内容正文:
14.1 怎样认识电阻(原卷版)
一、什么是导体的电阻
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。
二、电阻与哪些因素有关
1.探究导体的电阻跟哪些因素有关
(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。
(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)探究导体电阻的实验装置如下图所示,演示板上固定着四根金属丝其成分和直径见图(图中金属丝的直径单位为毫米)。
①如图所示,连接电路,闭合开关。让鳄鱼夹在A、B之间移动,观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。
②将图中的电阻丝AB与EF分别接入电路中,闭合开关,观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。
③将图中的电阻丝AB与MN分别接入电路中,闭合开关,观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。
实验表明:
①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。
②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。
③导体电阻的大小跟导体的材料有关,不同材料的导体,电阻不同。
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。
拓展
1.半导体
导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。如硅和锗。
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
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。
三、电阻器
1.定值电阻: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“”。
2.变阻器
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电位器。
3.滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。
(2)作用:①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值,从而改变电路中的电流和用电器两端的电压;②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。
(3)构造:滑动变阻器的构造如图所示:
接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝;接线柱C、D之间是金属杆,电阻为零;P是金属滑片,与金属杆和电阻丝相连(电阻丝的表面涂有绝缘漆,但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉),滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时,接入电路的A、C(D)或B、C(D)两个接线柱间电阻丝的长度不一样,这样就改变了接入电路中电阻的大小。
(4)结构示意图和电路图中的符号
(5)铭牌上各数值的物理意义
20Ω:表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时,接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化。
1.5A:表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。
(6)滑动变阻器的连接方法
①接入A、D或A、C接线柱
接入电路中电阻丝是AP段。左移,AP段变短,接入电阻变小;右移,AP段变长,接入电阻变大。
接入电路中电阻丝是AP段。左移,AP段变短,接入电阻变小;右移,AP段变长,接入电阻变大。
②接入B、D或B、C接线柱
接入电路中电阻丝是BP段。左移,BP段变长,接入电阻变大;右移,BP段变短,接入电阻变小。
接入电路中电阻丝是BP段。左移,BP段变长,接入电阻变大;右移,BP段变短,接入电阻变小。
③接入A、B或C、D接线柱
所有电阻丝都接入了电路,相对于接入了一定值电阻,移动划片不能改变接入电路电阻大小。
金属杆被接入电路,没有电阻丝接入电路。
归纳总结
4.滑动变阻器的使用
(1)通过滑动变阻器的电流不能超过它允许通过的最大电流
(2)滑动变阻器要串联在被控制的电路中
(3)连接时要遵循“一上一下”的原则
(4)闭合开关前,滑片应移到阻值最大处
点拨 下接线柱接右,滑片右移电阻变小;下接线柱接左,左移电阻变小。也可以理解为滑片离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大。记忆口诀“下接右,右移变小”或“离下近时小,离下远时大”
拓展
电阻箱
电阻箱有两种:旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“”表示。
(1)旋钮式电阻箱
①使用方法:将电阻箱的两个接线柱接入电路中,调节六个旋钮,就能得到0—9999Ω之间的电阻值。
②读数方法:将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数,然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图,该电阻箱的示数:2×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+5×1Ω=2035Ω。
(2)插入式电阻箱
①使用方法:插入式电阻箱有两个接线柱,接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时,对应那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被短路,相当于没有接入电路。
②读数方法:如图所示,是插入式电阻箱的示意图,,接入电路的总电阻R=5Ω+Ω=7Ω。
【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.(23-24九年级上·广东清远·期中)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路图,表格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。
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)在连接电路时,发现还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 ;
(2)在实验中通过观察 来判断a、b两点间导体电阻的大小,这种方法在物理实验中叫转换法;
(3)另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲在原电路中把灯泡换成定值电阻,再串联接入一个电流表;乙则把灯泡直接更换为电流表。你认为 同学的改进更好一些,原因是 ;
(4)通过对表格中 这两根导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系;
