16.3 电阻(专题训练)【七大题型】-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练(人教版)
2024-08-16
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内容正文:
16.3 电阻(专题训练)【七大题型】
一.电阻的概念(共6小题)
二.电阻是导体本身的一种性质(共4小题)
三.电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系(共8小题)
四.探究影响电阻大小的因素(共12小题)
五.温度对导体电阻的影响(共4小题)
六.半导体的特点(共4小题)
七.超导现象和超导材料(共4小题)
一.电阻的概念(共6小题)
1.进入九年级,小付同学开始学习电学,老师强调首先要概念清晰。以下是他对电流、电压、电阻的理解,说法正确的是( )
A.电源不变,电路中的电流就不会变
B.一段导体没有接入电路时,电压电流都为0,所以电阻也为0
C.电压就是使电荷定向移动的一个推动力,所以电压的单位跟力的单位相同
D.没有“某点的电压”这种说法,只能说两点之间的电压或某某两端的电压
2.下列估测值符合生活实际的是( )
A.教室空调工作电流大约1A
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.对人体来说,安全电压不能超过220V
D.实验用小灯泡的电阻约为500Ω
3.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流是0A时,电阻为0Ω
B.导体电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C.粗细相同的导线,长的导线电阻一定较大
D.同种材料制成的长短一样的两条导线,细的电阻较大
4.下列有关电阻说法正确的是( )
A.一段导体在没有接入电路中时,通过它的电流是零,它的电阻也是零
B.铜导线的电阻不一定比铁导线的电阻小
C.短导线的电阻一定比长导线的电阻小
D.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
5.两节新干电池串联的电压为 V;半导体收音机电池的供电电流最大可达120mA,合 A;正常情况下人体的电阻约为104Ω,合 MΩ。
6.如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系,图中模拟电阻的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
二.电阻是导体本身的一种性质(共4小题)
7.下列关于电流、电压和电阻的说法正确的是( )
A.某电路中有电流,它的两端一定有电压
B.某电路两端有电压,电路中一定有电流
C.不同的电源提供的电压一定不相同
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体中没有电流时,导体就没有电阻
8.下列说法中正确的是( )
A.导体电阻会随电压的增大而增大
B.没有电流通过时,导体的电阻为0
C.电路中有电流就一定有电压
D.导体中自由电荷定向移动的方向为电流方向
9.把阻值为10Ω的定值电阻接入电路中;当通过它的电流变为一半时,电阻为 Ω;将电路断开通过它的电流是0A,此时导体的电阻为 Ω。
10.小明利用“伏安法”测出一合金丝电阻为2Ω,当将其两端电压变为原来的时,合金丝的电阻为 Ω;当将其两端电压变为0V时,合金丝的电阻为 Ω。
三.电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系(共8小题)
11.为确保用电安全,学校安全部门对全校的用电线路进行了排查,发现有一根连接电动机的铜导线的直径明显比说明书上要求的小。从影响导体电阻大小的因素来判断这根导线不符合规格的理由是( )
A.长度太长引起电阻偏小 B.长度太长引起电阻偏大
C.横截面积太小引起电阻偏大 D.横截面积太小引起电阻偏小
12.用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,甲比乙的横截面积小。如图所示将它们串联在电路中,通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲导体的电流大于乙导体 B.甲导体的电阻大于乙导体
C.甲导体的电流小于乙导体 D.甲导体的电阻小于乙导体
13.甲、乙、丙三条相同材料制成的金属线的相关数据如下表所示,根据表中提供的数据,则下列判断正确的是( )
金属线
长度/cm
横截面积/mm2
甲
10
10
乙
20
1
丙
30
0.1
A.金属丝甲电阻阻值最大 B.金属丝乙电阻阻值最大
C.金属丝丙电阻阻值最大 D.金属丝甲、乙、丙电阻阻值一样大
14.一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是( )
A.大于121Ω B.等于121Ω C.小于121Ω D.无法判断
15.有A、B两根长度相同、材料相同、粗细不同的导体,按甲、乙、丙、丁四种方式将其连入电路。则连入电路的电阻大小的顺序排列应是( )
A.R丁>R乙>R丙>R甲 B.R丁>R乙>R甲>R丙
C.R甲>R乙>R丙>R丁 D.R丙>R丁>R乙>R甲
16.如图甲是一种防火警报器,触发装置是石墨,当有火情出现时,石墨的电阻会随温度的升高而 (选填“增大”或“减小”),电路的电压不变,电流变大,发出警报。图乙是很多用电器内部配备的保险管,其中的保险丝能防止电流过大烧坏用电器,图丙、丁中保险丝的长度和材料均相同,则图 (选填“丙”或“丁”)中保险丝的电阻较大。
17.小明用图所示电路探究影响电阻大小的因素,其中a、b、c为三根不同的电阻丝(材质相同,长度La=Lc<Lb,横截面积Sa=Sb<Sc);闭合开关后,小明发现V1示数大于V3示数,说明其他条件相同时, 越大,电阻丝的阻值越小;此实验中除了用到转换法,还用到了 法。
18.两端有金属接线柱的塑料管内装有一定质量的盐水,组装成如图所示的电路,闭合开关后,灯泡发光,现从注水口处不断注入相同浓度的盐水,会观察到灯泡的亮度逐渐
(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
四.探究影响电阻大小的因素(共12小题)
19.小高想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与横截面积的关系”。他应选用下表中哪两个导体进行实验探究( )
导体代号
a
b
c
d
e
导体长度l/m
1.5
0.5
1.0
1.0
1.5
导体横截面积S/mm2
1.2
1.2
0.8
1.2
2.0
导体材料
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
镍铬
A.a、b B.a、e C.c、d D.b、d
20.用如图所示的器材探究影响导体电阻大小的因素,分别选用A、B、C、D四根不同的金属丝接入M、N两点之间,下列说法正确的是( )
A.接A、D,可探究导体电阻大小与导体长度是否有关
B.接C比接B时电流表示数更大一些
C.接A、C,可探究导体电阻大小与横截面积是否有关
D.该实验装置不能探究导体电阻与导体材料的关系
21.如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,为比较电阻大小,可将电流表与电阻 (选填“串联”或“并联”)接入电路,当电流表示数越小,说明与其串联的电阻越 ;探究电阻大小与横截面积关系时,要选择 (选填字母代号)两根电阻丝。
