内容正文:
16.3 电阻
一、电阻
1.电阻
(1)概念:在物理学中,用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。
(2)符号:通常用“R”表示电阻。
(3)单位及换算关系:在国际单位制中,电阻的单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。
常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
(4)电阻在电路中的符号
具有一定电阻值的元件叫做电阻器,也叫定值电阻,简称电阻。在电路中的符号是“”。
二、影响电阻大小的因素
1.探究影响电阻大小的因素
提出问题
导体的电阻大小与哪些因素有关
猜想与假设
(1)导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(2)导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(3)导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关;
(4)导体的电阻是否也受温度的影响。
设计实验
(1)探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关,涉及的因素较多,应采用控制变量法。
①选取材料、粗细相同,而长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路中(如图所示),观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体长度的关系。
②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体横截面积的关系。
③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表示数变化情况,探究电阻大小与导体材料的关系。
(2)转换法:电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小,电流表示数小的电阻大,此方法称之为转换法。
(3)将日光灯的灯丝与电流表接入电路中,比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况,探究导体电阻与温度的关系。
进行实验
(1)将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。
甲 乙 丙
(2)将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。
(3)将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。
(4)如图丙所示,把电阻丝接入电路,慢慢地给电阻丝加热,观察电流表示数的变化情况。
分析论证
实验现象
实验结论
ICD<IEF
导体电阻大小跟导体的长度有关,在材料、横截面积相同时,长度越短,电阻越小
ICD<IGH
导体电阻大小跟导体横截面积有关,在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小
ICD<IAB
导体电阻的大小跟导体的材料有关
给电阻丝加热,电流表示数越来越小
导体的电阻大小跟导体的温度有关
探究归纳
导体的电阻是导体本身的已知性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。另外,导体的电阻还受温度的影响。
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,与导体中是否有电流流过,以及导体两端是否有电压均无关。导体的电阻还与温度有关,对与大多数导体(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而增大;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而减小。
点拨 导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过,也不管导体两端电压是否改变或怎样改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)都是存在的。
三、半导体和超导现象
1.半导体
(1)概念:有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。
(2)特点:①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。
(3)应用:利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。
2.超导现象
(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象。在温度很低时,电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。
(2)超导现象应用与实际的好处:①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化。
(3)超导材料的应用:利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前,超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
【方法点拨】(1)实验运用的实验方法:控制变量法和转换法。
转换法:通过比较电流表示数(或灯泡亮度)判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越小(灯泡越暗),表明电阻越大
(2)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路
(3)电流表的作用:更方便判断电阻丝的电阻大小关系
(4)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时,无法比较出电阻的大小
(5)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易烧坏电流表