(5)生活中,通常选用铜芯线、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。
2.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)小明在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的实验中,猜想可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。小明利用老师提供的装有三种规格电阻丝的实验盘(如图甲所示),设计了一个电路(如图乙所示),其中M、N之间接入电阻丝。
(1)小明探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度,然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,发现灯泡亮度变暗,得出结论 ;
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度,同时将2和4连接起来、 和 连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度;
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,可用M、N分别接1、2和 ,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论;
(4)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过灯泡的亮度反映出来的 法;
(5)小明觉得只看亮度并不能准确判断电阻的大小,最好在电路中加入 ,这样判断会更准确。
【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.(23-24九年级上·广东揭阳·期末)下列做法中,可以使电阻丝阻值增大的是( )
A.将电阻丝对折 B.将电阻丝拉长
C.使通过电阻丝的电流减小 D.增加电阻丝两端电压
4.(23-24九年级上·广东佛山·期中)为了探究“影响导体电阻的因素”,小陈连接了如题图所示的电路进行实验。在电路的A、B间分别接入a、b、c三根镍铬合金电阻丝,其中横截面积:,长度。闭合开关,电灯最亮时接入的是( )
A.a电阻丝 B.b电阻丝
C.c电阻丝 D.无法判断
【方法点拨】1.解题一般步骤
(1)确定滑动变阻器的哪一部分接入了电路;
(2)明确接入电路的这一部分的长度怎样变化,滑动变阻器接入电路的阻值怎样变化;
(3)明确电路中的电流只有变化,进而作出判断。
2.滑动变阻器电阻变化规律
下接线柱接右,滑片右移电阻变小;下接线柱接左,左移电阻变小。也可以理解为滑片离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大。记忆口诀“下接右,右移变小”或“离下近时小,离下远时大”。
5.(22-23九年级下·广东肇庆·阶段练习)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,当油箱中的油量减少时,滑动变阻器的阻值 ,电流表的示数 (前两空选填“变大”“变小”或“不变”),电阻的作用是当油箱中油量较 (选填“多”或“少”)时保护电路。
6.(22-23九年级下·广东梅州·开学考试)在如图所示电路中,滑动变阻器接入电路的电阻是 段,当滑片向上滑动时,电路中的电阻将 ,电流表的示数将 ,灯的亮度将 。
7.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)将图所示的实验器材按要求连接实物图。用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变通过小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时电流表示数变大。
8.(23-24九年级上·广东广州·阶段练习)请用笔画线代替导线连接电路,并在框中面出电路图。要求:闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡变亮,电压表测小灯泡电压。
1.(23-24九年级上·广东惠州·期中)马路上的路灯,其中一盏灯坏了,其他路灯仍亮,说明马路上的路灯是 联的;如图甲所示,多芯线是由多根细导线制成,各根细导线并在一起使用,可增大导线的 从而减小电阻;如图乙所示,某种调光型台灯的电路图,a为电位器(变阻器)示意图,转动旋钮可改变滑片P在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置,电位器的A、B接线柱与灯泡串联,顺时针转动旋钮时灯泡亮度会 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
2.(23-24九年级上·广东茂名·阶段练习)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 ;把铅笔芯AB放在酒精灯上加热,小灯泡逐渐变暗,这说明铅笔芯AB的电阻随温度升高而 ;若不小心将铅笔芯AB之间碰断了,小灯泡 (选填“会”或“不会”)有电流通过。
3.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)如图所示,为某可调亮度台灯及其用于调光的电位器结构图,接线柱2与金属滑片P相连。则电位器应该与灯泡 (选填“串联”或“并联”),它是通过改变电阻片接入电路中的 来改变其接入电路中的电阻。欲使滑片P顺时针转动时灯泡变亮,应将接线柱 接入电路。
4.(22-23九年级下·广东惠州·阶段练习)在探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)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;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,导体的电阻与导体的 有关;
(2)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”);
(3)本实验运用了 法来研究每一个因素对电阻大小的影响。试根据你学过的物理知识再列出一个用这种方法研究的例子: ;
(4)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 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
5.(22-23九年级下·广东肇庆·阶段练习)下列做法能改变某段导体电阻大小的是( )
A.导体两端的电压 B.导体的长度
C.通过导体的电流 D.导体所处的位置
6.(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)如图所示电路,若要求变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,应将滑动变阻器哪两个接线柱接到MN之间( )
A.a、c或b、d B.a、c或a、d
C.a与b D.c与d
7.(23-24九年级上·广东珠海·期中)如图所示,有关滑动变阻器的使用,下列说法错误的是( )
A.铭牌上的“ 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是
B.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