22.研究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)本实验是通过电流表示数的大小来反映接入MN之间的电阻大小的,这种实验方法叫做 ,电流表的示数越大,表示接入MN两接线柱之间的电阻越 (选填“大”或“小”),但是这个装置当电路中电流太大时容易把电流表烧坏,为了电路安全,可以 ;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为 两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号),分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时 。
(3)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
23.某小组同学对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表),设计了如图1所示的电路图。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(1)图1中,将三个电阻串联是为了保证 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3,分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5V,V2示数为0.75V,电压表V3示数如图2所示为 V。经分析可得出结论: 。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,应选用B、 和 (填导体代号)三段导体。
(4)若选用导体C、F、G进行探究,则目的是为了探究导体的电阻与 的关系。
24.如图所示是探究“影响导体电阻大小因素”的实验电路,如表给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。问:
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的 大小。
(2)通过对A和 导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
(3)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的 有关。
导体代号
长度(m)
横截面积(mm2)
材料
A
0.6
0.4
镍铬合金
B
1.0
0.4
镍铬合金
C
0.6
0.6
镍铬合金
D
0.6
0.6
锰铜
25.小雪用如图所示的实验器材探究“电阻的大小与哪些因素有关”,其中电源电压恒定,灯丝电阻的变化忽略不计。她提出以下猜想:
导体
A
B
C
D
电流
0.3A
0.26A
0.16A
0.4A
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
(1)在连接电路的过程中,开关应该 ;
(2)实验中小雪通过观察 来比较金属丝电阻的大小更准确;
(3)为了实验安全,电路甲中的小灯泡 (选填“能”或“不能”)用导线代替;
(4)小雪分别将图乙中的四根金属丝的两端接到电路甲中M、N处,并将测得的电流值记在了表格中;为了验证猜想②,需比较表格中B和 两个电流值;比较表格中B和C两个电流值,是为了验证猜想 ;
(5)通过实验发现锰铜合金和镍铬合金导电性能较好的材料是 。
26.小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”
实验时,做出了如下猜想
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关:
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三;导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格材料如下表所示:
编号
材料
横截面积S(mm2)
长度L(m)
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
(1)如图电路,实验前最好在导线a、b间连接 (选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察 来比较导体电阻大小。
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟 (选填“A”“B”“C”“D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究猜想 ;
(4)小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,不能完成的实验探究是 (选填字母符号)。
A.导体电阻与长度的关系
B.导体电阻与材料的关系
C.导体电阻与横截面积的关系
(5)本实验采用的物理研究方法是 法和 法。
27.探究影响导体电阻大小的影响因素。
图甲中两根导体的长度和横截面积均相同,图乙中①②长度相同,②③横截面积相同,①横截面积大于②,①长度小于③。
(1)图甲所示的实验中,把接入电路的镍铬合金丝换成长短、粗细相同的铜丝后,通过观察小灯泡的亮度变亮了一些,说明电路的电阻 (变大、变小),小灯泡能显示电路中电流的大小外,还能起到 的作用,图甲的实验表明导体的电阻大小与导体的 有关。
(2)在图乙的实验装置中,利用线路板上的 两个导体可以探究导体电阻的大小是否跟导体的横截面积有关。
(3)分别将②和③两根导体接入电路,发现接入导体③时,电流表的示数较 (大、小)。
28.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验室提供了如下器材:电阻丝a、b、c粗细相同,a、b、d长度相同,但d比b粗。
(1)该实验是通过观察 间接地比较电阻丝电阻的大小,这种实验方法叫 ;
A.控制变量法; B.转换法;
(2)选用电阻丝b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 是否有关;
(3)选用电阻丝 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(4)如果实验中的导体只有两条相同规格的镍铬合金丝,要探究横截面积对电阻阻值的影响,应该将两条镍铬合金丝 接入电路(选填“并联”或“串联”);通过实验,可知导体电阻与横截面积的关系,具体结论为:
;
(5)近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
29.(1)小明利用身边器材进行物理实验,在瓶中留有少量水,盖紧瓶盖,扭转瓶子,再轻轻扭松瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾。在瓶盖被冲出的过程中瓶内气体内能 (选填“增大”“减少”或“不变”),瓶盖被冲出的过程中瓶内气体温度 (选填“不变”“升高”或“降低”)。
(2)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,设计了如图乙所示的实验装置,实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路,四根导体的材料规格如表所示。要探究导体电阻大小与横截面积的关系,应选用 两根导体进行实验:该实验装置存在安全隐患,改进方法是 。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.4
锰铜
1.4
B
0.5
0.4
锰铜
2.7
C
1.0
0.6
锰铜
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
(3)如图丙所示是探究“串联电路中电流特点”的实验电路图,如表是某同学在实验中测得的一组数据,其中明显错误的数据是 ;造成错误的原因是
。
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