(6)只有一根电阻丝:对折,可探究电阻与横截面积的关系;改变接入电路的导体长度,可探究电阻与长度的关系;无法探究电阻与材料的关系
1.(24-25九年级上·吉林长春·阶段练习)如图是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图中给出了可供选择的几根合金丝,分别用字母A、B、C、D代表(A、C、D的长度相同,A、B、D的粗细相同)。
(1)该实验在控制电源电压不变的情况下,通过观察 来比较合金丝的电阻大小。
(2)选用 两根合金丝分别接入电路中,可探究电阻的大小是否跟导体的材料有关。
(3)选用A、C两根合金丝分别接入电路中,是为了探究电阻的大小跟导体的 是否有关。
2.(24-25九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图是“探究影响导体电阻大小的因素”实验,在实验中使用四根电阻丝,其规格如表。
编号
材料
长度/m
横截面积/
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)分别将编号为 的两根电阻丝接入电路设行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。这里用到的实验方法是 法;
(2)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(3)实验过程中,某同学更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,改进的措施是: 。
【方法点拨】(1)导体的电阻与导体材料、长度、横截面积有关。①导体的材料、长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小;②导体的材料、横截面积相同时,长度越长,导体的电阻越大;③导体的长度、横截面积相同时,材料不同,导体的电阻不同。
(2)电阻是导体本身的一种性质,与是否接入电路无关。
3.(2024·天津·中考真题)如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的( )
A.铝芯更细 B.铝芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
4.(2024·福建·模拟预测)如图所示,在连接导线时,需要将导线紧密缠绕多圈,主要是为了通过改变( )
A.导体横截面积,减小电阻
B.导体长度,增大电阻
C.导体材料,减小电阻
D.导体温度,增大电阻
【方法点拨】(1)半导体材料:锗、硅等。应用:二极管、三极管、光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻等。
(2)超导现象应用:利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。
5.(23-24九年级下·广西梧州·阶段练习)为了装点城市夜景安装的LED灯主要是由什么材料制成的( )
A.绝缘体 B.导体 C.半导体 D.超导体
6.(2024·广东广州·二模)以下说法正确的是( )
A.半导体具有良好的导电性能 B.超导体是一种电阻很大的材料
C.超导体材料用在电热水壶上有很高的热效率 D.超导材料用于输送电力可以降低电能损耗
1.(24-25九年级上·辽宁沈阳·开学考试)华为公司自主研发了先进的麒麟990芯片,其制造工艺达到7nm,“芯片”所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”),利用该材料制成的二极管具有 导电性。
2.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电阻大小和 因素有关。
3.(2024·安徽合肥·二模)生活中导线与插座连接时,有人会将导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U 型”再插入,如图所示。这种“U 型”接法可以增大连接处的接触面积,连接处的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),相同条件下产生的热量少,会更安全。
4.(2024·湖北黄冈·一模)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,灯泡L2比L1亮,灯泡L₁的电流是0.2A,L2的电流为0.3A,A1的示数应为 A,A₂的示数应为 A;如果灯丝长度相同,L₁的灯丝应比L2的灯丝 (选填“粗”或“细”)。
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.(24-25九年级上·湖南长沙·阶段练习)下列关于电流、电压和电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关
B.某电路两端有电压,电路中一定有电流
C.铜的电阻比铁的电阻小
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
7.(23-24九年级上·广东茂名·阶段练习)一根导线的电阻为R,下列做法能使该导线电阻增大的是( )
A.将导线对折后连入电路 B.将导线拉长后连入电路
C.减小导线两端的电压 D.减小通过导线的电流
8.(23-24九年级上·陕西西安·期末)如图是四根高压线上的一个固定装置,下列说法中正确的是( )
A.该装置属于导体
B.利用这个装置将高压线固定起来,相当于增加高压线的长度
C.利用这个装置高压线输送电能时的电阻小,减少电能损失
D.高压线输送电能时,它的电阻不受温度影响
9.(23-24九年级下·河北石家庄·开学考试)如图所示.和是由同种材科制成的长度相同、横截面积不同的导体,将它们串联后连入电路中.比较通过它们的电流和电阻的大小,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(23-24九年级上·河南许昌·期中)由同种材料制成的三根电阻丝R1、R2、R3,已知它们的长度关系为l1>l2=l3,截面积关系为S1=S2<S3,现将它们串联接入电路,关于他们的电阻和通过他们的电流,正确的是( )
A.R1<R2=R3,I1=I2=I3 B.R1>R2>R3,I1=I2=I3
C.R1=R2>R3,I1>I2>I3 D.R1<R2<R3,I1=I2>I3
