16.3 电阻（专题训练）【五大题型】（解析版）

163 电阻（专题训练）【五大题型】 【题型1 半导体材料的特点与作用】.....................................................................................................................1 【题型2 超导体的特点与作用】.............................................................................................................................5 【题型3 电阻的概念、单位及大小】.....................................................................................................................9 【题型4 影响电阻大小的因素】...........................................................................................................................12 【题型5 探究影响导体电阻大小的因素】...........................................................................................................17 【题型1 半导体材料的特点与作用】 1．（2023•驻马店模拟）如图所示，关于我国在科技、军事和生活中的发明创造，下列说 法正确的是（ ） ． 火箭发射在加速升空过程中，火箭受力平衡 B． “天问一号”深空机动变轨过程中相对地球表面是运动的 ． 同向并排行驶的护卫舰和航母保持较大的距离，这是因为流体 流速快的地方压强大 D． 机器人处理器里的芯片是超导体制成的 【答】B 【分析】（1）火箭在加速升空的过程中，受到的力不平衡。 （2）物体相对于参照物的位置变化了，物体就是运动的，物体相对于参照物的位置不 变，物体就是运动的。 （3）在流体中，流速越大的位置，压强越小。 （4）机器人处理器里的芯片是半导体材料制成的。 【解答】解：、火箭发射在加速升空过程中，火箭受力不平衡，故错误； B、“天问一号”深空机动变轨过程中相对地球表面位置在改变，它是运动的，故B 正 确； 、同向并排行驶的护卫舰和航母保持较大的距离，这是因为流体流速快的地方压强小， 故错误； D、机器人处理器里的芯片是半导体制成的，故D 错误。 故选：B。 2．（2023•凤翔县二模）下列说法错误的是（ ） ．新型光源LED 灯，是用超导体材料制成的 B．火箭选用液态氢做燃料，是因为液态氢的热值大 ．船只通过长江三峡的5 级船闸，是利用了连通器原理 D．很多宾馆采用房卡插卡取电，房卡相当于电路中的开关 【答】 【分析】（1）LED 灯是由半导体材料制成的。 （2）液氢的热值大，通常用来做火箭的燃料。 （3）船闸属于连通器。 （4）宾馆采用房卡插卡取电，房卡相当于电路中的开关。 【解答】解：、新型光源LED 灯，是用半导体材料制成的，故错误； B、火箭选用液态氢做燃料，是因为液态氢的热值大，故B 正确； 、船只通过长江三峡的5 级船闸，是利用了连通器原理，故正确； D、很多宾馆采用房卡插卡取电，房卡相当于电路中的开关，故D 正确。 故选：。 3．（2022 秋•昆明月考）下列物体中，用到了半导体材料的是（ ） ．发光二极管 B．白炽灯泡 ．普通干电池 D．滑动变阻器 【答】 【分析】要解答本题需掌握：半导体材料的特点，以及半导体应用在科学技术中的哪些 方面。 【解答】解：、光控开关主要部件是光敏电阻，由半导体材料构成，故正确； B、白炽灯利用导体钨的熔点较高，没有用到半导体材料，故B 错误； 、普通干电池采用石墨作为电极材料，是利用其优良的导电性，没有用到半导体材料， 故错误； D、滑动变阻器有金属丝组成，没有用到半导体材料，故D 错误。 故选：。 4．（2023•邓州市二模）中考实行上阅卷，要求每份试卷必须贴上条形码。条形码黑白相 间，白色条纹能够反射 所有 色光，黑色条纹不反射光。当发光二极管发出的光照 射到条形码上时，光敏二极管接收到被条形码反射回来的光，将光信号转变为电信号， 再输送到电脑里来获取考生信息。二极管是用 半导体 材料制成的。 【答】所有；半导体。 【分析】（1）白色物体反射所有的色光，黑色物体吸收所有的色光。 （2）发光二极管是由半导体材料制成的。 【解答】解：中考实行上阅卷，要求每份试卷必须贴上条形码。条形码黑白相间，白色 条纹能够反射所有色光，黑色条纹不反射光。当发光二极管发出的光照射到条形码上时， 光敏二极管接收到被条形码反射回来的光，将光信号转变为电信号，再输送到电脑里来 获取考生信息。