30.某实验小组在“探究影响电阻大小的因素”时,选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝,电阻丝的参数如下表。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
小组成员做出了如下猜想:
猜想1:电阻大小与导体的长度有关;猜想2:电阻大小与导体的材料有关;猜想3:电阻大小与导体的横截面积有关;设计了如图22所示电路,请回答下列问题:
(1)实验通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小。
(2)若要验证猜想1,则应该选用 两根电阻丝(填编号)进行对比实验。
(3)选用c、d两根电阻丝进行对比实验,目的是为了验证猜想 。
五.温度对导体电阻的影响(共4小题)
31.如图所示,电源电压不变,粗细均匀的铅笔芯接在电路中。闭合开关,通电过程中,发现铅笔芯发热,同时电流表示数逐渐变大。实验中,影响铅笔芯电阻大小的主要因素是( )
A.温度 B.横截面积 C.长度 D.电流
32.如图电路装置,灯泡L与钨丝连接。闭合开关,小灯泡L发光,钨丝不发光:用酒精灯给钨丝加热,发现小灯泡逐渐变暗,由实验可知( )
A.灯泡的电阻会随温度升高而减小
B.灯泡的电阻会随温度升高而增大
C.钨丝的电阻会随温度升高而减小
D.钨丝的电阻会随温度升高而增大
33.如图所示,小明使用两根长度和横截面积都相同的铜丝和镍铬合金丝来探究电阻大小影响因素,当把铜丝接入电路闭合开关后,小灯泡会更亮一些。说明电阻大小跟 有关。 丝更适合制作电阻加热元件。实验电路中 (选填“可以”或“不可以”)用电流表替换小灯泡进行实验。
34.(1)电阻率是指某种材料制成的长1m,横截面积1mm2的导体的电阻,铜在20℃时的电阻率为0.017Ω•mm2/m,则一卷长200m,横截面积4mm2铜导线在20℃时的总电阻为
Ω。
(2)玻璃在常温下是绝缘体,如图所示点燃酒精灯后,当玻璃被加热到红炽状态时,会看到灯泡发光,电流表有示数,分析这种现象,说明 。
六.半导体的特点(共4小题)
35.中科院上海微系统与信息技术研究所经过研发,使中国单晶晶圆实现量产。如图所示,“晶圆”是指集成电路制作所用的硅晶片,经过切割加工成为芯片,主要使用的是( )
A.复合材料 B.超导材料
C.纳米材料 D.半导体材料
36.为了防止在炎热的夏季高速运行的汽车爆胎,一些车辆上都有胎压报警装置,其主要部件是胎压检测探头,这样可以大大降低爆胎带来的危害;而在冬天为了防止冻裂水箱,在水箱内都加有防冻剂。关于题中的描述下列论述正确的是( )
A.轮胎爆胎的过程是机械能转化为内能的过程
B.胎压报警装置中的检测探头是由超导材料制成的
C.高速运行的汽车通过热传递方式改变其内能会使胎压升高
D.汽车的防冻剂不但需要凝固点低、沸点高,还需要比热容大吸热能力强
37.遥遥领先,华为麒麟9000S系列5G芯片惊艳全球!全球首款支持卫星通话的大众智能手机于2023年9月上市。据了解,使用该手机的用户,即使在没有地面网络信号的情况下,也可以拨打、接听卫星电话,芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
38.如图所示是汽车上司机是否系安全带的指示灯,如果没有系安全带LED指示灯亮起,系好安全带接通电路指示灯就会熄灭。安全带在电路中相当于一个 ,没有系好安全带时,指示灯所在电路应处于 (填“断路”、“通路”或“短路”)状态,LED指示灯的制成材料是 (填“超导体”或“半导体”)。
七.超导现象和超导材料(共4小题)
39.现代生产生活中需要各种各样的材料。我国22岁的科学家曹原发现,两层石墨烯以一个小角度扭曲加上1.7K的低温条件下实现了低温超导,开创了一个全新的研究领域。下列说法正确的是( )
A.超导体是一种电阻超级大的材料
B.如果用超导材料来制造电子元件,不必考虑散热问题
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
40.2023年8月29日,横空出世的华为新手机mate60向世界展示了中国高科技企业的集体实力。手机、智能家用电器、军事领域等都离不开芯片,芯片核心主要是由 材料制成的;科学家发现,铝在﹣271.76℃以下时,电阻变成了零,这就是 现象。
41.小晋和小雯在学习完电阻知识后,一起阅读课后“科学世界”中关于“超导现象”的内容。小晋读完后说:“超导材料能够用在我们生活的各个方面呢!”小雯却说:“不一定哦,有些地方就不适合用超导材料。”你认为小雯的说法 (选填“有”或“没有”)道理,理由: 。
42.在空中飞行的飞机,因与空气摩擦,发生电子得失的现象,其中飞机因失去电子而带 电。如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料做成,从而避免造成危害。导体的电阻是导体的一种性质,某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是 现象。
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16.3 电阻(专题训练)【七大题型】
一.电阻的概念(共6小题)
二.电阻是导体本身的一种性质(共4小题)
三.电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系(共8小题)
四.探究影响电阻大小的因素(共12小题)
五.温度对导体电阻的影响(共4小题)
六.半导体的特点(共4小题)
七.超导现象和超导材料(共4小题)
一.电阻的概念(共6小题)
1.进入九年级,小付同学开始学习电学,老师强调首先要概念清晰。以下是他对电流、电压、电阻的理解,说法正确的是( )
A.电源不变,电路中的电流就不会变
B.一段导体没有接入电路时,电压电流都为0,所以电阻也为0
C.电压就是使电荷定向移动的一个推动力,所以电压的单位跟力的单位相同
D.没有“某点的电压”这种说法,只能说两点之间的电压或某某两端的电压
【答案】D
【解答】解:
A、电路中电流大小与电压和电阻大小有关,故A错误;
B、电阻是导体的一种性质,与是否有电流、电压无关,故B错误;
C、电压的单位是伏特,力的单位是牛顿,故C错误;
D、没有“某点的电压”这种说法,只能说两点之间的电压或某某两端的电压,故D正确。
故选:D。
2.下列估测值符合生活实际的是( )
A.教室空调工作电流大约1A
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.对人体来说,安全电压不能超过220V
D.实验用小灯泡的电阻约为500Ω
【答案】B
【解答】解:A、教室空调正常工作时电流为5A,故A不符合实际;
B、一节新的干电池电压约为1.5V;故B符合实际;
C、对人体来说,安全电压不能超过36V,故C不符合实际;
D、实验用小灯泡的电阻约为10Ω,故D不符合实际。
故选:B。
3.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流是0A时,电阻为0Ω
B.导体电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C.粗细相同的导线,长的导线电阻一定较大
D.同种材料制成的长短一样的两条导线,细的电阻较大
【答案】D
【解答】解:AB、电阻的大小取决于材料、长度、横截面面积,与电阻两端电压无关,与有无电流无关,故AB错误;
C、导体的材料没有告诉,所以,长导线的电阻不一定比短导线的电阻大;若是同种材料粗细相同的导线,则长的电阻一定大,故C错误;
D、电阻的大小取决于材料、长度、横截面面积,同种材料制成的长短一样的两条导线,细的电阻较大,故D正确。
故选:D。
4.下列有关电阻说法正确的是( )
A.一段导体在没有接入电路中时,通过它的电流是零,它的电阻也是零
B.铜导线的电阻不一定比铁导线的电阻小