11.(24-25九年级上·山东泰安·阶段练习)小强在探究“影响导体电阻大小的因素”时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
①导体的材料; ②导体的长度; ③导体的横截面积
为了验证上述猜想,小强用如图所示的器材进行实验,其中导体ABC是镍铬合金丝,D是锰铜合金丝;ACD长度相同,ABD横截面积相同:
(1)实验中,在两个金属夹子之间接上不同的导体,闭合开关后通过观察 来比较导体的电阻大小会更加准确。
(2)为了验证猜想3,应选用编号为 和 的两根金属丝分别接入电路进行试验。
(3)选用A、B两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的 有关,可得出的结论是 。
(4)实验中,她将A、D两根导线分别接入电路,测出的电流分别为,,它们的关系为,可以判断出:镍铬材料和锰铜材料比较, 导电性较强。
12.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试)小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,作出了如下猜想:
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
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)如图甲所示电路,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,闭合开关后,通过观察 来比较导体电阻大小。
(2)为了验证猜想一,可把M、N依次跟 (填编号)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)把M、N依次跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟导体的 的关系,其结论是 。
(4)若某次实验电流表示数是0.50A,请在乙图中标出电流表指针的位置 。
1
学科网(北京)股份有限公司
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$$
16.3 电阻
一、电阻
1.电阻
(1)概念:在物理学中,用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。
(2)符号:通常用“R”表示电阻。
(3)单位及换算关系:在国际单位制中,电阻的单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。
常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
(4)电阻在电路中的符号
具有一定电阻值的元件叫做电阻器,也叫定值电阻,简称电阻。在电路中的符号是“”。
二、影响电阻大小的因素
1.探究影响电阻大小的因素
提出问题
导体的电阻大小与哪些因素有关
猜想与假设
(1)导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(2)导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(3)导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关;
(4)导体的电阻是否也受温度的影响。
设计实验
(1)探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关,涉及的因素较多,应采用控制变量法。
①选取材料、粗细相同,而长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路中(如图所示),观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体长度的关系。
②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体横截面积的关系。
③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表示数变化情况,探究电阻大小与导体材料的关系。
(2)转换法:电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小,电流表示数小的电阻大,此方法称之为转换法。
(3)将日光灯的灯丝与电流表接入电路中,比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况,探究导体电阻与温度的关系。
进行实验
(1)将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。
甲 乙 丙
(2)将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。
(3)将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路,闭合开关,过程的示数。
(4)如图丙所示,把电阻丝接入电路,慢慢地给电阻丝加热,观察电流表示数的变化情况。
分析论证
实验现象
实验结论
ICD<IEF
导体电阻大小跟导体的长度有关,在材料、横截面积相同时,长度越短,电阻越小
ICD<IGH
导体电阻大小跟导体横截面积有关,在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小
ICD<IAB
导体电阻的大小跟导体的材料有关
给电阻丝加热,电流表示数越来越小
导体的电阻大小跟导体的温度有关
探究归纳
导体的电阻是导体本身的已知性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。另外,导体的电阻还受温度的影响。
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,与导体中是否有电流流过,以及导体两端是否有电压均无关。导体的电阻还与温度有关,对与大多数导体(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而增大;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而减小。