C.接线柱C、D端接进电路为定值电阻
D.A、C端接进电路,向D端移动P,电阻增大
8.(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化,雨停后,小珠查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)
(1)小珠按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数,再将检测表放入雨水中,电流表有示数。这表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,这说明a、b间接入电路的电阻 (选填“变大”或“变小”)。我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的 、长度、横截面积和温度,a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的。
(3)小珠设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,可是这样无法实现无雨时的车窗清洗,在图乙电路中,用笔画线代替导线
1.(23-24九年级上·四川内江·阶段练习)如图所示的电路,AB和CD为粗细相同的镍铬合金线。闭合开关后,通过观察电流表的示数来比较合金线电阻的大小,这种研究方法叫 (选填“控制变量法”或“转换法”)。该实验装置是研究电阻大小与导体 (选填“长度”或“横截面积”)的关系。
2.(23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图为旋转式变阻器的结构图,A、B、C为变阻器的三个接线柱,P为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节电风扇的转速,当顺时针旋转旋钮触片时,电风扇的转速变大,则应连接接线柱 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)和电风扇 联后接入电路中。
3.(23-24九年级上·江西·阶段练习)电位器是电器设备中常用的电路元件(如图甲),在音响设备中电位器必须与扬声器 (选填“串”或“并”)联。已知接入电路的电阻越小,音量越强,若要实现沿逆时针旋转调节旋钮时,提高音量,必须将B和 接入电路。如图乙是电阻箱,此时接入电路的电阻值读数是 。图丙滑动变阻器标有“,2A”字样,若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有 种接法可以改变接入电路中的电阻,“2 A”指的是 。
4.(23-24九年级上·全国·课后作业)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,当滑片P从滑动变阻器的a点向b点移动的过程中,电流表A示数 ,电压表V示数 。
5.(23-24九年级上·广西钦州·期末)如图是滑动变阻器改变电流的实验电路图,当滑片P向左移动要使灯变亮,电路图中的M、N两线头应分别与滑动变阻器的 两接线柱相连,此时电流表示数将 。(填“变大”或“变小”)
6.(23-24九年级上·江苏南通·阶段练习)如图所示,白炽灯长期使用后,玻璃泡内侧会发黑,这时灯丝的电阻与出厂时相比( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判断
7.(23-24九年级上·湖南·阶段练习)下列关于电阻的说法错误的是( )
A.导体的电阻与它两端的电压有关
B.当导体中的电流为零时,导体的电阻不为零
C.架设输电线用铜线而不用铁线,是因为长度相同、横截面积相同的铜线比铁线电阻小
D.一段导体无论是否有电流通过,它的电阻总是存在的
8.(23-24九年级上·四川广元·期末)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小赵设计了如图所示的电路,将金属夹子A固定夹在铅笔芯的左端,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中错误的是( )
A.该实验可以探究导体的电阻大小跟导体长度的关系
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映铅笔芯接入电路的电阻大小
C.当夹子B向左滑动时,铅笔芯接入电路的电阻值变小
D.若增大电源电压,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小
9.(23-24九年级上·安徽·阶段练习)如图所示,R是一块合金导体,将其按照图甲的方式连入电路中,闭合开关,电流表的示数为I,将导体R按照乙图中不同的方式连入电路,则下列关于电流I的大小判断正确的是( )
A.按不同的方式接入电路电流I大小相同
B.按“上下”接入电路电流I最小
C.按“前后”接入电路电流I最小
D.按“左右”接入电路电流I最小
10.(23-24九年级上·河北邯郸·期中)如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的方案是( )
A. B.
C. D.
11.(23-24九年级上·河南信阳·阶段练习)如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
要求:①电压表测小灯泡两端电压;
②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
12.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)按要求完成下列小题。
(1)根据电路图连接电路;
(2)根据图中的电路,在虚线框中画出相应的电路图;
(3)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上,补上后要求:①L1与L2并联;②开关S同时控制L1与L2;③电流表测量L1电流。
13.(23-24九年级上·广东肇庆·阶段练习)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。
(1)该实验是通过观察 比较电阻丝电阻的大小;运用的方法是 ;
(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)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,为验证其猜想,我们可以选择 两根电阻丝进行验证。
14.(23-24九年级上·福建三明·阶段练习)在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 ;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示 A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
1.3A
2.2A
2.7A
①探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是 (填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越 ,横截面积越小,电阻越大。
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14.1 怎样认识电阻(解析版)
一、什么是导体的电阻
