专题14.1 电阻【六大题型】-2024-2025学年九年级物理上册举一反三系列(苏科版)
2024-09-03
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2份
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31页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 一、电 阻 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.83 MB |
| 发布时间 | 2024-09-03 |
| 更新时间 | 2024-09-03 |
| 作者 | 秒懂物理杨老师 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2024-09-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47146062.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题4.1 电阻【六大题型】
题型一、电阻的概念及其单位 1
题型二、电阻的单位换算 2
题型三、电阻的估测 2
题型四、探究影响导体电阻大小的因素(实验题) 4
题型五、探究影响导体电阻大小的因素(选择、填空) 8
题型六、电阻的比较 9
题型七、电阻的应用 10
巩固练习 11
提优练习 16
知识点01 电阻的概念及其单位
1.电阻:表示导体对电流的阻碍作用。
2.单位:欧姆,简称欧,符号是Ω。常用单位:千欧、兆欧。单位换算:1MΩ=103KΩ,1KΩ=103Ω。
3.符号:R 电路图中的符号:
题型一、电阻的概念及其单位
【典例1】(24-25九年级上·全国·课前预习)导体对电流的阻碍作用叫电阻,电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流 (选填“有关”或“无关”),物理学中用科学家 的名字作为电阻的单位,以纪念他对物理学的贡献。在电路中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做 ,简称电阻,电路图中用 表示。
【答案】 无关 欧姆 定值电阻
【详解】[1]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,电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关,只与导体的材料、长度、横截面积有关。
[2]根据物理学史可知,物理学中用科学家欧姆的名字作为电阻的单位,以纪念他对物理学的贡献。
[3][4]定值电阻是具有一定电阻值的元件,也叫电阻器,在电路图中用符号表示。
【变式1-1】下列各物理量可用来鉴别物质的是( )
①电阻 ②密度 ③质量 ④比热容
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
【答案】D
【详解】密度与比热容是物质的一种特性,不同物质的密度与比热容一般不同,而不同物质的电阻与质量大小会相同,则可用来鉴别物质的是密度与比热容,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
题型二、电阻的单位换算
【典例2】(23-24九年级上·湖南永州·期末)电阻的单位是 ,单位的换算关系是: , 。
【答案】 欧姆 1000或103 1000000或106
【详解】[1][2][3]电阻的单位是欧姆(Ω),是用德国物理学家欧姆的名字命名的单位,除了欧姆,电阻还有其它的单位,千欧和兆欧,,。
【变式2-1】(23-24九年级上·天津滨海新·期中)完成单位换算:
①200mA= A;
②0.04MΩ= Ω。
【答案】 0.2 4×104
【详解】①[1]电流的单位换算关系:1A=103mA=106μA,故
200mA=200×10-3A=0.2A
②[2]电阻的单位换算关系:1MΩ=103kΩ=106Ω,故
0.04MΩ=0.04×106Ω=4×104Ω
题型三、电阻的估测
【典例3】(23-24九年级上·重庆万州·期末)关于下列物理量的估测中,最接近生活实际的是( )
A.家用空调电流约为 B.人体的电阻大约为
C.对人体的安全电压是 D.人体感觉舒适的气温约26℃
【答案】D
【详解】A.家用空调电流约为5A,故A不符合题意
B.人体的电阻大约为1000Ω,故B不符合题意;
C.对人体的安全电压不高于是,故C不符合题意;
D.人体感觉舒适的气温为26℃左右,故D符合题意。
故选D。
【变式3-1】(23-24九年级上·四川宜宾·期中)下列是小松同学收集的一些物理数据,不正确的是( )
A.一节干电池电压是1.5V
B.我国家庭电路的电压是220V
C.做实验时通过小灯泡的电流大约为36A
D.实验室里学生做实验用的一根铜导线电阻约为0.2Ω
【答案】C
【详解】A.一节新干电池电压是1.5V,故A正确,不符合题意;
B.我国家庭电路的电压是220V,故B正确,不符合题意;
C.实验用小灯泡的电流约为0.2A,故C错误,符合题意;
D.学生实验用的一根铜导线电阻远远小于lΩ,约0.2Ω,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式3-2】在学习、生活中所涉及到的物理量,你认为最接近实际情况的是( )
A.实验室中所用导线的电阻约为1kΩ B.液晶电视正常工作电流约为10A
C.电冰箱正常工作时间的电流约为0.1A D.一节新的蓄电池的电压为2V
【答案】D
【详解】A.实验室中所用导线的电阻很小,约为0.01Ω,故A不符合题意;
B.液晶电视正常工作电流约为0.5A,故B不符合题意;
C.电冰箱正常工作时间的电流约为0.5A,故C不符合题意;
D.由常见的电压值可知,一节新干电池的电压为1.5V,一节新的蓄电池的电压为2V,故D符合题意。
故选D。
知识点03 探究影响导体电阻大小的因素
1.猜一猜:
