内容正文:
人教版九年级物理 16.3 电阻 讲·学·练
知识结构
考点清单
1.电阻(R) 表示导体对电流阻碍作用的大小。
2.电阻的主单位是 欧姆(Ω)、常用单位有:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),
它们的换算关系是 1MΩ=103kΩ 1kΩ=103Ω
3. 影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积、温度。
为方便记忆,特提供:
电阻的决定式:,其中表示电阻,ρ与材料和温度有关,L表示长度,S表示面积。
4.在探究影响电阻大小的因素实验中,所运用是实验方法有:控制变量法、转换法。
①探究电阻与材料关系时,选取横截面积相同、长度相同、不同材料制成的电阻丝;
②探究电阻与长度关系时,选取材料相同、横街面积相同、长度不同的电阻丝;
③探究电阻与横截面积的关系时,选取材料、长度相同、横截面积不同的电阻丝;
④探究电阻与温度关系时,同一根电阻丝在不同温度下进行试验探究。
⑤通过电流表的示数或灯泡的亮度间接比较电阻的大小用到了转换法。
5.半导体、超导现象及它们的应用:
①半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,称作半导体具有单向导电性。
重要的半导体材料有硅、锗等,它们是制作二极管、三极管的主要材料。
②超导体:某些金属或合金,在温度降到足够低时电阻为零。电阻变为零的这个特殊的温度叫临界温度。不同的超导体,临界温度不同。临界温度一般很低,所以超导体不能被广泛应用。超导体的重要用途:制作发电机、电动机的线圈,远距离输电线。
典例讲解
【例1】在国际单位制中,电压的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.焦耳 D.欧姆
【答案】B
【详解】在国际单位制中,电流的单位是安培;电压的单位是伏特;功和能的单位是焦耳;电阻的单位是欧姆。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【例2】在探究“影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的只有一根镍铬合金丝,实验电路图如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.断开开关,镍铬合金丝没有电阻
B.灯泡在电路中能起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变小
D.先接入金属丝全部长度,再将一半长度接入电路,可以探究电阻与长度的关系
【答案】A
【详解】A.断开开关,镍铬合金丝也有电阻,故A错误,符合题意;
B.灯泡在电路中能起到保护电路的作用,故B正确,不符合题意;
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的横截面积变大,电阻变小,故C正确,不符合题意;
D.先接入金属丝全部长度,再将一半长度接入电路,横截面积不变,可以探究电阻与长度的关系,故D正确,不符合题意。
故选A。
基础训练
1、 选择题
1.为了保护同学们的视力,我区中小学校将教室里日光灯更换成了如图所示的护眼灯,每个教室里安装有8盏这样的护眼灯,下列说法正确的是( )
A.护眼灯中使用的LED灯泡发光部分主要由超导材料制成
B.8盏护眼灯可以同时亮同时灭,所以,它们一定是串联的
C.每盏护眼灯正常发光时,其两端电压均为220V
D.护眼灯正常发光时,其主要是将电能转化为热能
2.25岁的中国青年科学家曹原由于在石墨烯超导领域中的重大突破,于2021年再次登上热搜,科学家的探索使常温超导离我们的生活越来越近,如果常温下的超导材料得到广泛应用,超导材料不可以用来制作( )
A.输电导线 B.滑动变阻器
C.电动机的线圈 D.电磁铁的线圈
3.为了纪念物理学中有杰出贡献的科学家,有时会用他们的名字作为物理量的单位,其名字被用来作为“电阻”单位的是( )
A.焦耳 B.安培 C.欧姆 D.伏特
4.图是某物理兴趣小组设计的探究“影响导体电阻大小因素”的实验装置图。甲、乙两段导体长度相等,横截面积:S甲<S乙。下列分析正确的是( )
A.此装置可以探究导体电阻大小与材料的关系
B.此装置是通过灯泡的亮度来判断接入导体电阻大小的
C.若甲、乙材料不同,此装置无法探究导体电阻大小和长度的关系
D.若甲、乙材料相同,此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
5.下列对如图所示内容的解释错误的是( )
A.甲:微小压强计是连通器
B.乙:紫色小花喷水的部分变红,未喷水的部分不变色,说明CO2能与水反应
C.丙:为了验证“导体电阻跟长度是否有关”,应选用的导体是b、c
D.丁:通入氧气后水中的白磷燃烧,说明燃烧需要氧气
6.小明在探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度的关系”的实验时,他已选好表中代号为“a”的导体,他还应选择的导体代号是( )
导体代号
a
甲
乙
丙
丁
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.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.如图所示,有a和b两段导体连在一起,a的横截面积小于b的。当把导体接入电路中后,若通过a的电流为0.4A,则通过b的电流为( )
A.0.4A B.4A
C.0.04A D.无法确定
8.科学技术智能日新月异,智能手机普及化,智能手机的触摸屏方便了广大用户,深受客户的喜爱.手机触摸屏的核心元件是压敏电阻,这种元件的材料是 ( )
A.绝缘体 B.超导体 C.导体 D.半导体
二、多选题
9.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.轮胎爆胎的过程是内能转化为机械能过程
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做功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,还需要吸热能力强
素养提升
三、填空题
10.如图所示是测量 的仪器,示数为 。