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。
二、电阻与哪些因素有关
1.探究导体的电阻跟哪些因素有关
(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。
(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)探究导体电阻的实验装置如下图所示,演示板上固定着四根金属丝其成分和直径见图(图中金属丝的直径单位为毫米)。
①如图所示,连接电路,闭合开关。让鳄鱼夹在A、B之间移动,观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。
②将图中的电阻丝AB与EF分别接入电路中,闭合开关,观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。
③将图中的电阻丝AB与MN分别接入电路中,闭合开关,观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。
实验表明:
①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。
②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。
③导体电阻的大小跟导体的材料有关,不同材料的导体,电阻不同。
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。
拓展
1.半导体
导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。如硅和锗。
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
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。
三、电阻器
1.定值电阻: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“”。
2.变阻器
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电位器。
3.滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。
(2)作用:①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值,从而改变电路中的电流和用电器两端的电压;②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。
(3)构造:滑动变阻器的构造如图所示:
接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝;接线柱C、D之间是金属杆,电阻为零;P是金属滑片,与金属杆和电阻丝相连(电阻丝的表面涂有绝缘漆,但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉),滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时,接入电路的A、C(D)或B、C(D)两个接线柱间电阻丝的长度不一样,这样就改变了接入电路中电阻的大小。
(4)结构示意图和电路图中的符号
(5)铭牌上各数值的物理意义
20Ω:表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时,接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化。
1.5A:表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。
(6)滑动变阻器的连接方法
①接入A、D或A、C接线柱
接入电路中电阻丝是AP段。左移,AP段变短,接入电阻变小;右移,AP段变长,接入电阻变大。
接入电路中电阻丝是AP段。左移,AP段变短,接入电阻变小;右移,AP段变长,接入电阻变大。
②接入B、D或B、C接线柱
接入电路中电阻丝是BP段。左移,BP段变长,接入电阻变大;右移,BP段变短,接入电阻变小。
接入电路中电阻丝是BP段。左移,BP段变长,接入电阻变大;右移,BP段变短,接入电阻变小。
③接入A、B或C、D接线柱
所有电阻丝都接入了电路,相对于接入了一定值电阻,移动划片不能改变接入电路电阻大小。
金属杆被接入电路,没有电阻丝接入电路。
归纳总结
4.滑动变阻器的使用
(1)通过滑动变阻器的电流不能超过它允许通过的最大电流
(2)滑动变阻器要串联在被控制的电路中
(3)连接时要遵循“一上一下”的原则
(4)闭合开关前,滑片应移到阻值最大处
点拨 下接线柱接右,滑片右移电阻变小;下接线柱接左,左移电阻变小。也可以理解为滑片离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大。记忆口诀“下接右,右移变小”或“离下近时小,离下远时大”
拓展
电阻箱
电阻箱有两种:旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“”表示。
(1)旋钮式电阻箱
①使用方法:将电阻箱的两个接线柱接入电路中,调节六个旋钮,就能得到0—9999Ω之间的电阻值。
②读数方法:将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数,然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图,该电阻箱的示数:2×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+5×1Ω=2035Ω。
(2)插入式电阻箱
①使用方法:插入式电阻箱有两个接线柱,接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时,对应那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被短路,相当于没有接入电路。
②读数方法:如图所示,是插入式电阻箱的示意图,,接入电路的总电阻R=5Ω+Ω=7Ω。
【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.(23-24九年级上·广东清远·期中)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路图,表格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。
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)在连接电路时,发现还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 ;
(2)在实验中通过观察 来判断a、b两点间导体电阻的大小,这种方法在物理实验中叫转换法;
(3)另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲在原电路中把灯泡换成定值电阻,再串联接入一个电流表;乙则把灯泡直接更换为电流表。你认为 同学的改进更好一些,原因是 ;
(4)通过对表格中 这两根导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系;
(5)生活中,通常选用铜芯线、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。