影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
2.思考与设计:
(1)在几个因素中,如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小,常用的方法是控制变量法。
①保持材料和横截面积一定,研究电阻与导体长度的关系。
②保持材料和长度一定,研究电阻与导体横截面积的关系。
③保持长度和横截面积一定,研究电阻与导体材料的关系。
(2)已经提供了如图所示的几种导体,还需要的器材有:电源、电流表、开关、导线
(3)电路图:
3.实验与分析:
(1)探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。
表1
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
B(镍铬合金丝)
2L
s
结论:导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
(2)探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。
表2
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
C(镍铬合金丝)
L
2s
结论:导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
(3)探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
D(锰铜丝)
L
s
结论:导体的电阻与材料有关。
4.导体的电阻受温度的影响:
(1)导体的电阻与它的温度的高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。而有些导体的电阻,如铅笔芯(石墨),其电阻是随着温度的升高而减小。在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
(2)在超低温的情况下电阻突然减小为零。
题型四、探究影响导体电阻大小的因素(实验题)
【典例4】(24-25九年级上·全国·课前预习)在探究影响导体电阻大小的因素中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关:
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积
为验证上述猜想,他用如图所示的器材进行实验,①②④横截面积相同,③横截面积最大。
(1)该实验中,通过观察 (选填“电流表示数”或“灯泡亮度”)来反应电阻的大小,这种物理研究方法是 ;
A.转换法 B.控制变量法 C. 等效潜代法
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”);
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
【答案】(1) 电流表示数 A
(2)B
(3)材料
【详解】(1)[1][2]由于导体的电阻不易于直接判断,在实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小,电流表示数越大,说明导体的电阻越小;电流表示数越小,说明导体的电阻越大;故采用的是转换法的研究方法,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)选用①②两根导体,材料、横截面积相同,长度不同,可验证导体电阻与长度的关系,即验证猜想B。
(3)选用①④两根导体,长度、横截面积相同,材料不同,探究的是电阻大小与材料的关系;电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的材料有关。
【变式4-1】(2024·辽宁抚顺·模拟预测)如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,如表中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:
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
(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。
(4)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的 有关。
(5)若实验中只选取金属丝B, (选填“能”或“不能”)探究导体电阻与横截面积的关系。
【答案】(1)电阻
(2)B
(3)横截面积
(4)材料
(5)能
【详解】(1)实验中,通过观察电流表示数的大小的变化可以判断导体电阻的大小,运用了转换法。
(2)探究电阻的大小与长度的关系,运用控制变量法,要控制导体的材料和横截面积一定,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,实验时发现接入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。
(4)通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,主要应用其导电性好的特性,因为导体的电阻还与导体的材料有关。
(5)先把B接入一半,测量电路中的电流,再把B对折,测量电路中的电流,进行对比即可,故能探究导体电阻与横截面积的关系。
【变式4-2】(23-24九年级上·江苏南通·阶段练习)小张和小超通过学习得知食盐水溶液也能导电,他们运用实验探究食盐水溶液的电阻与哪些因素有关时,提出了以下的猜想:
猜想1:食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关;
猜想2:食盐水溶液的电阻与电极之间的距离有关;
提供器材:水、食盐、烧杯、小药勺、两节新干电池、刻度尺、铜片、电流表、导线若干。小张设计如图所示的装置,进行探究实验。