点拨 导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过,也不管导体两端电压是否改变或怎样改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)都是存在的。
三、半导体和超导现象
1.半导体
(1)概念:有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。
(2)特点:①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。
(3)应用:利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。
2.超导现象
(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象。在温度很低时,电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。
(2)超导现象应用与实际的好处:①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化。
(3)超导材料的应用:利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前,超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
【方法点拨】(1)实验运用的实验方法:控制变量法和转换法。
转换法:通过比较电流表示数(或灯泡亮度)判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越小(灯泡越暗),表明电阻越大
(2)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路
(3)电流表的作用:更方便判断电阻丝的电阻大小关系
(4)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时,无法比较出电阻的大小
(5)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易烧坏电流表
(6)只有一根电阻丝:对折,可探究电阻与横截面积的关系;改变接入电路的导体长度,可探究电阻与长度的关系;无法探究电阻与材料的关系
1.(24-25九年级上·吉林长春·阶段练习)如图是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图中给出了可供选择的几根合金丝,分别用字母A、B、C、D代表(A、C、D的长度相同,A、B、D的粗细相同)。
(1)该实验在控制电源电压不变的情况下,通过观察 来比较合金丝的电阻大小。
(2)选用 两根合金丝分别接入电路中,可探究电阻的大小是否跟导体的材料有关。
(3)选用A、C两根合金丝分别接入电路中,是为了探究电阻的大小跟导体的 是否有关。
【答案】(1)电流表示数;(2)AD;(3)横截面积
【详解】(1)[1]可以通过观察电流表示数来比较合金丝的电阻大小。
(2)[1]探究电阻的大小跟导体材料的关系,根据控制变量法,要控制导体的长度和横截面积一定,而导体的材料不同,故选取A、D导体进行实验。
(3)[1]当电阻丝的材料和长度相同时,则横截面积越大,电阻越小,通过的电流就越大,由图可知,电阻丝A、C的材料和长度相同,闭合开关会发现接入C时,电流表的示数较大。该现象是为了探究电阻的大小跟导体的横截面积是否有关。
2.(24-25九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图是“探究影响导体电阻大小的因素”实验,在实验中使用四根电阻丝,其规格如表。
编号
材料
长度/m
横截面积/
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)分别将编号为 的两根电阻丝接入电路设行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。这里用到的实验方法是 法;
(2)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(3)实验过程中,某同学更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,改进的措施是: 。
【答案】(1) A、B 控制变量;(2)横截面积;(3)串联一个电流表
【详解】(1)[1][2]要探究导体的电阻大小与导体的材料的关系,需要控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,因此选用A、B两编号导体做实验,运用了控制变量法。
(2)B、C两编号导体材料和长度相同,横截面积不同,且横截面积大的电阻小,则可得结论为:导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
(3)更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,说明电路中电流变化较小时,灯泡变化不明显,因此最好在电路中串联一个电流表,灯泡不便观察时,观察电流表的示数即可。
【方法点拨】(1)导体的电阻与导体材料、长度、横截面积有关。①导体的材料、长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小;②导体的材料、横截面积相同时,长度越长,导体的电阻越大;③导体的长度、横截面积相同时,材料不同,导体的电阻不同。
(2)电阻是导体本身的一种性质,与是否接入电路无关。
3.(2024·天津·中考真题)如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的( )
A.铝芯更细 B.铝芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
【答案】B
【详解】更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,材料相同、长度相同,电阻变小,横截面积一定变大,即新电缆的铝芯更粗。
故选B。
4.(2024·福建·模拟预测)如图所示,在连接导线时,需要将导线紧密缠绕多圈,主要是为了通过改变( )
A.导体横截面积,减小电阻
B.导体长度,增大电阻
C.导体材料,减小电阻