C.短导线的电阻一定比长导线的电阻小
D.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
【答案】B
【解答】解:A、导体的电阻与长度、材料、横截面积、温度有关,与电流大小、是否接入电路无关,故A错误;
B、导体的电阻与长度、材料、横截面积、温度有关,铜导线的电阻不一定比铁导线的电阻小,故B正确;
C、只知道导线的长短,不知道导线材料、横截面积,无法比较电阻的大小,短导线的电阻不一定比长导线的电阻小,故C错误;
D、多数金属导体的电阻随着温度的升高而增大,不是一切导体电阻都如此,故D错误。
故选:B。
5.两节新干电池串联的电压为 3 V;半导体收音机电池的供电电流最大可达120mA,合 0.12 A;正常情况下人体的电阻约为104Ω,合 10﹣2 MΩ。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:两节新干电池串联的电压为3V;
半导体收音机电池的供电电流最大可达120mA,合0.12A;
正常情况下人体的电阻约为104Ω,合 10﹣2MΩ。
故答案为:3;0.12;10﹣2。
6.如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系,图中模拟电阻的是 乙 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】乙
【解答】解: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,由图可知,乙阻碍电荷定向移动,故乙表示电阻。图中甲代表的是电压,丙代表的是电流。
故答案为:乙。
二.电阻是导体本身的一种性质(共4小题)
7.下列关于电流、电压和电阻的说法正确的是( )
A.某电路中有电流,它的两端一定有电压
B.某电路两端有电压,电路中一定有电流
C.不同的电源提供的电压一定不相同
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体中没有电流时,导体就没有电阻
【答案】A
【解答】解:A、电压是形成电流的原因,一段电路有电流,则两端就一定有电压,故A正确;
B、电路两端有电压,如果开关没有闭合,电路没有构成通路,则电路中也没有电流,故B错误;
C、不同的电源提供的电压一般不相同,故C错误;
D、导体的电阻与导体两端的电压、电流无关,故D错误。
故选:A。
8.下列说法中正确的是( )
A.导体电阻会随电压的增大而增大
B.没有电流通过时,导体的电阻为0
C.电路中有电流就一定有电压
D.导体中自由电荷定向移动的方向为电流方向
【答案】C
【解答】解:AB、电阻是导体对通过导体的电流的阻碍作用,但电阻与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,因此当导体中没有电流时,导体的电阻是存在的,不为0;故AB错误;
C、电压是形成电流的原因,电路中有电流一定有电压,故C正确;
D、正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,故D错误。
故选:C。
9.把阻值为10Ω的定值电阻接入电路中;当通过它的电流变为一半时,电阻为 10 Ω;将电路断开通过它的电流是0A,此时导体的电阻为 10 Ω。
【答案】10;10。
【解答】解:电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,所以当通过它的电流变为一半时,导体的电阻不变,还是10Ω;将电路断开通过它的电流是0A,此时导体的电阻还是10Ω。
故答案为:10;10。
10.小明利用“伏安法”测出一合金丝电阻为2Ω,当将其两端电压变为原来的时,合金丝的电阻为 2 Ω;当将其两端电压变为0V时,合金丝的电阻为 2 Ω。
【答案】2;2。
【解答】解:导体电阻的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;
小明利用“伏安法”测出一合金丝电阻为2Ω,当将其两端电压变为原来的时,合金丝的电阻仍然为2Ω;当将其两端电压变为0V时,合金丝的电阻仍然为2Ω。
故答案为:2;2。
三.电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系(共8小题)
11.为确保用电安全,学校安全部门对全校的用电线路进行了排查,发现有一根连接电动机的铜导线的直径明显比说明书上要求的小。从影响导体电阻大小的因素来判断这根导线不符合规格的理由是( )
A.长度太长引起电阻偏小
B.长度太长引起电阻偏大
C.横截面积太小引起电阻偏大
D.横截面积太小引起电阻偏小
【答案】C
【解答】解:当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大;本题中铜导线的直径小,其横截面积小,会引起电阻偏大,故C正确。
故选:C。
12.用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,甲比乙的横截面积小。如图所示将它们串联在电路中,通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲导体的电流大于乙导体
B.甲导体的电阻大于乙导体
C.甲导体的电流小于乙导体
D.甲导体的电阻小于乙导体
【答案】B
【解答】解:AC.由于甲、乙两导体串联,根据串联电路的电流规律可知,甲导体的电流等于乙导体的电流,故AC错误;
BD.材料相同,长度相同,甲细一些,则甲导体的电阻大一些,故D错误;B正确。
故选:B。
13.甲、乙、丙三条相同材料制成的金属线的相关数据如下表所示,根据表中提供的数据,则下列判断正确的是( )
金属线
长度/cm
横截面积/mm2
甲
10
10
乙
20
1
丙
30
0.1
A.金属丝甲电阻阻值最大
B.金属丝乙电阻阻值最大
C.金属丝丙电阻阻值最大
D.金属丝甲、乙、丙电阻阻值一样大
【答案】C
【解答】解:
甲、乙的材料相同,横截面积甲大,长度乙长,则R甲<R乙;
乙、丙的材料相同,横截面积乙大,长度丙长,则R乙<R丙;
综上所述:其电阻大小排列顺序:R甲<R乙<R丙。
故选:C。
14.一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是( )
A.大于121Ω B.等于121Ω C.小于121Ω D.无法判断
【答案】C
【解答】解:灯泡的电阻与温度有关,正常发光时的灯泡温度较高,电阻较大,灯泡停止发光一段时间后的温度降低,电阻减小,故C正确。
故选:C。
15.有A、B两根长度相同、材料相同、粗细不同的导体,按甲、乙、丙、丁四种方式将其连入电路。则连入电路的电阻大小的顺序排列应是( )
A.R丁>R乙>R丙>R甲 B.R丁>R乙>R甲>R丙
C.R甲>R乙>R丙>R丁 D.R丙>R丁>R乙>R甲
【答案】B
【解答】解:甲、乙两图中,AB长度和材料相同,B的横截面积小,B的电阻较大,即R乙>R甲,
丙图中AB并联,丁图中AB串联,由串并联电路电阻的规律可知丙图中总电阻最小,丁图中总电阻最大,
所以甲、乙、丙、丁四种方式连入电路的电阻大小的顺序排列是:R丁>R乙>R甲>R丙,故B正确,ACD错误;
故选:B。
16.如图甲是一种防火警报器,触发装置是石墨,当有火情出现时,石墨的电阻会随温度的升高而 减小 (选填“增大”或“减小”),电路的电压不变,电流变大,发出警报。图乙是很多用电器内部配备的保险管,其中的保险丝能防止电流过大烧坏用电器,图丙、丁中保险丝的长度和材料均相同,则图 丁 (选填“丙”或“丁”)中保险丝的电阻较大。
【答案】减小;丁
【解答】解:当有火情出现时,电路的电压不变,电流变大,根据R=可知,电阻变小,所以石墨的电阻会随温度的升高而减小;
两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,越细的电阻越大,即丁保险丝的电阻大。