小超认为如图所示的装置不恰当,而将小灯泡换成电流表进行实验。
次数
铜片插入深度/cm
铜片间距/cm
加盐量/勺
电流表示数/A
1
6
3
1
0.10
2
6
3
2
0.14
3
6
3
3
0.20
4
6
2
1
0.12
5
6
4
1
0.08
(1)使用小灯泡进行实验不恰当的主要原因是 ;
(2)根据第 次实验的数据可知“猜想1” ;
(3)根据第 次实验的数据,盐水浓度和插入深度相同时,盐水的电阻随金属片间距离的增大而 ;
(4)老师认为他们学习小组的研究很有价值,可以继续探究食盐水溶液的导电性与其他因素有关,请你提出值得研究的两个问题, 、 (合理即可)。
【答案】(1)电阻变化较小时,灯泡的亮度变化不明显,无法比较电阻大小
(2) 1、2、3 正确
(3) 1、4、5 增大
(4) 食盐水溶液的电阻与溶液的温度有关 食盐水溶液的电阻与铜片插入深度有关
【详解】(1)灯泡可以大致反映电流大小,但电阻变化较小时,灯泡的亮度变化不明显,无法比较电阻大小。
(2)[1][2]1和2、3实验中,两金属片AB间距离相同,加入的食盐量不同,即溶液的浓度不同,所以可验证食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度是否有关,且电流不等,说明电阻不同,即猜想1正确。
(3)[1][2]根据第1、4、5次实验的数据,盐水浓度和插入深度相同时,金属片间距离的增大,电路中电流减小,说明电阻增大,盐水的电阻随金属片间距离的增大而增大。
(4)[1][2]老师认为他们学习小组的研究很有价值,可以继续探究食盐水溶液的导电性与其他因素有关,可探究食盐水溶液的电阻与溶液的温度有关或食盐水溶液的电阻与铜片插入深度有关。
题型五、探究影响导体电阻大小的因素(选择、填空)
【典例5】用实验研究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响时,供选择的导线规格如表:
材料
编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
编号
长度/m
横截面积/mm2
镍
铬
合
金
①
1
0.4
锰
铜
合
金
⑤
1
0.4
②
1
0.8
⑥
1
0.8
③
2
0.4
⑦
2
0.4
④
2
0.8
⑧
2
0.8
你认为下面对导体选择最合理的一组是( )
A.①②⑤⑥ B.⑤⑥⑦⑧ C.②③⑥⑦ D.①⑤⑥⑦
【答案】D
【详解】如果探究电阻与导体材料的关系时,导体的长度和横截面积不变,导体的材料不同,所以可以选择的导体有:①⑤或②⑥或③⑦或④⑧;
如果探究电阻与导体长度的关系时,导体的材料和横截面积不变,导体的长度不同,所以可以选择的导体有:①③或②④或⑤⑦或⑥⑧;
如果探究电阻与导体横截面积的关系时,导体的材料和长度不变,导体的横截面积不同,所以可以选择的导体有:①②或③④或⑤⑥或⑦⑧;
从分析的结果可以看出,只有D选项中的导体可以探究影响电阻大小的因素。
故选D。
【变式5-1】(23-24九年级上·四川广元·期末)某学习小组预研究以下课题:①导体的电阻跟它的横截面积的关系;②导体的电阻跟它的长度的关系;③导体的电阻跟它的材料的关系。给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系 La=Lb>Lc,横截面积关系 Sa>Sb=Sc),电源、电流表、滑动变阻器、开关各一个、若干根导线,可以完成的研究课题是( )
A.只有① B.只有② C.①和② D.①、②和③
【答案】C
【详解】①研究导体的电阻跟导体横截面积的关系时,根据控制变量法可知,需要使用长度相同、材料相同、横截面积不同的实验器材,而两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金线a、b正好符合实验要求;②研究导体的电阻跟导体长度的关系时,根据控制变量法可知,要使材料相同、横截面积相同、长度不同的实验器材,而两根长度不同、横截面积相同的镍铬合金线b、c正好符合实验要求;③探究导体的电阻跟它的材料的关系,应控制导体的长度、横截面积都相等而材料不同,由题意可知,三根合金线的材料相同,因此不能探究导体的电阻跟它的材料的关系,故实验③不能完成;由以上分析可知,可以验证①②,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式5-2】(23-24九年级上·全国·单元测试)如图所示,A、B中卡通动物的对话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的 有关;对比B、C两段金属丝,它们电阻大小关系: (选填“<”“=”或“>”)。
【答案】 长度 <
【详解】[1]对比A和B可知,导体的材料、横截面积相同,长度不同,长度越长,电阻越大,所以A、B中卡通动物的对话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的长度有关。
[2]对比B、C两段金属丝可知,导体的长度和横截面积相同,材料不同,电阻不同,C中小虫爬行的辛苦,说明C的电阻大,即RB<RC。
题型六、电阻的比较
【典例6】如图所示,导体和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们并联后连入电路中,关于导体、的电阻和两端的电压,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】已知和是由同种材料制成的且长度相同,的横截面积大于的横截面积,所以的电阻小于的电阻;并联电路中各并联支路两端的电压都相等,即。
故选。
【变式6-1】(23-24九年级下·江苏·开学考试)若将一段阻值均匀的电阻丝先剪去一半,再将剩余的一半均匀拉长至原长度,则最终的阻值是最初的 倍。
【答案】2
【详解】若将一段阻值均匀的电阻丝先剪去一半,再将剩余的一半均匀拉长至原长度,与原导体相比,材料和长度不变,横截面积变小为原来的,所以最终的阻值是最初的2倍。
题型七、电阻的应用