二极管是用半导体材料制成的。 故答为：所有；半导体。 5．（2023•蒲城县模拟）为了保护视力，室里日光灯更换成如图甲所示的LED 护眼灯，每 个室里由同一个开关控制的几盏LED 护眼灯的连接方式是 并联 （填“串联”或 “并联”）的。LED 灯发光效率高，其发光部分主要由 半导体 材料制成。如图乙 所示，电路中的LED 发光时，电流从电池的 右 （填“左”或“右”）边流出，电 子从LED 较 短 （填“长”或“短”）的引脚流入，若将电路中的干电池正负极对 调，LED 的发光情况是 不发光 （填“发光”或“不发光”）。 【答】并；半导体；右；短；不发光。 【分析】（1）家庭电路中的用电器是并联的；LED 灯是由半导体材料制成的； （1）在电路中，电流从电源正极流出，经过用电器，回到电源负极； （2）物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向；在金属导体中，自由电子定 向移动的方向与电流方向相反； （3）二极管具有单向导电性，其两根引脚中较长的为正极，较短的为负极； 【解答】解：如图所示的LED 护眼灯，每个室里的这9 盏LED 护眼灯是互不影响的， 所以它们之间一定是并联的； LED 是发光二极管做成的，发光二极管是半导体材料； 由图可知，干电池的右侧是正极，所以电流从电池的右边流出，从电池的左边流进； 因为自由电子定向移动的方向与电流方向相反，所以自由电子从LED 较短的引脚流入， 从较长的引脚流出； 二极管具有单向导电性，将电路中的干电池正负极对调，LED 不能发光。 故答为：并；半导体；右；短；不发光。 6．（2022 秋•连云港期末）阅读短文，回答问题。 半导体温差发电技术 半导体温差发电的基本原理是塞贝克（Seebek）效应，即处在温差环境中的两种金属导 体（或半导体）相互接触时，接触面上的电子从高浓度向低浓度扩散，且电子的扩散速 率与接触区的温度差成正比。因此，只要保持两接触导体间的温差，电子就能持续扩散， 两种导体之间就会形成稳定的电压，温差越大，电压越大。这种效应所形成的电压很小， 通常只有毫伏甚至微伏级别，其能够输出电流也比较小。 常用的热电转换单元是用P 型和型半导体材料组合做成的。P 型半导体材料和型半导体 材料的载流子（导电微粒）极性不同，因此在相同温度梯度的作用下，P 型半导体材料 和型半导体材料两端将产生极性相反的电压利用此特性，将P 型半导体和型半导体交替 连接，就构成如图甲所示的热电转换单元。通过多个单元的串并联组合，即可增大其输 出电压和电流，构成如图乙所示的规模发电组件。 （1）温差发电是将 内 能直接转化为电能。 （2）如果把图中P、型半导体分别看成是干电池，则型半导体的上端是 负 极。 （3）如果将图甲中的负载R 换成一只毫伏表，那么电热转换单元能够制成 电压表 （测量工具）。 （4）当温差发电机热端与冷端的温差减小，它的发电功率会 减小 （选填“增大”、 “减小”或“不变”）。 【答】（1）内；（2）负；（3）电压表；（4）减小。 【分析】（1）温差发电是将内能直接转化为电能。 （2）根据电流的方向确定电源的正负极。 （3）将负载电阻更换为毫伏表，相当于将毫伏表并联在电源两端，直接测量电源电压； 可以将电热转换单位制成电压表。 （4）当温差发电机热端与冷端的温差减小，它的发电功率会变小。 【解答】解：（1）温差发电是将内能直接转化为电能。 （2）在电源的外部，电流从正极流向负极；如果把图中P、型半导体分别看成是干电 池，则型半导体的上端是负极。 （3）如果将图甲中的负载R 换成一只毫伏表，相当于将毫伏表并联在电源两端，直接 测量电源电压；那么电热转换单元能够制成电压表。 （4）当温差发电机热端与冷端的温差减小，它的发电功率会变小，因为电子的扩散速 率与接触区的温度差成正比。 故答为：（1）内；（2）负；（3）电压表；（4）减小。 【题型2 超导体的特点与作用】 7．（2023•内乡县三模）超导材料是一种电阻为零的材料，某同学预测超导材料将会在以 下方面得到应用。你认为其中不合理的是 （ ） ．绕制电动机线圈 B．绕制电磁铁 ．制成电炉丝 D．作为远距离输电中的输电导线 【答】 【分析】解答本题需掌握：超导现象是电阻为零的现象，超导体适合制作输电导线和电 动机线圈等。 【解答】解：假如科学家已研制出常温下就能使用的超导体，利用超导体的零电阻可以 实现远距离输电，也可以做电动机线圈、电磁铁等。 所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作。是利用电流热效应工作的。不符 合题意。 故选：。 8．（2023•夏津县开学）假设所有导体都没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是 （ ） ．换气扇仍然能转动 B．白炽灯仍然能发光 ．电饭锅仍然能煮饭 D．电烙铁仍然能焊接 【答】 【分析】超导材料是一种电阻为零的材料。