故答案为:减小;丁。
17.小明用图所示电路探究影响电阻大小的因素,其中a、b、c为三根不同的电阻丝(材质相同,长度La=Lc<Lb,横截面积Sa=Sb<Sc);闭合开关后,小明发现V1示数大于V3示数,说明其他条件相同时, 横截面积 越大,电阻丝的阻值越小;此实验中除了用到转换法,还用到了 控制变量 法。
【答案】(1)横截面积;(2)控制变量
【解答】解:
(1)根据电路图可知,a、b、c串联接入电路中,V1示数大于V3示数,根据串联电路的电阻关系可知,a的电阻大于c的电阻;a和c的长度相同、材料相同,横截面积不同,横截面积越大,电阻丝的电阻越小;
(2)影响电阻的因素有材料、长度、横截面积、温度等因素有关,实验中还采用了控制变量法。
故答案为:(1)横截面积;(2)控制变量。
18.两端有金属接线柱的塑料管内装有一定质量的盐水,组装成如图所示的电路,闭合开关后,灯泡发光,现从注水口处不断注入相同浓度的盐水,会观察到灯泡的亮度逐渐 变亮 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】变亮
【解答】解:闭合开关后,灯泡发光,现从注水口处不断注入相同浓度的盐水,管中盐水的长度、材料不变,横截面积变大,电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯泡变亮。
故答案为:变亮。
四.探究影响电阻大小的因素(共12小题)
19.小高想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与横截面积的关系”。他应选用下表中哪两个导体进行实验探究( )
导体代号
a
b
c
d
e
导体长度l/m
1.5
0.5
1.0
1.0
1.5
导体横截面积S/mm2
1.2
1.2
0.8
1.2
2.0
导体材料
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
镍铬
A.a、b B.a、e C.c、d D.b、d
【答案】B
【解答】解:研究导体电阻与横截面积的关系时,要控制材料和长度一定,找两个横截面积不同的导体,可以选用a、e进行实验。
故选:B。
20.用如图所示的器材探究影响导体电阻大小的因素,分别选用A、B、C、D四根不同的金属丝接入M、N两点之间,下列说法正确的是( )
A.接A、D,可探究导体电阻大小与导体长度是否有关
B.接C比接B时电流表示数更大一些
C.接A、C,可探究导体电阻大小与横截面积是否有关
D.该实验装置不能探究导体电阻与导体材料的关系
【答案】B
【解答】解:A、探究导体电阻大小与导体长度是否有关,应选择材料、横截面积相同,但长度不同的电阻丝,结合图示可知应选B、D电阻丝,故A错误;
B、将B和C金属丝分别连入M、N两点间,即材料、长度相同,但横截面积不同,C的横截面积大,其电阻更小,通过的电流更大,故B正确;
C、为了探究导体电阻与横截面积的关系,应选择横截面积不同,但其他条件相同的电阻丝,结合图示可知应选B、C两金属丝,故C错误;
D、探究导体的电阻与导体材料的关系,应该选择材料不同,但其他条件相同的电阻丝,选A、B两根电阻丝即可,故D错误。
故选:B。
21.如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,为比较电阻大小,可将电流表与电阻 串联 (选填“串联”或“并联”)接入电路,当电流表示数越小,说明与其串联的电阻越 大 ;探究电阻大小与横截面积关系时,要选择 A、C (选填字母代号)两根电阻丝。
【答案】串联;大;A、C。
【解答】解:在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小,采用的是转换法,因此应将电流表与电阻串联接入电路。当电流表示数越小,说明与其串联的电阻越大。
要研究导体的电阻与横截面积的关系,根据控制变量法可知需选择材料、长度相同,横截面积不同的导体,所以应选择A、C两根电阻丝。
故答案为:串联;大;A、C。
22.研究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)本实验是通过电流表示数的大小来反映接入MN之间的电阻大小的,这种实验方法叫做 转换法 ,电流表的示数越大,表示接入MN两接线柱之间的电阻越 小 (选填“大”或“小”),但是这个装置当电路中电流太大时容易把电流表烧坏,为了电路安全,可以 在电路中串联一个小灯泡 ;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为 AB 两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ③ (填序号),分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时 导体的电阻大小与导体的材料有关 。
(3)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 减小 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)转换法;小;在电路中串联一个小灯泡;
(2)AB;③;导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)减小。
【解答】解:
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这是转换法的应用;电压一定时,通过电流表判断电阻大小,电流表的示数越大,表示接入MN两接线柱之间的电阻越小;为了电路安全,可以在电路中串联一个小灯泡;
(2)实验中,为了验证上述猜想①电阻与导体长度有关,保证导体的材料、横截面积相等,而长度不同,所以根据图表选择A、B两根电阻丝进行实验;
如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,根据表格可知A、D的长度、横截面积相同,而材料不同,所以是验证③电阻与导体材料有关;
在一个串联电路中,电阻越大,电路中电流越小,所以分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数大小不同,可得到的结论是长度和横截面积相同时,导体的材料不同,电阻不同;
(3)细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的横截面积增大了,电阻值减小了,导线上消耗损失的电能也就减小了,从而起到节能的效果。
故答案为:(1)转换法;小;在电路中串联一个小灯泡;
(2)AB;③;导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)减小。
23.某小组同学对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表),设计了如图1所示的电路图。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(1)图1中,将三个电阻串联是为了保证 电流 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3,分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5V,V2示数为0.75V,电压表V3示数如图2所示为 0.50 V。经分析可得出结论: 当材料和长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小 。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,应选用B、 D 和 E (填导体代号)三段导体。
(4)若选用导体C、F、G进行探究,则目的是为了探究导体的电阻与 导体材料 的关系。