【典例7】(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图所示是具有报警功能的文物展示台,该展示台由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成,当有人把物品搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与金属片A、C分开,金属片B和弹簧在电路中相当于 (选填“电源”“用电器”或“开关”);当 (选填“物品被搬离”或“物品正在展出”)时,灯泡和电铃串联在电路中。细心的小明发现,干路的铜线线芯比支路的要粗一些,在长度一定时,越粗的铜线,它的电阻 。
【答案】 开关 物品被搬离 小
【详解】[1][2]当物品在展示台上时,B使A、C连通,电铃被短路,只有灯泡亮;当把物品搬离展示台时,B使A、C断开,电铃和灯泡串联,电铃接通报警,故弹簧上的金属片B和弹簧相当于开关。
[3]决定电阻大小的因素有:长度、横截面积和材料。在材料相同时,导体越长、横截面积越小,电阻越大。所以在材料、长度一定时,越粗的铜线,它的电阻小。
【变式7-1】央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图),将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条中间开始冒烟、着火。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等,则 段的电阻最大,因为材料和长度相同时, 越小电阻越大。
【答案】 ab 横截面积
【详解】[1][2]电阻是导体的一种特性,与导体的材料、横截面积、长度等有关。相同材料和长度的电阻大小跟横截面积有关,横截面积越小,电阻越大,由图可知,锡纸条上ab、bc、cd段长度相等,ab段横截面积最小,所以ab段电阻最大。
【变式7-2】(23-24九年级上·辽宁朝阳·阶段练习)如图为一款支持无线反向充电技术的手机,简单来说就是手机可以通过无线充电器实现充电,然后开启无线反向充电后,手机可以作为 (选填“用电器”或“电源”)给另一部手机进行无线充电,把 能转化为电能,而手机的电路元件要用到 (选填“半导体”或“超导体”)材料。
【答案】 电源 化学 半导体
【详解】[1][2]开启无线反向充电后,给另一部手机进行无线充电,手机对外提供电能,此时相当于电路中的电源,将化学能转化为电能。
[3] 半导体材料有许多独特的功能,手机的部分电路元件利用了半导体材料,超导体材料的技术暂时还不成熟,还没大规模应用。
巩固练习
一、单选题
1.在学习电阻时,某小组同学分别把长度和粗细都相同的铜、铁、铝(ρ铜>ρ铁>ρ铝)长导线接在同一电源两端,这样做是为了研究( )
A.导体的电阻与导体的材料是否有关
B.导体的电阻与导体的密度是否有关
C.导体的电阻与导体的长度是否有关
D.导体的电阻与导体的温度是否有关
【答案】A
【详解】在学习电阻时,某小组同学分别把长度和粗细都相同的铜、铁、铝长导线接在同一电源两端,根据控制变量法,导体的长度、粗细都相同,材料不同,因此是为了研究导体的电阻与导体的材料是否有关,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.下列各物理量中,可鉴别物质的是( )
A.电阻 B.质量 C.密度 D.浮力
【答案】C
【详解】ABD.电阻、质量和浮力都不是物质的特性,和物质的种类没有关系,不可以鉴别物质,故ABD不符合题意;
C.密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般是不同的,可以鉴别物质,故C符合题意。
故选C。
3.为了改变导体的电阻,下列方法错误的是( )
A.改变导体长度 B.改变导体中的电流
C.改变导体横截面积 D.改变导体材料
【答案】B
【详解】导体电阻的大小是导体本身的一种性质,其与导体的长度和横截面积、材料和温度有关。其它条件相同,导体越长,电阻越大;导体的横截面积越小,电阻越大;与导体两端的电压的大小和通过导体的电流的大小无关,一般情况下,导体的温度越高,导体的电阻就越大,故ACD正确,不符合题意;B错误,符合题意。
故选B。
4.(2024·湖南常德·模拟预测)一根导线的电阻为20Ω,把它均匀地拉长为原来的两倍后,这根新导线的电阻为( )
A.20Ω B.40Ω C.60Ω D.80Ω
【答案】D
【详解】在材料和横截面积一定时,导线越长,电阻越大;在材料和长度一定时,导线的横截面积越小,电阻越大.当把导线均匀拉长为原来的2倍时,由于导线的材料和体积是一定的,但导体的长度变为原来的2倍,所以横截面积就是原来的,而导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,所以此时导体的电阻变为原来的4倍,即20Ω×4=80Ω,故ABC错误,D正确。
故选D。
二、填空题
5.(2024·江苏扬州·模拟预测)同种材料制成的两根导线,R1=5Ω,R2=20Ω,若它们长度相同,则导线的横截面积S1 S2,若它们的横截面积相同,则导线的长度L1 L2(>/=/<)。
【答案】 > <
【详解】[1]导体的材料相同,长度相同,横截面积越大电阻越小,因为R1<R2,所以S1>S2。
[2]导体的材料相同,横截面积相同,长度越长电阻越大,因为R1<R2,所以L1<L2。
6.某导体电阻为20Ω,当导体两端的电压为6V时,通过该导体的电流为0.3A;当导体两端电压为10V时,该导体的电阻为 Ω。如图所示为一个可调节小灯泡亮度的实验电路。电源电压保持不变,ab为一根粗细均匀的电阻丝。闭合开关后,将导线夹子在电阻丝上滑动时,观察到小灯泡的亮度会发生变化。请你根据实验现象,提出一个可探究的科学问题 。
【答案】 20 导体的电阻与导体的长度有什么关系
【详解】[1]电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,故当导体两端电压为10V时,该导体的电阻仍为20Ω。
[2]当把导线夹在电阻丝上滑动时,接入电路中的电阻丝的长度改变,灯泡亮度改变,说明电阻丝的电阻改变,据此现象提出的可探究的科学问题为:导体的电阻与导体的长度有什么关系?