【答案】(1)开关;(2)灯泡亮度;(3) 甲 定值电阻对电路有保护作用;(4)A和B;(5)材料
【详解】(1)由图可知,电路中没有开关,无法控制电路的通断,所以缺少的元件是开关。
(2)导体电阻的大小不易直接观察,实验时采用了转换法,用灯泡的亮度来反映导体电阻的大小,灯泡越亮,说明导体的电阻越小。
(3)[1][2]甲的方案好,因为导体的电阻较小,将灯泡换成电流表,电路中电流过大,可能会将电流表损坏,将定值电阻连入电路可以起到保护电路的作用。
(4)由表中信息可知,AB这两根电阻丝的材料和横截面积相同而长度不同,可用于探究电阻的大小与长度的关系。
(5)导体的电阻还与导体的材料有关,在长度和横截面积相同时,铜芯线、铝芯线的电阻较小,所以常用作输电线,而铁芯线的电阻较大,所以输电线不选择铁芯线为材料。
2.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)小明在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的实验中,猜想可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。小明利用老师提供的装有三种规格电阻丝的实验盘(如图甲所示),设计了一个电路(如图乙所示),其中M、N之间接入电阻丝。
(1)小明探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度,然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,发现灯泡亮度变暗,得出结论 ;
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度,同时将2和4连接起来、 和 连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度;
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,可用M、N分别接1、2和 ,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论;
(4)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过灯泡的亮度反映出来的 法;
(5)小明觉得只看亮度并不能准确判断电阻的大小,最好在电路中加入 ,这样判断会更准确。
【答案】(1)当导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;(2) 1 3;(3)5、6;(4)转换法;(5)电流表
【详解】(1)先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,这样接入电路的电阻长度变长,可探究电阻跟长度的关系,发现灯泡亮度变暗,可得出结论:当导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(2)[1][2]先把M接1、N接2;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、1和3连接起来,后一种接法使接入电路电阻的横截面增大了一倍,可探究电阻跟横截面积的关系。
(3)用M、N分别接1、2和5、6时,两电阻丝的长度、横截面积相同而材料不同,可探究电阻跟材料的关系。
(4)实验中通过小灯泡的亮度反映电阻大小,灯泡越亮,说明电阻丝的电阻越小,采用的是转换法。
(5)当电流变化不是很大时,很难看出灯泡亮暗的变化,在电路中加入电流表,这样判断会更准确。
【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.(23-24九年级上·广东揭阳·期末)下列做法中,可以使电阻丝阻值增大的是( )
A.将电阻丝对折 B.将电阻丝拉长
C.使通过电阻丝的电流减小 D.增加电阻丝两端电压
【答案】B
【详解】A.对折后,导体的长度减小,横截面积增大,则导体的电阻减小,故A不符合题意;
B.导体被拉长后,导体的长度增大、而横截面积减小,故导体的电阻增大;故B符合题意;
C.导体的电阻与通过导线的电流无关,故C不符合题意;
D.导体的电阻与导体两端的电压无关,故D不符合题意。
故选B。
4.(23-24九年级上·广东佛山·期中)为了探究“影响导体电阻的因素”,小陈连接了如题图所示的电路进行实验。在电路的A、B间分别接入a、b、c三根镍铬合金电阻丝,其中横截面积:,长度。闭合开关,电灯最亮时接入的是( )
A.a电阻丝 B.b电阻丝
C.c电阻丝 D.无法判断
【答案】C
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,当材料相同时,长度越短,横截面积越大,电阻越小;当闭合开关,电灯最亮时,接入的导体的电阻应最小,由于
故应选择长度最短,横截面积最大的c电阻丝,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【方法点拨】1.解题一般步骤
(1)确定滑动变阻器的哪一部分接入了电路;
(2)明确接入电路的这一部分的长度怎样变化,滑动变阻器接入电路的阻值怎样变化;
(3)明确电路中的电流只有变化,进而作出判断。
2.滑动变阻器电阻变化规律
下接线柱接右,滑片右移电阻变小;下接线柱接左,左移电阻变小。也可以理解为滑片离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大。记忆口诀“下接右,右移变小”或“离下近时小,离下远时大”。
5.(22-23九年级下·广东肇庆·阶段练习)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,当油箱中的油量减少时,滑动变阻器的阻值 ,电流表的示数 (前两空选填“变大”“变小”或“不变”),电阻的作用是当油箱中油量较 (选填“多”或“少”)时保护电路。
【答案】 变大 变小 多
【详解】[1]滑动变阻器是改变两个接线柱间电阻丝的长度来改变接入电路中电阻大小的。
[2]由图知道,油箱中油量减小,浮子下降,另一端的滑杆上升,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律知道,此时电路中的电流变小,即电流表的示数变小。
[3]由图知道,当油面上升到一定程度,滑动变阻器连入电路中的电阻为0时,若电路中没有R0,会造成电源短路,因此电阻R0在油箱中油量较少时起到保护电路的作用。
6.(22-23九年级下·广东梅州·开学考试)在如图所示电路中,滑动变阻器接入电路的电阻是 段,当滑片向上滑动时,电路中的电阻将 ,电流表的示数将 ,灯的亮度将 。
【答案】 Pb 减小 变大 变亮
【详解】[1][2][3][4]根据电路图可知,滑动变阻器接入电路的电阻是Pb段;当滑动变阻器的滑片P向上端移动时,其连入电路中的电阻变小,则电路中的总电阻
减小,由欧姆定律
可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,所以灯泡的实际功率为
变大,因此小灯泡的亮度变亮。
7.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)将图所示的实验器材按要求连接实物图。用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变通过小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时电流表示数变大。
