$$,横截面积之比为$${{2}{:}{3}}$$,则它们的电阻值之比为()
D
A.$${{1}{:}{5}}$$
B.$${{2}{:}{3}}$$
C.$${{3}{:}{2}}$$
D.$${{3}{:}{{1}{0}}}$$
7、['电流的微观表达式及其应用', '电阻定律', '欧姆定律适用条件及其计算', '串、并联电路的规律']正确率40.0%同样粗细等长的铜棒和铁棒接在一起后接人电路,如图所示,已知铜的电阻率比铁的电阻率小,则下列说法正确的是
A
A.铜棒两端电压小于铁棒两端电压
B.两棒内电子定向移动的速率相等
C.两棒内电场强度相等
D.通过两棒的电流强度不等
8、['电阻定律', '闭合电路欧姆定律内容、表达式、及其能量分析']正确率40.0%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$${{I}}$$;若导线均匀拉长,使其半径变为原来的$$\frac{1} {2},$$再给它两端加上电压$${{U}}$$,则通过导线的电流为$${{(}{)}}$$
A
A.$$\frac{I} {1 6}$$
B.$$\begin{array} {c} {\frac{I} {8}} \\ \end{array}$$
C.$$\frac{I} {4}$$
D.$$\frac{I} {2}$$
9、['电阻定律', '欧姆定律适用条件及其计算']正确率80.0%两根材料相同的导线,长度之比为$${{1}{∶}{2}}$$,横截面积之比为$${{4}{∶}{1}}$$,两端加上相同的电压后,通过的电流之比为$${{(}{)}}$$
C
A.$${{2}{∶}{1}}$$
B.$${{1}{∶}{2}}$$
C.$${{8}{∶}{1}}$$
D.$${{1}{∶}{8}}$$
10、['电阻定律']正确率80.0%一根粗细均匀,阻值为$${{8}{Ω}}$$的电阻丝,在温度不变的情况下,先将它等分成$${{2}}$$段,每段电阻为$${{R}_{1}}$$;再将这$${{2}}$$段电阻丝并联,并联后总电阻为$${{R}_{2}}$$.则$${{R}_{1}}$$与$${{R}_{2}}$$的大小依次为()
B
A.$$1 \Omega, ~ 0. 5 \Omega$$
B.$$4 \Omega, ~ 2 \Omega$$
C.$$2 \Omega, ~ 0. 5 \Omega$$
D.$$4 \Omega, ~ 1 \Omega$$
1. 解析:
首先计算流经导线 $$a$$ 的电流。已知 $$5s$$ 内有 $$5 \times 10^{18}$$ 个电子通过,电子电荷量 $$e = 1.6 \times 10^{-19} C$$,则电流 $$I_a = \frac{Q}{t} = \frac{5 \times 10^{18} \times 1.6 \times 10^{-19}}{5} = 0.16 A$$,选项 A 正确。
由于导线 $$a$$ 和 $$b$$ 串联,电流相同,故 $$I_b = I_a = 0.16 A$$,选项 B 错误。
电阻公式为 $$R = \rho \frac{L}{S}$$,由于材料相同、长度相同,电阻与横截面积成反比,故 $$R_a : R_b = S_b : S_a = 2 : 1$$,选项 C 错误。
电流微观表达式为 $$I = n e S v$$,由于 $$I$$、$$n$$、$$e$$ 相同,故 $$v_a : v_b = S_b : S_a = 2 : 1$$,选项 D 错误。
2. 解析:
地空电流均匀分布,电流密度 $$J = \frac{I}{S}$$。根据欧姆定律微分形式 $$J = \frac{E}{\rho_0}$$,解得 $$\rho_0 = \frac{E}{J} = \frac{E S}{I}$$,选项 A 正确。
3. 解析:
设金属薄片厚度为 $$d$$,电阻率为 $$\rho$$。当 $$C$$ 与 $$D$$ 接入时,长度 $$L_1 = 10 cm$$,横截面积 $$S_1 = 30d$$,电阻 $$R_1 = \rho \frac{L_1}{S_1} = \rho \frac{10}{30d}$$。
当 $$A$$ 与 $$B$$ 接入时,长度 $$L_2 = 30 cm$$,横截面积 $$S_2 = 10d$$,电阻 $$R_2 = \rho \frac{L_2}{S_2} = \rho \frac{30}{10d}$$。
由题意电流相同,故电压比等于电阻比,即 $$\frac{U'}{U} = \frac{R_2}{R_1} = \frac{9}{1}$$,因此 $$U' = 9U$$,选项 D 正确。
4. 解析:
材料和质量相同,则体积相同,故横截面积之比 $$S_1 : S_2 = l_2 : l_1 = 3 : 4$$。电阻公式 $$R = \rho \frac{L}{S}$$,故 $$R_1 : R_2 = \frac{l_1}{S_1} : \frac{l_2}{S_2} = \frac{4}{3} : \frac{3}{4} = 16 : 9$$,选项 C 正确。
5. 解析:
电阻率是材料的固有属性,由金属材料本身决定,与导线的几何尺寸无关,选项 B 正确。电阻率通常随温度升高而增大,选项 D 错误。
6. 解析:
电阻公式 $$R = \rho \frac{L}{S}$$,同种材料电阻率相同,故电阻之比为 $$\frac{1}{2} : \frac{5}{3} = 3 : 10$$,选项 D 正确。
7. 解析:
铜棒和铁棒串联,电流相同,选项 D 错误。由于铜的电阻率小,电阻小,根据 $$U = IR$$,铜棒两端电压小,选项 A 正确。电场强度 $$E = \frac{U}{L}$$,铜棒电场强度小,选项 C 错误。电子定向移动速率与材料有关,不相等,选项 B 错误。
8. 解析:
导线拉长后半径变为 $$\frac{1}{2}$$,横截面积变为 $$\frac{1}{4}$$,长度变为 $$4$$ 倍。电阻公式 $$R = \rho \frac{L}{S}$$,故电阻变为 $$16$$ 倍。电流 $$I = \frac{U}{R}$$,变为 $$\frac{1}{16}$$ 倍,选项 A 正确。
9. 解析:
电阻之比为 $$\frac{1}{4} : \frac{2}{1} = 1 : 8$$,电压相同,电流之比为电阻的反比,即 $$8 : 1$$,选项 C 正确。
10. 解析:
原电阻丝 $$8 \Omega$$ 等分成 $$2$$ 段,每段 $$R_1 = 4 \Omega$$。并联后 $$R_2 = \frac{4}{2} = 2 \Omega$$,选项 B 正确。