7.(23-24九年级上·安徽宿州·阶段练习)2023年8月,韩国宜称发现世界首个室温常压超导体——LK-99,结果被各国证实为一乌龙事件,超导体由于电阻几乎为 ,具有超强的导电能力。
【答案】零(或0)
【详解】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。超导体的电阻几乎为零,具有超强的导电能力。
8.(23-24九年级上·广西南宁·期末)如图,将白炽灯灯丝接入电路,闭合开关后小灯泡发光,通过白炽灯灯丝和小灯泡的电流 (选填“相等”或“不相等”);加热灯丝,小灯泡变暗,说明温度越高导体电阻越 。
【答案】 相等 大
【详解】[1]根据图可知,白炽灯灯丝和小灯泡串联,根据串联电路电流特点可知,通过白炽灯灯丝和小灯泡的电流相等。
[2]根据题意可知,加热灯丝,温度升高,小灯泡变暗,说明电流变小、电阻变大,进而说明温度越高,导体电阻越大。
三、实验题
9.在“探究导体电阻与哪些因素有关”的实验中,某小组同学在常温下按图所示电路,将横截面积、长度不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中。
表一 铝丝
实验
序号
长度l
(米)
横截面积S
(毫米2)
电阻R
(欧)
1
0.1
0.1
0.028
2
0.2
0.4
0.014
3
0.45
0.3
0.042
表二铝丝
实验 序号
长度l (米)
横截面积S (毫米2)
电阻R (欧)
4
0.1
0.2
0.014
5
0.2
0.2
0.028
6
0.3
0.2
0.042
(1)分析比较表一中的相关数据可得出的定性结论是:常温下,铝丝的长度和横截面积都不同时,它们的电阻 (选填“相同”或“不同”)。
(2)分析比较 (选填“表一”或“表二”)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,横截面积相同的铝丝,其电阻与长度成 比(选填“正”或“反”)。
(3)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的 相同,电阻相同。
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下, 。
(4)他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系。为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需选用 相同的不同金属丝接入电路继续实验。
【答案】(1)不同
(2) 表二 正
(3) 比值 常温下,铝丝长度与横截面积的比值不同时,电阻不同
(4)长度与横截面积的比值
【详解】(1)分析比较表一中的相关数据可知,长度不同,横截面积不同,电阻不同,故而得到结论:常温下,铝丝长度与横截面积都不同时,电阻不同。
(2)[1][2]由表二的数据可知,4、5、6的铝丝横截面积都相同,长度不同,铝丝的电阻不同,且电阻和长度的比值是一个定值,因此可得出的定量结论是:常温下,铝丝横截面积相同时,铝丝的电阻与长度成正比。
(3)[1]由表中数据可知,(1与5)、(2与4)或(3与6)中的铝丝长度与横截面积的比值相同,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的比值相同,电阻相同。
[2]从表中数据可知,(1与5)、(2与4)或(3与6)中的长度与横截面积的比值越大,电阻越大,故而得到结论:常温下,铝丝长度与横截面积的比值不同时,电阻不同。
(4)分析表一和表二的数据及相关条件分析可知,要探究导体的电阻与材料的关系,需保证导体的材料和横截面积比值相同的不同金属丝接入电路继续实验。
10.(23-24九年级上·陕西渭南·期中)在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,甲、乙、丙三位同学做出如下猜想:
甲:导体电阻跟导体的长度有关;
乙:导体电阻跟导体的横截面积有关;
丙:导体电阻跟导体的材料有关。
(1)如图所示,是为进行探究实验连接的电路,实验中通过观察 来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的。如果将本实验进行优化,应该将 更换为 ,使实验结果更准确;
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝进行对比实验;
(3)选用A、B两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想。
【答案】(1) 小灯泡的亮度 小灯泡 电流表
(2)BD
(3)丙
【详解】(1)[1]小灯泡串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过小灯泡的亮度大小判断导体电阻大小。
[2][3]用小灯泡亮度反应电流大小,电流大小变化不大时灯泡的亮度变化不明显,实验现象不易观察。为了更加直观,可将小灯泡更换为电流表,使实验结果更准确。
(2)若要验证乙同学的猜想,导体的电阻与导体的横截面积有关,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,编号B、D的电阻丝符合要求。
(3)由图可知,A、B两根电阻丝的长度和横截面积相同、材料不同,是验证导体的电阻与导体的材料是否有关,即验证丙同学的猜想。
提优练习
1.(23-24九年级上·湖南郴州·阶段练习)有一些由同种材料制成的导线,它们的长度或横截面积不相同,若要选出两根电阻大小相等的导线甲和乙,则它们的横截面积S甲和S乙,长度l甲和l乙之间的关系必须满足( )
A.S甲<S乙,l甲=l乙 B.S甲=S乙,l甲<l乙
C.S甲>S乙,l甲>l乙 D.S甲>S乙,l甲<l乙
【答案】C
【详解】A.甲、乙是由同种材料制成的电阻丝,当S甲<S乙,l甲=l乙时,R甲>R乙,故A不符合题意;
B.甲、乙是由同种材料制成的电阻丝,当S甲=S乙,l甲<l乙时,R甲<R乙,故B不符合题意;
C.甲、乙是由同种材料制成的电阻丝,当S甲>S乙,l甲>l乙时,则R甲与R乙的大小关系无法确定,即两电阻大小可能相等,故C符合题意;
D.甲、乙是由同种材料制成的电阻丝,当S甲>S乙,l甲<l乙时,R甲<R乙,故D不符合题意。
故选C。
2.(23-24九年级上·四川南充·期末)两个材料、外形均相同的实心长方体金属电阻甲和乙,按如图方式接到某电源两端,则通过甲的电流 乙的电流,甲的电阻 乙的电阻(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 等于 大于
【详解】[1]二者串联,串联电路中电流处处相等,故二者中的电流相等。
[2]二者相比,材料相同,甲的通电长度比乙大,而通电的截面积比乙小,故甲的电阻比乙大。
3.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)阅读短文,回答问题。
热阻
物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递,且热量在物体中的传导过程和电流相似。传导是热传递的一种方式,同时物体对热量的传导有阻碍作用,称为“热阻”用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的不良导体材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1;另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比,即。