D.导体温度,增大电阻
【答案】A
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在连接导线时,需要将导线紧密缠绕多圈,主要是为了通过增大导体横截面积,从而减小电阻,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【方法点拨】(1)半导体材料:锗、硅等。应用:二极管、三极管、光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻等。
(2)超导现象应用:利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。
5.(23-24九年级下·广西梧州·阶段练习)为了装点城市夜景安装的LED灯主要是由什么材料制成的( )
A.绝缘体 B.导体 C.半导体 D.超导体
【答案】C
【详解】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,色彩缤纷的LED灯主要是由半导体材料制成的。
故选C。
6.(2024·广东广州·二模)以下说法正确的是( )
A.半导体具有良好的导电性能 B.超导体是一种电阻很大的材料
C.超导体材料用在电热水壶上有很高的热效率 D.超导材料用于输送电力可以降低电能损耗
【答案】D
【详解】A.半导体的导电性能比导体的导电性能要差,但它有一些特殊的电学性质,故A不符合题意;
BC.超导材料是一种电阻趋近为零的材料,用于电热水壶发热效率会很低,故BC不符合题意;
D.用超导体做输电导线,可以减小由电能转化为内能的损耗,提高传输效率,故D符合题意。
故选D。
1.(24-25九年级上·辽宁沈阳·开学考试)华为公司自主研发了先进的麒麟990芯片,其制造工艺达到7nm,“芯片”所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”),利用该材料制成的二极管具有 导电性。
【答案】 半导体 单向
【解析】【小题1】[1]目前制作芯片的主要材料是硅、锗等,它们的导电性介于导体和绝缘体之间,属于半导体材料。
[2]二极管工作时,电流从二极管正极流入,负极流出,二极管才会发光,反之电流不能通过二极管,因此二极管具有单向导电性。
2.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电阻大小和 因素有关。
【答案】横截面积
【详解】利用此装置,可以通过加入盐水的多少,改变液体的横截面积,可以探究液体电阻大小与液体的横截面积的关系,从注水口处不断注入相同浓度的盐水,盐水的体积变大,盐水的横截面积也变大,根据影响电阻的因素和欧姆定律可知,整个电路中的电阻变小,电流变大,灯泡变亮;说明电阻大小和横截面积因素有关。
3.(2024·安徽合肥·二模)生活中导线与插座连接时,有人会将导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U 型”再插入,如图所示。这种“U 型”接法可以增大连接处的接触面积,连接处的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),相同条件下产生的热量少,会更安全。
【答案】变小
【详解】当长度和材料一定时,横截面积越大,电阻越小;这种“U 型”接法可以增大连接处的接触面积,连接处的电阻变小,相同条件下产生的热量少,会更安全。
4.(2024·湖北黄冈·一模)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,灯泡L2比L1亮,灯泡L₁的电流是0.2A,L2的电流为0.3A,A1的示数应为 A,A₂的示数应为 A;如果灯丝长度相同,L₁的灯丝应比L2的灯丝 (选填“粗”或“细”)。
【答案】 0.5 0.2 细
【详解】[1]由电路图可知两灯泡并联,电流表A1测干路中的电路
I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A
所以A1示数为0.5A。
[2]由电路图可知电流表A2和灯泡L1串联,测的是通过灯泡L1的电流,所以电流表A2的示数为0.2A。
[3]由电路图可知两灯泡并联,并联电路中用电器两端电压相等,灯泡L1的电流小于灯泡L2的电流,所以灯泡L1的电阻大于L2的电阻,灯丝长度相同,灯丝越细电阻越大,所以L1的灯丝应比L2的灯丝细。
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.(24-25九年级上·湖南长沙·阶段练习)下列关于电流、电压和电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关
B.某电路两端有电压,电路中一定有电流
C.铜的电阻比铁的电阻小
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
【详解】AD.电阻是指导体对电流的阻碍作用,是导体的属性,与导体的材料、横截面积、长度、温度有关,与通过的电流及两端电压无关,故A正确,D错误;
B.某电路两端有电压,且电路闭合,才会有电流,故B错误;
C.铜和铁两导体材料不同,但电阻的大小还需要比较长度和横截面积等,故C错误。
故选A。
7.(23-24九年级上·广东茂名·阶段练习)一根导线的电阻为R,下列做法能使该导线电阻增大的是( )
A.将导线对折后连入电路 B.将导线拉长后连入电路
C.减小导线两端的电压 D.减小通过导线的电流
【答案】B
【详解】A.将导线对折后连入电路,相当于导线长度变小横截面积变大由电阻的影响因素可知电阻减小,故A不符合题意;
B.将导线拉长后连入电路,导线长度变大横截面积变小由电阻的影响因素可知电阻增大,故B符合题意;
CD.导体的电阻与导体的长度、材料和横截面积有关,与导体两端的电压无关,与通过的电流无关,故CD不符合题意。
故选B。
8.(23-24九年级上·陕西西安·期末)如图是四根高压线上的一个固定装置,下列说法中正确的是( )
A.该装置属于导体
B.利用这个装置将高压线固定起来,相当于增加高压线的长度
C.利用这个装置高压线输送电能时的电阻小,减少电能损失
D.高压线输送电能时,它的电阻不受温度影响
【答案】C
【详解】ABC.该装置为绝缘体,其作用是将导线并联,通过增大导体的横截面积从而减小电阻,减少电能损失,故C正确,AB错误;
D.根据导体电阻的影响因素可知,温度是其中一个影响因素,因此高压线输送电能时,它的电阻也会受温度影响,故D错误。