【答案】(1)电流;(2)0.50;当材料和长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小;(3)D;E;(4)导体材料。
【解答】解:(1)在串联电路中电流处处相等,则将三个电阻串联是为了保证电流相等;
(2)量程为0~3V的电压表,分度值为0.1V,因此电压表V3示数为0.5V;
根据欧姆定律I=可知,通过三个电阻的电流相等,电压表示数越大,导体电阻越大,所以当材料和长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小;
(3)根据电阻定律可知,影响导体电阻大小的因素有导体的材料、横截面积和长度;根据控制变量法可知,探究“导体电阻与长度的关系”时,应该保证导体材料和横截面积相同,长度不同,结合表格应选择导体代号为B、D、E三个电阻;
(4)比较C、F、G可知导体的长度和横截面积相同,材料不同,可得导体的电阻和导体的材料有关。
故答案为:(1)电流;(2)0.50;当材料和长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小;(3)D;E;(4)导体材料。
24.如图所示是探究“影响导体电阻大小因素”的实验电路,如表给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。问:
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的 电阻 大小。
(2)通过对A和 B 导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
(3)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的 横截面积 有关。
导体代号
长度(m)
横截面积(mm2)
材料
A
0.6
0.4
镍铬合金
B
1.0
0.4
镍铬合金
C
0.6
0.6
镍铬合金
D
0.6
0.6
锰铜
【答案】(1)电阻;(2)B;(3)横截面积。
【解答】解:(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的电阻的大小,运用了转换法;
(2)探究电阻的大小与长度的关系,根据控制变量法,要控制导体的材料和横截面积一定,而导体的长度不同,故选取A、B导体进行实验;
(3)选取A、C导体进行实验时,导体的材料、长度相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的横截面积有关。
故答案为:(1)电阻;(2)B;(3)横截面积。
25.小雪用如图所示的实验器材探究“电阻的大小与哪些因素有关”,其中电源电压恒定,灯丝电阻的变化忽略不计。她提出以下猜想:
导体
A
B
C
D
电流
0.3A
0.26A
0.16A
0.4A
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
(1)在连接电路的过程中,开关应该 断开 ;
(2)实验中小雪通过观察 电流表示数 来比较金属丝电阻的大小更准确;
(3)为了实验安全,电路甲中的小灯泡 不能 (选填“能”或“不能”)用导线代替;
(4)小雪分别将图乙中的四根金属丝的两端接到电路甲中M、N处,并将测得的电流值记在了表格中;为了验证猜想②,需比较表格中B和 D 两个电流值;比较表格中B和C两个电流值,是为了验证猜想 ① ;
(5)通过实验发现锰铜合金和镍铬合金导电性能较好的材料是 锰铜合金 。
【答案】(1)断开;(2)电流表示数;(3)不能;(4)D;①;(5)锰铜合金。
【解答】解:
(1)在连接电路的过程中,开关应该断开;
(2)在M、N之间分别接上不同的导体,由于电流表示数更为准确,更能反映导体电阻的大小,所以最好通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小;
(3)电流表的内阻很小,应与被测电路串联,若小灯泡用导线代替,当接入的电阻较小时,电路中的电流过大,会超过电流表的量程,烧坏电表,因此电路甲中的小灯泡不能用导线代替;
(4)为了验证猜想②,即导体的电阻与导体的横截面积有关,应控制材料和长度相同,而横截面积不同,故应选择B和D两金属丝进行实验,即比较B和D对应的两个电流值;
B和C中金属丝的横截面积和材料相同,C是弯曲的、B是直的,其长度不同,B和C两个电流值不同,因此比较表格中B和C两个电流值,是为了验证猜想①导体的电阻与导体的长度有关;
(5)A、B两金属丝的长度和横截面积都相同,材料不同,由表中AB数据可以看出,通过锰铜合金的电流较大,故锰铜合金的导电性能较好。
故答案为:(1)断开;(2)电流表示数;(3)不能;(4)D;①;(5)锰铜合金。
26.小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”
实验时,做出了如下猜想
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关:
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三;导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格材料如下表所示:
编号
材料
横截面积S(mm2)
长度L(m)
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
(1)如图电路,实验前最好在导线a、b间连接 电阻 (选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察 电流表的示数 来比较导体电阻大小。
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟 A、B (选填“A”“B”“C”“D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究猜想 二 ;
(4)小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,不能完成的实验探究是 B (选填字母符号)。
A.导体电阻与长度的关系
B.导体电阻与材料的关系
C.导体电阻与横截面积的关系
(5)本实验采用的物理研究方法是 控制变量 法和 转换 法。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)为了保护电路,实验前最好在导线a、b间连接电阻;在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,这里用到了转换法;
(2)要验证猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验;
(3)分别将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间,导体A、C的材料与长度相同而横截面积不同,可以探究导体的电阻可能与导体的横截面积有关,即可以探究猜想二;
(4)实验时,通过改变连入电阻丝长度,此时横截面积和材料不变,可以探究导体电阻与长度的关系,可完成A的探究;
实验时,可以将电阻丝对折起来使用,改变连入电阻丝横截面积,控制长度和材料不变,可以探究导体电阻与横截面积的关系,可完成C的探究;
当探究导体电阻与材料的关系时,应控制长度和横截面积不变,因为只有一根金属丝,所以无法改变材料,不能够完成B的探究,故选B;
(5)实验中采用的方法时控制变量法和转换法。
故答案为:(1)电阻;电流表的示数;(2)A、B;(3)二;(4)B;(5)控制变量;转换。
27.探究影响导体电阻大小的影响因素。
图甲中两根导体的长度和横截面积均相同,图乙中①②长度相同,②③横截面积相同,①横截面积大于②,①长度小于③。