(1)热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中的 ,热阻相当于电路中的 (以上两空均选填“电压”“电流”或“电阻”);
(2)在其他因素不变的情况下,导热系数越小,热阻越 (选填“大”或“小”)。铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 (选填“大”或“小”)的材料制成的;
(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,t1、t2分别为40℃、20℃,则墙壁正中间(虚线处)的温度为 ℃;
(4)如图乙所示,长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L,当热量从上向下流动时,铝块的热阻为R1,热量从左向右流动时,铝块的热阻为R2。则R1 R2(选填“>”“<”或“=”);
(5)如图丙所示,热量在墙壁中传导,高温环境温度为t1,低温环境温度为t2,在传导方向上的长度为L1,横截面积为S,导热系数为λ1;在墙壁一侧紧贴一层保温层,保温层与墙壁面积相同,在热传导方向上的长度为L2,导热系数为λ2,已知传热物体的总热阻等于各部分热阻之和,则单位时间从高温环境传导到低温环境的热量Q= 。(用题给字母表示)
【答案】 电压 电阻 大 小 30 >
【详解】(1)[1][2]当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递,传导是热传递的一种方式,同时物体对热量的传导有阻碍作用,称为“热阻”。热传递的条件是有温度差,电压是形成电流的原因;电阻对导体对电流的阻碍作用,热量传导过程和电流相似,因此温度差相当于电路中电压,热阻相当于电路中的电阻。
(2)[3][4]物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比,与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为,式中λ称为材料的导热系数。分析函数关系可知在其他因素不变的情况下,导热系数越小,热阻越大,导热能力越差;导热系数越大,热阻越小,导热能力越强。所以铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较小的材料制成的。
(3)[5]墙壁中形成稳定的热量流动,相同时间内,温度的减少相同,所以墙壁正中间处的温度为
(4)[6]由知,当热量从上向下流动时,铝块的热阻为
热量从左向右流动时,铝块的热阻为
比较可知R1>R2。
(5)[7]根据“物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比,与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同”知,乙图中热量传导过程中的总热阻R为
则单位时间从高温环境传导到低温环境的热量
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专题4.1 电阻【六大题型】
题型一、电阻的概念及其单位 1
题型二、电阻的单位换算 1
题型三、电阻的估测 2
题型四、探究影响导体电阻大小的因素(实验题) 3
题型五、探究影响导体电阻大小的因素(选择、填空) 5
题型六、电阻的比较 6
题型七、电阻的应用 6
巩固练习 7
提优练习 10
知识点01 电阻的概念及其单位
1.电阻:表示导体对电流的阻碍作用。
2.单位:欧姆,简称欧,符号是Ω。常用单位:千欧、兆欧。单位换算:1MΩ=103KΩ,1KΩ=103Ω。
3.符号:R 电路图中的符号:
题型一、电阻的概念及其单位
【典例1】(24-25九年级上·全国·课前预习)导体对电流的阻碍作用叫电阻,电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流 (选填“有关”或“无关”),物理学中用科学家 的名字作为电阻的单位,以纪念他对物理学的贡献。在电路中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做 ,简称电阻,电路图中用 表示。
【变式1-1】下列各物理量可用来鉴别物质的是( )
①电阻 ②密度 ③质量 ④比热容
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
题型二、电阻的单位换算
【典例2】(23-24九年级上·湖南永州·期末)电阻的单位是 ,单位的换算关系是: , 。
【变式2-1】(23-24九年级上·天津滨海新·期中)完成单位换算:
①200mA= A;
②0.04MΩ= Ω。
题型三、电阻的估测
【典例3】(23-24九年级上·重庆万州·期末)关于下列物理量的估测中,最接近生活实际的是( )
A.家用空调电流约为 B.人体的电阻大约为
C.对人体的安全电压是 D.人体感觉舒适的气温约26℃
【变式3-1】(23-24九年级上·四川宜宾·期中)下列是小松同学收集的一些物理数据,不正确的是( )
A.一节干电池电压是1.5V
B.我国家庭电路的电压是220V
C.做实验时通过小灯泡的电流大约为36A
D.实验室里学生做实验用的一根铜导线电阻约为0.2Ω
【变式3-2】在学习、生活中所涉及到的物理量,你认为最接近实际情况的是( )
A.实验室中所用导线的电阻约为1kΩ B.液晶电视正常工作电流约为10A
C.电冰箱正常工作时间的电流约为0.1A D.一节新的蓄电池的电压为2V
知识点03 探究影响导体电阻大小的因素
1.猜一猜:
影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
2.思考与设计:
(1)在几个因素中,如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小,常用的方法是控制变量法。
①保持材料和横截面积一定,研究电阻与导体长度的关系。
②保持材料和长度一定,研究电阻与导体横截面积的关系。
③保持长度和横截面积一定,研究电阻与导体材料的关系。
(2)已经提供了如图所示的几种导体,还需要的器材有:电源、电流表、开关、导线
(3)电路图:
3.实验与分析:
(1)探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。
表1
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
B(镍铬合金丝)
2L
s
结论:导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
(2)探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。
表2
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
C(镍铬合金丝)
L
2s