【答案】见解析
【详解】由电路图可知,电源的电压为3V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;电路中电流约为0.5A,所以电流表的量程选0~0.6A,且与灯泡串联;要求滑片向右滑动时电流表示数变大,则滑片右移时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,因此滑动变阻器的右下方接线柱必须接到电路中,然后把上端的任意接线柱连入电路,最后与开关、电源组成电路,如下图所示:
8.(23-24九年级上·广东广州·阶段练习)请用笔画线代替导线连接电路,并在框中面出电路图。要求:闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡变亮,电压表测小灯泡电压。
【答案】见解析; 见解析
【详解】向左端移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,电阻变小,所以变阻器应选择左下接线柱串联入电路中;电源由两节干电池组成,即电源电压为3V,所以电压表选用小量程与灯泡并联,实物连接图如图
由实物图可知灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压;画电路图时,可从电源正极依次画出开关、变阻器、灯泡,最后回电源负极,电压表接在灯泡两端,电路图如图
1.(23-24九年级上·广东惠州·期中)马路上的路灯,其中一盏灯坏了,其他路灯仍亮,说明马路上的路灯是 联的;如图甲所示,多芯线是由多根细导线制成,各根细导线并在一起使用,可增大导线的 从而减小电阻;如图乙所示,某种调光型台灯的电路图,a为电位器(变阻器)示意图,转动旋钮可改变滑片P在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置,电位器的A、B接线柱与灯泡串联,顺时针转动旋钮时灯泡亮度会 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】 并 横截面积 变亮
【详解】[1]马路上各路灯工作时,当一盏灯坏掉后,其它仍可以正常工作,因此它们为并联连接。
[2]多芯线是由多根细导线绕制而成,且多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻,说明多芯线中的各根细导线之间是并联的,并联相当于增大了导体的横截面积,使总电阻减小。
[3]电位器的A、B接线柱与灯泡串联,顺时针转动旋钮时,电源电压不变时,电阻变小,电流变大,灯泡变亮。
2.(23-24九年级上·广东茂名·阶段练习)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 ;把铅笔芯AB放在酒精灯上加热,小灯泡逐渐变暗,这说明铅笔芯AB的电阻随温度升高而 ;若不小心将铅笔芯AB之间碰断了,小灯泡 (选填“会”或“不会”)有电流通过。
【答案】 长度 增大 不会
【详解】[1]当B夹子左右移动时,接入电路中的铅笔芯的长度发生变化,使小灯泡的亮度会发生变化,故导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是长度。
[2]把铅笔芯AB放在酒精灯上加热,小灯泡逐渐变暗,说明通过小灯泡的电流变小,铅笔芯AB的电阻变大,故说明铅笔芯AB的电阻随温度升高而增大。
[3]若不小心将铅笔芯AB之间碰断了,电路发生断路,小灯泡不会有电流通过。
3.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)如图所示,为某可调亮度台灯及其用于调光的电位器结构图,接线柱2与金属滑片P相连。则电位器应该与灯泡 (选填“串联”或“并联”),它是通过改变电阻片接入电路中的 来改变其接入电路中的电阻。欲使滑片P顺时针转动时灯泡变亮,应将接线柱 接入电路。
【答案】 串联 电阻丝的长度 1、2
【详解】[1]电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与灯泡串联。
[2][3]电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的。欲使滑片P顺时针转动时灯泡变亮,电路中电流变大,电位器接入电路的电阻变小,故接1、2两个接线柱。
4.(22-23九年级下·广东惠州·阶段练习)在探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)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;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,导体的电阻与导体的 有关;
(2)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”);
(3)本实验运用了 法来研究每一个因素对电阻大小的影响。试根据你学过的物理知识再列出一个用这种方法研究的例子: ;
(4)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 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。
【答案】 A、B 材料 不明显 控制变量 研究电流与电压和电阻的关系 减小
【详解】(1)[1]由表知:电阻丝A与B的材料、横截面积相同而长度不同,所以可用A与B验证①导体的电阻与导体的长度有关。
(1)[2]A、D两根电阻丝长度与横截面积相同而材料不同,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,导体的电阻与导体的材料有关。
(2)[3]电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,根据欧姆定律可知,电路中电流变化较小,灯泡亮度变化不明显,所以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况这种方法不可取。
(3)[4][5]探究每一个因素对电阻大小的影响时运用了控制变量法;采用此方法进行探究的还有:①研究电流与电压和电阻的关系;②研究压强与压力和受力面积的关系;③研究物体的动能与质量和速度的关系等。
(4)[6]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,在其他条件相同时,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。
5.(22-23九年级下·广东肇庆·阶段练习)下列做法能改变某段导体电阻大小的是( )
A.导体两端的电压 B.导体的长度
C.通过导体的电流 D.导体所处的位置
【答案】B
【详解】导体电阻大小和导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压、导体所处的位置无关,所以改变导体的长度能改变电阻的大小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)如图所示电路,若要求变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,应将滑动变阻器哪两个接线柱接到MN之间( )
A.a、c或b、d B.a、c或a、d
C.a与b D.c与d
【答案】B