11.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。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。
四、简答题
12.超导体具有零电阻和抗磁性两个重要特性,抗磁性让超导体材料只需消耗极少的电能就能产生强大的磁场,抗磁性还会产生超导磁浮现象,若我们研制出常温下的超导材料,你最想应用在哪些方面?(写出两条即可)
五、作图题
13.如图所示,a、b分别是甲、乙两电阻的I-U图像。将甲、乙两电阻串联得到丙电阻,请在图中大致作出丙电阻的I﹣U图像。
六、实验题
14.如图所示是某实验小组设计的探究影响导体电阻大小因素的实验电路。下表中给出了A、B、C、D四种导体的长度、横截面积以及材料种类。
代号
长度(m)
横截面积
材料
A
镍铬合金
B
镍铬合金
C
镍铬合金
D
锰铜
(1)实验中,通过 可以判断接入电路中导体的电阻大小,这种科学的探究方法叫 法。
(2)分别将A和C两导体接入电路进行实验,是为了探究导体的电阻与导体的 有关。
(3)若把A、B两导体串联后接入电路M、N两端,发现电流表示数变得更小,说明两导体串联后的电阻值将 (选填“变大”“变小”或“不变”),这个现象可以用电阻大小与导体 有关来解释。
反思总结
通过学习,请根据自己的理解,画出本节课的思维导图:
这节课我学会了:
这节课我的困惑:
参考答案
1.C
【详解】A.护眼灯中使用的LED灯泡发光部分主要由超半导材料制成,故A错误;
B.8盏护眼灯要独立工作,互不影响,可以同时亮同时灭,所以它们一定是并联的,之所以同时亮,同时灭是因为开关装在干路上,故B错误;
C.8盏护眼灯是并联的,所以每盏护眼灯正常发光时,其两端电压均为220V,故C正确;
D.护眼灯正常发光时,其主要是将电能转化为光能,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】A.假设用超导材料制成远距离输电线,将降低输电过程中的电能损耗,可以节约能源,故A不符合题意;
B.滑动变阻器的电阻丝是用电阻较大的材料做成,不能用近乎没有电阻的超导材料制作,故B符合题意;
C.用超导材料做电动机线圈,能降低工作过程中的电能损耗,可以节约能源,故C不符合题意;
D.电磁铁的线圈利用电流磁效应工作,如果用超导体制作会降低工作过程中电能损耗,故D不符合题意。
故选B。
3.C
【详解】A.焦耳被用作功和能以及热量的单位,故A不符合题意;
B.安培是电流的单位,故B不符合题意;
C.欧姆是电阻的单位,故C符合题意;
D.伏特是电压的单位,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】A.由于不知道甲、乙的材料是否相同,所以无法探究电阻大小与材料的关系,故A错误;
B.小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的导体的电阻越小,所以此装置是通过灯泡的亮度来判断接入导体电阻大小的,故B正确;
C.若甲、乙材料不同,实验中可以通过改变夹子夹在一根导体的长度的大小来探究导体电阻大小和长度的关系,故C错误;
D.若甲、乙材料相同,导体的长度相同,可以探究导体电阻大小和横截面积的关系;实验中也可以通过改变夹子夹在一根导体的长度的大小来探究导体电阻大小和长度的关系,故D错误。
故选B。
5.A
【详解】A.微小压强计的上端不都是开口的,不是连通器,故A错误,符合题意;
B.紫色小花喷水的部分变红,未喷水的部分不变色,说明CO2能与水反应,故B正确,不符合题意;
C.为了验证“导体电阻跟长度有关”,应控制材料、横截面积相同,长度不同,所以应选用的导体是b、c,故C正确,不符合题意;
D.通入氧气后水中的白磷燃烧,说明白磷的燃烧需要氧气,故D正确,不符合题意。
故选A。
6.A
【详解】根据控制变量法的思想,研究导体电阻与长度的关系时,要控制材料和横截面积一定,找两个长度不同的导体,已选定了代号为“a”的导体,结合表格数据可知,他还要选用的导体代号是甲,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.A
【详解】由图可知,a、b两段导体串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过a、b两段导体的电流相等,即通过b的电流等于通过a的电流0.4A。
故选A。
8.D
【详解】压敏电阻受压时电阻发生改变,其电阻材料是半导体,故选D.
9.ACD
【详解】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正确;
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正确;
D.汽车的防冻剂不但需要凝固点低,沸点高,这样更不容易凝固和汽化,还需要吸热能力强,在一定的时间内,吸收更多的热量,故D正确。
故选ACD。
10. 电阻 26Ω
【详解】[1]由表盘上的单位Ω可知,这是测量电阻的仪器。
[2]如图指针指在20Ω后面第三格,20Ω到30Ω之间有5格,故每格表示2Ω,所以示数为26Ω。
11. 串联 A、C
【详解】[1]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方式接入电路。
[2]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。
12.受温度控制,当温度升高时,它就恢复其变形前的原始形状
【详解】由题意可知,记忆合金受温度控制,当温度升高时,它就恢复其变形前的原始形状,当温度降低时,它就变成平整的金属板。
13.见解析
【详解】①用超导体做输电导线,可以减小由电能到内能的损耗,提高传输效率。
②利用超导体材料制作电动机线圈,可减少电能损失,提高电能利用率。
14.电流表示数 转换 横截面积 变大 长度
【详解】(1)[1][2]电源电压不变,根据欧姆定律,导体的电阻越大,电流就越小,所以可以通过电流表示数来判断接入电路中导体的电阻大小,这种科学的探究方法叫做转换法。
(2)[3] A和C两导体只有横截面积不同,所以是为了探究导体的电阻与横截面积的关系。
(3)[4][5] 根据欧姆定律,电流表示数变得更小,说明两导体串联后的电阻值变大,串联后相当于导体的长度变长,因而这个现象可以用电阻大小与导体长度有关来解释
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