结论:导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
(3)探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
D(锰铜丝)
L
s
结论:导体的电阻与材料有关。
4.导体的电阻受温度的影响:
(1)导体的电阻与它的温度的高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。而有些导体的电阻,如铅笔芯(石墨),其电阻是随着温度的升高而减小。在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
(2)在超低温的情况下电阻突然减小为零。
题型四、探究影响导体电阻大小的因素(实验题)
【典例4】(24-25九年级上·全国·课前预习)在探究影响导体电阻大小的因素中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关:
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积
为验证上述猜想,他用如图所示的器材进行实验,①②④横截面积相同,③横截面积最大。
(1)该实验中,通过观察 (选填“电流表示数”或“灯泡亮度”)来反应电阻的大小,这种物理研究方法是 ;
A.转换法 B.控制变量法 C. 等效潜代法
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”);
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
【变式4-1】(2024·辽宁抚顺·模拟预测)如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,如表中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:
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
(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。
(4)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的 有关。
(5)若实验中只选取金属丝B, (选填“能”或“不能”)探究导体电阻与横截面积的关系。
【变式4-2】(23-24九年级上·江苏南通·阶段练习)小张和小超通过学习得知食盐水溶液也能导电,他们运用实验探究食盐水溶液的电阻与哪些因素有关时,提出了以下的猜想:
猜想1:食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关;
猜想2:食盐水溶液的电阻与电极之间的距离有关;
提供器材:水、食盐、烧杯、小药勺、两节新干电池、刻度尺、铜片、电流表、导线若干。小张设计如图所示的装置,进行探究实验。
小超认为如图所示的装置不恰当,而将小灯泡换成电流表进行实验。
次数
铜片插入深度/cm
铜片间距/cm
加盐量/勺
电流表示数/A
1
6
3
1
0.10
2
6
3
2
0.14
3
6
3
3
0.20
4
6
2
1
0.12
5
6
4
1
0.08
(1)使用小灯泡进行实验不恰当的主要原因是 ;
(2)根据第 次实验的数据可知“猜想1” ;
(3)根据第 次实验的数据,盐水浓度和插入深度相同时,盐水的电阻随金属片间距离的增大而 ;
(4)老师认为他们学习小组的研究很有价值,可以继续探究食盐水溶液的导电性与其他因素有关,请你提出值得研究的两个问题, 、 (合理即可)。
题型五、探究影响导体电阻大小的因素(选择、填空)
【典例5】用实验研究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响时,供选择的导线规格如表:
材料
编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
编号
长度/m
横截面积/mm2
镍
铬
合
金
①
1
0.4
锰
铜
合
金
⑤
1
0.4
②
1
0.8
⑥
1
0.8
③
2
0.4
⑦
2
0.4
④
2
0.8
⑧
2
0.8
你认为下面对导体选择最合理的一组是( )
A.①②⑤⑥ B.⑤⑥⑦⑧ C.②③⑥⑦ D.①⑤⑥⑦
【变式5-1】(23-24九年级上·四川广元·期末)某学习小组预研究以下课题:①导体的电阻跟它的横截面积的关系;②导体的电阻跟它的长度的关系;③导体的电阻跟它的材料的关系。给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系 La=Lb>Lc,横截面积关系 Sa>Sb=Sc),电源、电流表、滑动变阻器、开关各一个、若干根导线,可以完成的研究课题是( )
A.只有① B.只有② C.①和② D.①、②和③
【变式5-2】(23-24九年级上·全国·单元测试)如图所示,A、B中卡通动物的对话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的 有关;对比B、C两段金属丝,它们电阻大小关系: (选填“<”“=”或“>”)。
题型六、电阻的比较
【典例6】如图所示,导体和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们并联后连入电路中,关于导体、的电阻和两端的电压,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(23-24九年级下·江苏·开学考试)若将一段阻值均匀的电阻丝先剪去一半,再将剩余的一半均匀拉长至原长度,则最终的阻值是最初的 倍。
题型七、电阻的应用
【典例7】(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图所示是具有报警功能的文物展示台,该展示台由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成,当有人把物品搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与金属片A、C分开,金属片B和弹簧在电路中相当于 (选填“电源”“用电器”或“开关”);当 (选填“物品被搬离”或“物品正在展出”)时,灯泡和电铃串联在电路中。细心的小明发现,干路的铜线线芯比支路的要粗一些,在长度一定时,越粗的铜线,它的电阻 。
【变式7-1】央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图),将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条中间开始冒烟、着火。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等,则 段的电阻最大,因为材料和长度相同时, 越小电阻越大。
【变式7-2】(23-24九年级上·辽宁朝阳·阶段练习)如图为一款支持无线反向充电技术的手机,简单来说就是手机可以通过无线充电器实现充电,然后开启无线反向充电后,手机可以作为 (选填“用电器”或“电源”)给另一部手机进行无线充电,把 能转化为电能,而手机的电路元件要用到 (选填“半导体”或“超导体”)材料。
巩固练习