【详解】若要求变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,滑动变阻器接入电路的阻值增大,则滑动变阻器的左下接线柱接入了电路,即a接线柱接入了电路,两个上接线柱任意一个接入电路都行,故a、c或a、d两接线柱接到MN之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(23-24九年级上·广东珠海·期中)如图所示,有关滑动变阻器的使用,下列说法错误的是( )
A.铭牌上的“ 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是
B.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
C.接线柱C、D端接进电路为定值电阻
D.A、C端接进电路,向D端移动P,电阻增大
【答案】C
【详解】A.铭牌说明变阻器连入电路的最大阻值为10Ω,即该变阻器的变阻范围为0~10Ω。故A正确,不符合题意;
B.只有一上一下的接线,才能改变变阻器连入电路的电阻丝的长度,从而改变变阻器连入电路的电阻。故B正确,不符合题意;
C.此时,变阻器中只有金属杆部分有电流通过,相当于电阻为0的导线。故C错误,符合题意;
D.此种情况下,是A与滑片P间的电阻丝连接电路,滑片向右移动,这部分电阻丝连入电路的长度变大,连入电路中的电阻变大。故D正确,不符合题意。
故选C。
8.(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化,雨停后,小珠查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)
(1)小珠按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数,再将检测表放入雨水中,电流表有示数。这表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,这说明a、b间接入电路的电阻 (选填“变大”或“变小”)。我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的 、长度、横截面积和温度,a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的。
(3)小珠设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,可是这样无法实现无雨时的车窗清洗,在图乙电路中,用笔画线代替导线
【答案】 导体 变小 材料 横截面积 见解析
【详解】(1)[1]从图中可以看出,电动机与检测网串联,电流表测量电路电流,小华按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数,再将检测网放入雨水中,电流表有示数,说明雨水能将电路接通,表明雨水是导体。
(2)[2]由欧姆定律可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,a、b间接入电路的电阻在变小。
[3][4]导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关。从图中可以看出,金属网浸入雨水中的深度越深,金属网的材料不变、长度不变、接入电路中的横截面积变大,因此a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。
(3)[5]检测网与电动机串联,无雨时,检测网开路,电动机无法工作,故无雨时要使电动机工作,应该将开关与检测网并联,在无雨时,闭合开关,电动机通路,就能正常工作,电路如图所示
1.(23-24九年级上·四川内江·阶段练习)如图所示的电路,AB和CD为粗细相同的镍铬合金线。闭合开关后,通过观察电流表的示数来比较合金线电阻的大小,这种研究方法叫 (选填“控制变量法”或“转换法”)。该实验装置是研究电阻大小与导体 (选填“长度”或“横截面积”)的关系。
【答案】 转换法 长度
【详解】[1]实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,这是采用的转换法。
[2]实验中导体的材料和横截面积均相同,长度不同,所以该实验研究的是电阻大小与导体长度的关系。
2.(23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图为旋转式变阻器的结构图,A、B、C为变阻器的三个接线柱,P为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节电风扇的转速,当顺时针旋转旋钮触片时,电风扇的转速变大,则应连接接线柱 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)和电风扇 联后接入电路中。
【答案】 A、B 串
【详解】[1][2]顺时针旋转旋钮触片时,电风扇的转速变大,原因是电流变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中电阻变小,则应连接接线柱A、B与电风扇串联后接入电路。
3.(23-24九年级上·江西·阶段练习)电位器是电器设备中常用的电路元件(如图甲),在音响设备中电位器必须与扬声器 (选填“串”或“并”)联。已知接入电路的电阻越小,音量越强,若要实现沿逆时针旋转调节旋钮时,提高音量,必须将B和 接入电路。如图乙是电阻箱,此时接入电路的电阻值读数是 。图丙滑动变阻器标有“,2A”字样,若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有 种接法可以改变接入电路中的电阻,“2 A”指的是 。
【答案】 串 A 2035 2 允许通过滑动变阻器的最大电流值
【详解】[1][2]电位器实质就是一个滑动变阻器,转动旋钮改变了接入电路的电阻,从而改变了电路中的电流,达到调节音量的目的,所以电位器应与扬声器串联;逆时针方向旋转调节旋钮时,提高音量,即使扬声器电流变大,电阻变小,由图知,应将B和A接入电路。
[3]图乙中,变阻箱的电阻值为
[4][5]图丙中,要把有3个接线柱的滑动变阻器接入电路中两个接线柱,则有3种的接法,AB、AC、BC,其中AB接入电路后,无法改变电阻值,因此正确的接法有2种;此变阻器铭牌的含义是:滑动变阻器的最大阻值为,2A是允许通过滑动变阻器的最大电流值。
4.(23-24九年级上·全国·课后作业)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,当滑片P从滑动变阻器的a点向b点移动的过程中,电流表A示数 ,电压表V示数 。
【答案】 变小 不变
【详解】[1] [2]由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测量干路中的电流;由于电源电压不变,滑片移动时,电压表示数不变;并联电路各支路互不影响,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变;当滑片P从滑动变阻器的a点向b点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变小,电流表示数变小。
5.(23-24九年级上·广西钦州·期末)如图是滑动变阻器改变电流的实验电路图,当滑片P向左移动要使灯变亮,电路图中的M、N两线头应分别与滑动变阻器的 两接线柱相连,此时电流表示数将 。(填“变大”或“变小”)
【答案】 A、D或A、C 变大
【详解】[1][2]电路中滑动变阻器与灯泡串联,电流表测串联电路中的电流。当滑片P向左移动时,灯泡变亮,则电路中的电流变大,电流表示数变大。此时需减小滑动变阻器接入电路的电阻值。按照滑动变阻器“一上一下”接线规则,应将M、N两线头分别与滑动变阻器的A、D或A、C两接线柱相连。