超导体的电阻为0，不会放热，所以电能无 法转化为内能。 【解答】解：超导体的电阻为零，电流通过时不会发热，因此白炽灯、电饭锅和电烙铁 在电阻为零时都不能工作，故选项BD 说法不正确； 电风扇中有电动机，电动机是利用电能转化成机械能，电阻为零时，电动机仍然可以工 作，而且电能几乎不损失，故选项说法正确。 故选：。 9．（2023•姜堰区二模）今年3 月，美国罗切斯特大学物理学家RgDs 团队宣称，他们研发 的一种镥氮氢材料在近1 万个大气压（1GP）下实现了室温超导，数月后我国南京大学 超导研究人员推翻了美国超导室温热研究。即使真的有室温超导体，也不能用它制作（ ） ．家庭电路中的电线 B．电动机的线圈 ．电磁铁的线圈 D．滑动变阻器的线圈 【答】D 【分析】超导材料处于超导态时电阻为零。 【解答】解：、家庭电路中的电线用室温超导体材料，可以减小损耗，故不符合题意； B、电动机的线圈和电磁铁的线圈也可以用室温超导体材料，故B 不符合题意； D、滑动变阻器的线圈用室温超导体材料，电阻将不能改变，故D 符合题意。 故选：D。 10．（2023•武进区模拟）2023 年科学家研制出了“室温超导”，室温超导指在206℃，1 万个大气压下，特定材料能实现电阻趋近于零的现象。下列关于室温超导材料的说法中 正确的是（ ） ．用室温超导材料做输电线可以节省大量的能源 B．用室温超导材料做成热水壶的发热板，烧水效率会变高 ．室温超导材料可以用来制作熔断器 D．目前，室温超导材料可以在生活中推广使用 【答】 【分析】超导材料的电阻为零，若有电流通过时，不会发热而损耗电能，据此分析。 【解答】解：、用室温超导材料做输电线可以节省大量的能源，故正确； B、室温超导材料通电时不发热，不能做成热水壶的发热板，故B 错误； 、室温超导材料通电时不发热，不能熔断，故错误； D、室温超导材料对气压要求较高，还不能推广使用，故D 错误。 故选：。 11．（2022 秋•许昌期末）不断弯折铝丝，弯折处铝丝的温度升高，是通过 做功 的方 式增大铝丝的内能铝丝接入电路可以导电，是因为铝丝中 自由电子 发生了定向移 动，铌铝锗合金在零下252℃时电阻为零，这就是 超导 现象。 【答】做功；自由电子；超导。 【分析】（1）改变物体内能的方式：做功和热传递。 （2）电荷的定向移动会形成电流。 （3）材料的电阻趋近于0，这种现象叫超导现象。 【解答】解：不断弯折铝丝，这是通过做功来改变物体内能；铝丝能导电，是因为它的 自由电子发生了定向移动；材料电阻为0 的现象叫超导现象。 故答为：做功；自由电子；超导。 12．（2022 秋•雁塔区校级期末）我国年仅22 岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层 石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为 0，此现象中石墨烯是 超导体 ，发光二极管是由 半导体 材料制成的（选填“超 导体、半导体”）。 【答】超导体；半导体。 【分析】（1）有些导体在一定的条件下，电阻可以变为0，这种导体叫做超导体； （2）二极管、三极管、集成电路和一些敏感电阻等是由半导体材料制成的。 【解答】解：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石 墨烯的电阻突然变为0，这种现象叫做超导现象，现象中石墨烯是超导体； 二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，所以发光二极管是用半导体 材料制成的。 故答为：超导体；半导体。 13．（2023•中山市一模）阅读短文，回答问题。 首次实现常温超导 各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在在1911 年，物理学家首 次在低于﹣2688℃的环境中发现汞的超导现象，即电流可以在超导材料中零电阻通过这 种超导效应一直是在超低温下才能观察到。在2020 年10 月14 日，罗切斯特大学在《自 然》发表其研究人员首次在高达15℃的温度下，观察到常温超导现象但这次研究人员 创造的常温超导材料，也存在严重的限制，他们观察到的超导现象，是在2670 亿帕的 压强条件下实现的，这是和地心处压强相当的超高压条件。 如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方 面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 （1）超导材料达到一定条件时，其电阻就能降到 0 Ω，此时，若在正常工作的电路 中，超导体两端电压为 0 V。 （2）在低于﹣2688℃的环境中的汞的内能 大于 （选填“等于”或“大于”）零。 （3）罗切斯特大学创造的常温超导材料，存在的限制是所需 压强 太高，无法在正 常状态下实现。 （4）设想一下，如果“常温常压超导”进入工业化，为了节能，超导材料 不可以 （选填“可以”或“不可以”）用于制造电热水壶，原因是 根据 Q ＝ 2 Rt ，超导材料 电阻为零，电流通过超导材料无法产生电热 。 【答】（1）0；0；（2）大于；（3）压强；（4）不可以；根据Q＝2Rt，超导材料电阻 为零，电流通过超导材料无法产生电热。 【分析】（1）某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象； （2）一切物体在任何情况下都有内能； （3）常温下超导现象，是在2670 亿帕的压强条件下实现的，据此分析解答； （4）电热水壶利用的是电流的热效应，根据焦耳定律分析当电阻为0 时，电热水壶的 发热情况。 【解答】解：（1）由题意可知，某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超 导现象，根据U＝R 可知，电阻为0，其两端的电压也为0，； （2）在低于﹣2688℃的环境中的汞的分子仍然在不停地做无规则运动，所以具有内能； （3）由材料内容可知，常温下超导现象，是在2670 亿帕的压强条件下实现的，这是和 地心处压强相当的超高压条件，故无法在正常状态下实现； （4）根据Q＝2Rt 可知，超导材料电阻为零，电流通过超导材料无法产生电热，而电热 水壶利用的是电流的热效应工作的，故超导材料不能用于制造电热水壶。 故答为：（1）0；0；（2）大于；（3）压强；（4）不可以；根据Q＝2Rt，超导材料电 阻为零，电流通过超导材料无法产生电热。 【题型3 电阻的概念、单位及大小】 14．（2022 秋•市中区期末）关于导体电阻的大小，下列说法正确的是（ ） ．导体不接入电路时它的电阻为零 B．导体两端的电压越大，它的电阻就一定越大 ．通过导体的电流越大，导体的电阻就一定越小 D．其他因素一定时，导体的横截面积越大它的电阻就越小 【答】D 【分析】导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小；电阻大小 与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与导体中的电流、导体两端的电压大小无 关。 【解答】解：、导体的电阻是导体的一种性质，电阻不接入电路时它的电阻不为零，故 错误； B、导体两端的电压越大，它的电阻不变，故B 错误； 、通过导体的电流越大，导体的电阻不变，故错误； D、其他因素一定时，导体的横截面积越大它的电阻就越小，故D 正确。 故选：D。 15．（2023•酒泉二模）学习了电学知识后，下列说法你认为正确的是（ ） ．用毛皮摩擦过的橡胶棒由于失去电子而带负电 B．验电器的工作原理是异种电荷互相吸引 ．电路中有电流时它两端一定有电压 D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定 【答】 【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷的转移，当用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子 转移到橡胶棒上，橡胶棒上就有多余的电子，从而使橡胶棒带上负电； （2）验电器的工作原理是同种电荷相互排斥； （3）电压是产生电流的原因； （4）导体的电阻是导体对电流的阻碍作用的性质，导体的电阻与材料、长度、横截面 积和温度有关；与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。 【解答】解：、毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带负电，故错误； B、验电器是依据同种电荷相互排斥的原理工作的，故B 错误； 、电压是产生电流的原因，电路中有电流时它两端一定有电压，故正确； D、导体的电阻与材料、长度、横截面积和温度有关；与加在导体两端的电压和通过导 体的电流无关，故D 错误。 故选：。 16．（2023•新安县一模）物理学在生活中的应用无处不在，我们要成为“物理知识”的好 朋友。下列估测正确的是（ ） ．人步行的速度大约是15m/s B．人体电阻大约为100Ω ．人体感觉温暖又舒适的房间温度大约20℃ D．中学生身高大约160dm 【答】 【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进 行单位的换算，最后判断最正确的是哪一个。 【解答】解：、人正常步行的速度在4km/＝4× m/s≈11m/s 左右，故不正确； B、正常情况下，人体电阻在几千欧左右，故B 不正确； 、人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在20℃左右，故正确； D、成年人的身高在170m 左右，中学生的身高略小于成年人，在160m＝16dm 左右， 故D