故选C。
9.(23-24九年级下·河北石家庄·开学考试)如图所示.和是由同种材科制成的长度相同、横截面积不同的导体,将它们串联后连入电路中.比较通过它们的电流和电阻的大小,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AD.根据题意知道,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,由于横截面积越大,电阻越小,即RAB>RBC,故A错误,D正确;
BC.由于两段导体串联,通过两导体的电流相等,即IAB =IBC,故BC均错误。
故选D。
10.(23-24九年级上·河南许昌·期中)由同种材料制成的三根电阻丝R1、R2、R3,已知它们的长度关系为l1>l2=l3,截面积关系为S1=S2<S3,现将它们串联接入电路,关于他们的电阻和通过他们的电流,正确的是( )
A.R1<R2=R3,I1=I2=I3 B.R1>R2>R3,I1=I2=I3
C.R1=R2>R3,I1>I2>I3 D.R1<R2<R3,I1=I2>I3
【答案】B
【详解】A、B、C是三根同种材料制成的电阻丝,2和3相比,它们长度相同,2比3细,故
R2>R3
如果把1和2相比,它们粗细相同,1比2长
R1>R2
那么,这三根电阻线R1、R2、R3从大到小排列应为
R1>R2>R3
根据串联电路特点,串联电路中各部分导体的电流相等,即
I1=I2=I3
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.(24-25九年级上·山东泰安·阶段练习)小强在探究“影响导体电阻大小的因素”时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
①导体的材料; ②导体的长度; ③导体的横截面积
为了验证上述猜想,小强用如图所示的器材进行实验,其中导体ABC是镍铬合金丝,D是锰铜合金丝;ACD长度相同,ABD横截面积相同:
(1)实验中,在两个金属夹子之间接上不同的导体,闭合开关后通过观察 来比较导体的电阻大小会更加准确。
(2)为了验证猜想3,应选用编号为 和 的两根金属丝分别接入电路进行试验。
(3)选用A、B两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的 有关,可得出的结论是 。
(4)实验中,她将A、D两根导线分别接入电路,测出的电流分别为,,它们的关系为,可以判断出:镍铬材料和锰铜材料比较, 导电性较强。
【答案】(1)电流表示数大小;(2) A(或C) C(或A);(3) 长度 在材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比,即导体越长,电阻越大;(4)锰铜合金丝
【详解】(1)在实验中,为了比较不同导体的电阻大小,我们不能直接测量电阻值,但可以通过观察电流表的示数来间接判断。因为电阻的大小会影响电路中的电流,电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。所以,在两个金属夹子之间接上不同的导体,闭合开关后,我们可以通过观察电流表的示数大小来比较导体的电阻大小。
(2)[1][2]为了验证猜想3,即导体的电阻与横截面积的关系,我们需要控制其他因素(如材料和长度)相同,只改变横截面积。观察给出的金属丝,我们发现A和C的材料(镍铬合金)和长度都相同,但横截面积不同。因此,应选用编号为A和C的两根金属丝分别接入电路进行实验。
(3)[1][2]选用A、B两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度的关系。因为A和B的材料(镍铬合金)和横截面积都相同,只有长度不同。通过实验,我们可以得出结论:在材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比,即导体越长,电阻越大。
(4) 实验中,将A、D两根导线分别接入电路,测出的电流分别为I1和I2,且I1<I2。由于A和D的长度和横截面积都相同,只有材料不同(A是镍铬合金,D是锰铜合金),因此这个实验结果说明在长度和横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同。又因为电流I1<I2,说明在相同条件下,D导体的电阻较小,即锰铜合金丝的导电性较强。
12.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试)小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,作出了如下猜想:
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
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)如图甲所示电路,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,闭合开关后,通过观察 来比较导体电阻大小。
(2)为了验证猜想一,可把M、N依次跟 (填编号)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)把M、N依次跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟导体的 的关系,其结论是 。
(4)若某次实验电流表示数是0.50A,请在乙图中标出电流表指针的位置 。
【答案】(1) 电阻 电流表示数;(2)A、B;(3) 横截面积 导体材料与长度相同时,电阻的大小与横截面积有关;(4)见解析
【详解】(1)[1]为了保护电路,实验前最好在导线a、b间连接电阻。
[2]在M、N之间分别接上不同的导体,电路通过电流不同,可通过观察电流表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)[1][2]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与导体的横截面积的关系;电流表的示数不同,说明电阻不同,则可得结论为:导体材料与长度相同时,电阻的大小与横截面积有关。
(4)电流表示数是0.50A,电流表指针的位置如下图所示:
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