一、单选题
1.在学习电阻时,某小组同学分别把长度和粗细都相同的铜、铁、铝(ρ铜>ρ铁>ρ铝)长导线接在同一电源两端,这样做是为了研究( )
A.导体的电阻与导体的材料是否有关
B.导体的电阻与导体的密度是否有关
C.导体的电阻与导体的长度是否有关
D.导体的电阻与导体的温度是否有关
2.下列各物理量中,可鉴别物质的是( )
A.电阻 B.质量 C.密度 D.浮力
3.为了改变导体的电阻,下列方法错误的是( )
A.改变导体长度 B.改变导体中的电流
C.改变导体横截面积 D.改变导体材料
4.(2024·湖南常德·模拟预测)一根导线的电阻为20Ω,把它均匀地拉长为原来的两倍后,这根新导线的电阻为( )
A.20Ω B.40Ω C.60Ω D.80Ω
二、填空题
5.(2024·江苏扬州·模拟预测)同种材料制成的两根导线,R1=5Ω,R2=20Ω,若它们长度相同,则导线的横截面积S1 S2,若它们的横截面积相同,则导线的长度L1 L2(>/=/<)。
6.某导体电阻为20Ω,当导体两端的电压为6V时,通过该导体的电流为0.3A;当导体两端电压为10V时,该导体的电阻为 Ω。如图所示为一个可调节小灯泡亮度的实验电路。电源电压保持不变,ab为一根粗细均匀的电阻丝。闭合开关后,将导线夹子在电阻丝上滑动时,观察到小灯泡的亮度会发生变化。请你根据实验现象,提出一个可探究的科学问题 。
7.(23-24九年级上·安徽宿州·阶段练习)2023年8月,韩国宜称发现世界首个室温常压超导体——LK-99,结果被各国证实为一乌龙事件,超导体由于电阻几乎为 ,具有超强的导电能力。
8.(23-24九年级上·广西南宁·期末)如图,将白炽灯灯丝接入电路,闭合开关后小灯泡发光,通过白炽灯灯丝和小灯泡的电流 (选填“相等”或“不相等”);加热灯丝,小灯泡变暗,说明温度越高导体电阻越 。
三、实验题
9.在“探究导体电阻与哪些因素有关”的实验中,某小组同学在常温下按图所示电路,将横截面积、长度不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中。
表一 铝丝
实验
序号
长度l
(米)
横截面积S
(毫米2)
电阻R
(欧)
1
0.1
0.1
0.028
2
0.2
0.4
0.014
3
0.45
0.3
0.042
表二铝丝
实验 序号
长度l (米)
横截面积S (毫米2)
电阻R (欧)
4
0.1
0.2
0.014
5
0.2
0.2
0.028
6
0.3
0.2
0.042
(1)分析比较表一中的相关数据可得出的定性结论是:常温下,铝丝的长度和横截面积都不同时,它们的电阻 (选填“相同”或“不同”)。
(2)分析比较 (选填“表一”或“表二”)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,横截面积相同的铝丝,其电阻与长度成 比(选填“正”或“反”)。
(3)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的 相同,电阻相同。
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下, 。
(4)他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系。为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需选用 相同的不同金属丝接入电路继续实验。
10.(23-24九年级上·陕西渭南·期中)在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,甲、乙、丙三位同学做出如下猜想:
甲:导体电阻跟导体的长度有关;
乙:导体电阻跟导体的横截面积有关;
丙:导体电阻跟导体的材料有关。
(1)如图所示,是为进行探究实验连接的电路,实验中通过观察 来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的。如果将本实验进行优化,应该将 更换为 ,使实验结果更准确;
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝进行对比实验;
(3)选用A、B两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想。
提优练习
1.(23-24九年级上·湖南郴州·阶段练习)有一些由同种材料制成的导线,它们的长度或横截面积不相同,若要选出两根电阻大小相等的导线甲和乙,则它们的横截面积S甲和S乙,长度l甲和l乙之间的关系必须满足( )
A.S甲<S乙,l甲=l乙 B.S甲=S乙,l甲<l乙
C.S甲>S乙,l甲>l乙 D.S甲>S乙,l甲<l乙
2.(23-24九年级上·四川南充·期末)两个材料、外形均相同的实心长方体金属电阻甲和乙,按如图方式接到某电源两端,则通过甲的电流 乙的电流,甲的电阻 乙的电阻(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
3.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)阅读短文,回答问题。
热阻
物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递,且热量在物体中的传导过程和电流相似。传导是热传递的一种方式,同时物体对热量的传导有阻碍作用,称为“热阻”用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的不良导体材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1;另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比,即。
(1)热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中的 ,热阻相当于电路中的 (以上两空均选填“电压”“电流”或“电阻”);
(2)在其他因素不变的情况下,导热系数越小,热阻越 (选填“大”或“小”)。铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 (选填“大”或“小”)的材料制成的;
(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,t1、t2分别为40℃、20℃,则墙壁正中间(虚线处)的温度为 ℃;
(4)如图乙所示,长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L,当热量从上向下流动时,铝块的热阻为R1,热量从左向右流动时,铝块的热阻为R2。则R1 R2(选填“>”“<”或“=”);
(5)如图丙所示,热量在墙壁中传导,高温环境温度为t1,低温环境温度为t2,在传导方向上的长度为L1,横截面积为S,导热系数为λ1;在墙壁一侧紧贴一层保温层,保温层与墙壁面积相同,在热传导方向上的长度为L2,导热系数为λ2,已知传热物体的总热阻等于各部分热阻之和,则单位时间从高温环境传导到低温环境的热量Q= 。(用题给字母表示)
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