(1)图甲所示的实验中,把接入电路的镍铬合金丝换成长短、粗细相同的铜丝后,通过观察小灯泡的亮度变亮了一些,说明电路的电阻 变小 (变大、变小),小灯泡能显示电路中电流的大小外,还能起到 保护电路 的作用,图甲的实验表明导体的电阻大小与导体的 材料 有关。
(2)在图乙的实验装置中,利用线路板上的 ①② 两个导体可以探究导体电阻的大小是否跟导体的横截面积有关。
(3)分别将②和③两根导体接入电路,发现接入导体③时,电流表的示数较 小 (大、小)。
【答案】(1)变小;保护电路;材料;(2)①②;(3)小。
【解答】解:(1)图甲所示的实验中,把接入电路的镍铬合金丝换成长短、粗细相同的铜丝后,通过观察小灯泡的亮度变亮了一些,电路中的电流变大,说明电路的电阻变小;
当接入的电阻较小时,导致电路中的电流过大,而损坏器件,所以小灯泡还起到保护电路的作用;
图甲的实验中导体的材料不同,说明电阻大小与导体的材料有关;
(2)为了探究导体电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,需要控制导体的材料、长度相同,但横截面积不同,所以应该选择①②;
(3)分别将②和③两根导体接入电路,导体②和③的,导体的材料、横截面积相同,导体的长度不同,其它条件相同时,长度越长,电阻越大,接入导体③时,电阻较大,电流表的示数较小。
故答案为:(1)变小;保护电路;材料;(2)①②;(3)小。
28.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验室提供了如下器材:电阻丝a、b、c粗细相同,a、b、d长度相同,但d比b粗。
(1)该实验是通过观察 电流表的示数 间接地比较电阻丝电阻的大小,这种实验方法叫 B ;
A.控制变量法;
B.转换法;
(2)选用电阻丝b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 长度 是否有关;
(3)选用电阻丝 b、d 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(4)如果实验中的导体只有两条相同规格的镍铬合金丝,要探究横截面积对电阻阻值的影响,应该将两条镍铬合金丝 并联 接入电路(选填“并联”或“串联”);通过实验,可知导体电阻与横截面积的关系,具体结论为: 当长度、材料一定的条件下,横截面积越小,导体的电阻越大 ;
(5)近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 减小 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)电流表的示数;B;(2)长度;(3)b、d;(4)并联;当长度、材料一定的条件下,横截面积越小,导体的电阻越大;(5)减小。
【解答】解:(1)电阻是对电流的阻碍作用,电阻越大,电流表的示数越小,通过观察电流表的示数可以判断电阻的大小,应用了转换法;
(2)选择编号为b、c的两根电阻丝进行实验,b和c的材料和横截面积相同,长度不同,所以探究的是导体电阻大小与导体长度的关系;
(3)要探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,变量是横截面积,控制材料和长度相同,改变横截面积,所以图中的b、d符合条件;
(4)如果实验中的导体只有两条相同规格的镍铬合金丝,要探究横截面积对电阻阻值的影响,应该控制长度相同,只改变横截面积,所以应该将两条镍铬合金丝并联接入电路;具体结论为:当长度、材料一定的条件下,横截面积越小,导体的电阻越大;
(5)最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,即此时的材料、长度相同,横截面积变大,故其阻值变小,这样可以减小输电线上电能的损失。
故答案为:(1)电流表的示数;B;(2)长度;(3)b、d;(4)并联;当长度、材料一定的条件下,横截面积越小,导体的电阻越大;(5)减小。
29.(1)小明利用身边器材进行物理实验,在瓶中留有少量水,盖紧瓶盖,扭转瓶子,再轻轻扭松瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾。在瓶盖被冲出的过程中瓶内气体内能 减小 (选填“增大”“减少”或“不变”),瓶盖被冲出的过程中瓶内气体温度 降低 (选填“不变”“升高”或“降低”)。
(2)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,设计了如图乙所示的实验装置,实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路,四根导体的材料规格如表所示。要探究导体电阻大小与横截面积的关系,应选用 A、C 两根导体进行实验:该实验装置存在安全隐患,改进方法是 在电路中串联一只小灯泡 。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.4
锰铜
1.4
B
0.5
0.4
锰铜
2.7
C
1.0
0.6
锰铜
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
(3)如图丙所示是探究“串联电路中电流特点”的实验电路图,如表是某同学在实验中测得的一组数据,其中明显错误的数据是 1.5 ;造成错误的原因是 用电流表小量程测量,按大量程读数 。
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
【答案】(1)减少;降低;(2)A、C;在电路中串联一只小灯泡;(3)1.5;用电流表小量程测量,按大量程读数。
【解答】解:(1)甲实验中,当瓶塞跳起时,同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象,说明水蒸气对塞子做功,内能减少,温度降低;
(2)探究导体电阻大小与横截面积的关系时,需要让导体的材料和长度都相同,而横截面积不同,所以需要选择A、C两根导体进行实验;
当接入电阻的阻值较小时,电路中的电流会过大,该实验装置存在安全隐患,改进方法是在电路中串联一只小灯泡;
(3)串联电路中各处的电流相等,其中明显错误的数值是1.5,造成错误的原因可能是:用了较小的量程,而读数时却误读了较大的量程。
故答案为:(1)减少;降低;(2)A、C;在电路中串联一只小灯泡;(3)1.5;用电流表小量程测量,按大量程读数。
30.某实验小组在“探究影响电阻大小的因素”时,选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝,电阻丝的参数如下表。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
小组成员做出了如下猜想:
猜想1:电阻大小与导体的长度有关;猜想2:电阻大小与导体的材料有关;猜想3:电阻大小与导体的横截面积有关;设计了如图22所示电路,请回答下列问题:
(1)实验通过比较 电流表示数 的大小,来比较电阻丝电阻的大小。
(2)若要验证猜想1,则应该选用 b、c 两根电阻丝(填编号)进行对比实验。
(3)选用c、d两根电阻丝进行对比实验,目的是为了验证猜想 2 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小;
(2)若要验证猜想1导体的电阻与导体的材料有关时,应控制导体的长度和横截面积不变,编号b、c的电阻丝符合;
(3)选用a、b两根电阻丝可知,两者的材料和长度相同、横截面积不同,是验证导体的电阻与导体的横截面积是否有关,即验证了猜想2。
故答案为:(1)电流表示数;(2)b、c;(3)2。
五.温度对导体电阻的影响(共4小题)
31.如图所示,电源电压不变,粗细均匀的铅笔芯接在电路中。闭合开关,通电过程中,发现铅笔芯发热,同时电流表示数逐渐变大。实验中,影响铅笔芯电阻大小的主要因素是( )
A.温度 B.横截面积 C.长度 D.电流
【答案】A
【解答】解:电源电压不变,粗细均匀的铅笔芯接在电路中。闭合开关,通电过程中,发现铅笔芯发热,温度升高了,同时电流表示数逐渐变大,说明电阻变小了,实验中,影响铅笔芯电阻大小的主要因素是温度,而横截面积和长度不变,电阻是导体的属性,与电流无关。
故选:A。
32.如图电路装置,灯泡L与钨丝连接。闭合开关,小灯泡L发光,钨丝不发光:用酒精灯给钨丝加热,发现小灯泡逐渐变暗,由实验可知( )
A.灯泡的电阻会随温度升高而减小
B.灯泡的电阻会随温度升高而增大
C.钨丝的电阻会随温度升高而减小
D.钨丝的电阻会随温度升高而增大
【答案】D
【解答】解:闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,钨丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,钨丝的电阻增大,此时改变的是钨丝的温度,且温度升高,电阻变大。
故选:D。
33.如图所示,小明使用两根长度和横截面积都相同的铜丝和镍铬合金丝来探究电阻大小影响因素,当把铜丝接入电路闭合开关后,小灯泡会更亮一些。说明电阻大小跟 材料 有关。 镍铬合金 丝更适合制作电阻加热元件。实验电路中 不可以 (选填“可以”或“不可以”)用电流表替换小灯泡进行实验。
【答案】材料;镍铬合金;不可以
【解答】解:电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关;把铜丝接入电路中灯泡更亮一些,说明铜丝的电阻更小,镍铬合金丝的电阻更大,由此可知电阻的大小与导体的材料有关;
根据Q=I2Rt可知,在同样电流和相同的通电时间情况下,镍铬合金丝产生的热量多,故镍铬合金丝更适合制作电阻加热元件;
若用电流表替换小灯泡进行实验,由于铜丝的电阻很小,此时通过电路中的电流较大,会烧坏电流表,故不可以用电流表替换小灯泡进行实验。
故答案为:材料;镍铬合金;不可以。
34.(1)电阻率是指某种材料制成的长1m,横截面积1mm2的导体的电阻,铜在20℃时的电阻率为0.017Ω•mm2/m,则一卷长200m,横截面积4mm2铜导线在20℃时的总电阻为 0.85 Ω。
(2)玻璃在常温下是绝缘体,如图所示点燃酒精灯后,当玻璃被加热到红炽状态时,会看到灯泡发光,电流表有示数,分析这种现象,说明 玻璃加热后能导电 。
【答案】0.85;玻璃加热后能导电。
【解答】解:电阻的大小与长度成正比,与横截面积成反比;铜导线的长度为200m,横截面积为4mm2,则导线的电阻为R==0.85Ω;
玻璃在常温下不容易导电,是绝缘体,点燃酒精灯后,当玻璃被加热到红炽状态时,会看到灯泡发光,电流表有示数,这说明玻璃加热后能导电。
故答案为:0.85;玻璃加热后能导电。
六.半导体的特点(共4小题)
35.中科院上海微系统与信息技术研究所经过研发,使中国单晶晶圆实现量产。如图所示,“晶圆”是指集成电路制作所用的硅晶片,经过切割加工成为芯片,主要使用的是( )
A.复合材料 B.超导材料
C.纳米材料 D.半导体材料
【答案】D
【解答】解:集成电路芯片的主要材料是硅,它属于半导体。
故选:D。
36.为了防止在炎热的夏季高速运行的汽车爆胎,一些车辆上都有胎压报警装置,其主要部件是胎压检测探头,这样可以大大降低爆胎带来的危害;而在冬天为了防止冻裂水箱,在水箱内都加有防冻剂。关于题中的描述下列论述正确的是( )
A.轮胎爆胎的过程是机械能转化为内能的过程
B.胎压报警装置中的检测探头是由超导材料制成的
C.高速运行的汽车通过热传递方式改变其内能会使胎压升高
D.汽车的防冻剂不但需要凝固点低、沸点高,还需要比热容大吸热能力强
【答案】D
【解答】解:A、发生爆胎时,轮胎内的气体对外做功,将内能转化为机械能,故A错误;
B、胎压报警装置中的检测探头是压敏电阻,压敏电阻由半导材料制成的,故B错误;
C、长时间高速行驶的汽车轮胎发热,是因为轮胎是克服摩擦力做功,机械能转化成内能,属于做功改变内能,故C错误;
D、汽车的防冻剂不但需要凝固点低,沸点高,还需要吸热能力强,故D正确。
故选:D。
37.遥遥领先,华为麒麟9000S系列5G芯片惊艳全球!全球首款支持卫星通话的大众智能手机于2023年9月上市。据了解,使用该手机的用户,即使在没有地面网络信号的情况下,也可以拨打、接听卫星电话,芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
【答案】C
【解答】解:制造芯片的主要材料是半导体。
故选:C。
38.如图所示是汽车上司机是否系安全带的指示灯,如果没有系安全带LED指示灯亮起,系好安全带接通电路指示灯就会熄灭。安全带在电路中相当于一个 开关 ,没有系好安全带时,指示灯所在电路应处于 通路 (填“断路”、“通路”或“短路”)状态,LED指示灯的制成材料是 半导体 (填“超导体”或“半导体”)。
【答案】开关;通路;半导体。
【解答】解:安全带在电路中起到了控制作用,相当于一个开关,没有系好安全带时,指示灯亮,所在电路应处于通路状态,LED指示灯的制成材料是半导体。
故答案为:开关;通路;半导体。
七.超导现象和超导材料(共4小题)
39.现代生产生活中需要各种各样的材料。我国22岁的科学家曹原发现,两层石墨烯以一个小角度扭曲加上1.7K的低温条件下实现了低温超导,开创了一个全新的研究领域。下列说法正确的是( )
A.超导体是一种电阻超级大的材料
B.如果用超导材料来制造电子元件,不必考虑散热问题
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
【答案】B
【解答】解:AB、超导材料来制造电子元件,超导体的电阻为零,不必考虑散热的问题,故A错误,B正确;
C、半导体材料的导电性能比导体差,比绝缘体强,不适合制成性能优良的输电线,故C错误;
D、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料,铝是导电性能较好的导体,故D错误。
故选:B。
40.2023年8月29日,横空出世的华为新手机mate60向世界展示了中国高科技企业的集体实力。手机、智能家用电器、军事领域等都离不开芯片,芯片核心主要是由 半导体 材料制成的;科学家发现,铝在﹣271.76℃以下时,电阻变成了零,这就是 超导 现象。
【答案】半导体;超导。
【解答】解:芯片核心主要是由半导体材料组成;温度下降到一定程度,材料的电阻变成零,这就是超导现象。
故答案为:半导体;超导。
41.小晋和小雯在学习完电阻知识后,一起阅读课后“科学世界”中关于“超导现象”的内容。小晋读完后说:“超导材料能够用在我们生活的各个方面呢!”小雯却说:“不一定哦,有些地方就不适合用超导材料。”你认为小雯的说法 有 (选填“有”或“没有”)道理,理由: 导体电阻为0后,利用电流的热效应工作的电器将无法使用 。
【答案】有;导体电阻为0后,利用电流的热效应工作的电器将无法使用。
【解答】解:发热体不能用超导体制作,因为超导体的电阻为零,通电后不发热;而利用电流的热效应来工作的电器是要发热的。所以小雯的说法有道理。
故答案为:有;导体电阻为0后,利用电流的热效应工作的电器将无法使用。
42.在空中飞行的飞机,因与空气摩擦,发生电子得失的现象,其中飞机因失去电子而带 正 电。如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)材料做成,从而避免造成危害。导体的电阻是导体的一种性质,某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是 超导 现象。
【答案】正;导体;超导。
【解答】解:(1)飞机因与空气摩擦失去电子而带正电;
(2)飞机着陆过程中要将静电放掉,所以飞机的特殊轮胎常用导体材料做成,从而避免造成危害;
(3)某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象。
故答案为:正;导体;超导。
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