6.(23-24九年级上·江苏南通·阶段练习)如图所示,白炽灯长期使用后,玻璃泡内侧会发黑,这时灯丝的电阻与出厂时相比( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判断
【答案】C
【详解】
影响导体电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,当其中某个因素发生改变时,导体的电阻就会改变。白炽灯长期使用后,由于钨丝长期处于高温下,会发生升华现象,再在玻璃泡内侧发生凝华,使玻璃泡内侧发黑,因此灯丝的横截面积变小,此时导体的电阻会变大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(23-24九年级上·湖南·阶段练习)下列关于电阻的说法错误的是( )
A.导体的电阻与它两端的电压有关
B.当导体中的电流为零时,导体的电阻不为零
C.架设输电线用铜线而不用铁线,是因为长度相同、横截面积相同的铜线比铁线电阻小
D.一段导体无论是否有电流通过,它的电阻总是存在的
【答案】A
【详解】ABD.导体的电阻是导体本身的性质,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,一段导体无论是否有电流通过,它的电阻总是存在的,导体的阻值不为零,故A错误,符合题意,BD正确,不符合题意;
C.导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,架设输电线用铜线而不用铁线,是因为长度相同、横截面积相同的铜线比铁线电阻小,故C正确,不符合题意。
故选A。
8.(23-24九年级上·四川广元·期末)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小赵设计了如图所示的电路,将金属夹子A固定夹在铅笔芯的左端,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中错误的是( )
A.该实验可以探究导体的电阻大小跟导体长度的关系
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映铅笔芯接入电路的电阻大小
C.当夹子B向左滑动时,铅笔芯接入电路的电阻值变小
D.若增大电源电压,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小
【答案】D
【详解】A.实验中,铅笔芯接入电路的长度发生改变,所以该实验可以探究导体的电阻大小跟导体长度的关系,A正确,故A不符合题意;
B.本实验运用转换法,通过灯泡的亮暗反映铅笔芯接入电路的电阻大小,B正确,故B不符合题意;
C.当夹子B向左滑动时,铅笔芯接入电路的长度减 小,灯泡变亮,说明接入电路的电阻值变小,C正确,故C不符合题意;
D.若增大电源电压,灯泡会更亮,说明通过灯泡的电流增大,导体的电阻是导体本身的一种属性, 与导体两端的电压和通过的电流大小无关,此现象不能说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小,D错误,故D符合题意。
故选D。
9.(23-24九年级上·安徽·阶段练习)如图所示,R是一块合金导体,将其按照图甲的方式连入电路中,闭合开关,电流表的示数为I,将导体R按照乙图中不同的方式连入电路,则下列关于电流I的大小判断正确的是( )
A.按不同的方式接入电路电流I大小相同
B.按“上下”接入电路电流I最小
C.按“前后”接入电路电流I最小
D.按“左右”接入电路电流I最小
【答案】C
【详解】A.电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,长度越长、横截面积越小,电阻越大。按不同的方式接入电路时,导体的电阻不同,所以电流不同,故A错误;
BCD.将导体按照乙图中不同的方式连入电路,采用上下方式时,导体的长度最短,横截面积最大,电阻最小,电流最大;采用前后方式时,导体的长度最长,横截面积最小,电阻最大,电流最小;故BD错误,C正确。
故选C。
10.(23-24九年级上·河北邯郸·期中)如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的方案是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.滑动变阻器和灯泡是串联的,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电阻,改变电路中的电流,改变灯泡的亮度,故A符合题意;
B.灯泡被短路,灯泡不亮,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度,故B不符合题意;
C.滑动变阻器接入下半段,灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的,滑动变阻器不能改变灯泡的亮度,故C不符合题意;
D.灯泡和滑动变阻器都被导线短路,灯泡不能发光,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度,故D不符合题意。
故选A。
11.(23-24九年级上·河南信阳·阶段练习)如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
要求:①电压表测小灯泡两端电压;
②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
【答案】见解析
【详解】为使电压表测小灯泡两端电压,应将电压表并联在灯泡两端,正接线柱流入负接线柱流出;闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,所以滑动变阻器应选择b接线柱与灯泡串联,如图所示:
。
12.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)按要求完成下列小题。
(1)根据电路图连接电路;
(2)根据图中的电路,在虚线框中画出相应的电路图;
(3)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上,补上后要求:①L1与L2并联;②开关S同时控制L1与L2;③电流表测量L1电流。
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析
【详解】(1)由电路图可知,两灯并联,开关S1在灯L1所在的支路上,开关S2在干路上,控制整个电路的通与断,实物图连接如图所示:
(2)由实物图可知,变阻器和灯泡串联,电流表串联在电路中,测电路电流,电压表并联在灯泡的两端,测灯泡的两端电压,如图所示:
(3)根据要求,L1与L2并联,开关S同时控制L1与L2,说明开关在干路上;电流表测量通过L1的电流,说明电流表串联在L1所在的支路上,如图所示:
13.(23-24九年级上·广东肇庆·阶段练习)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。
(1)该实验是通过观察 比较电阻丝电阻的大小;运用的方法是 ;
(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)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,为验证其猜想,我们可以选择 两根电阻丝进行验证。
【答案】(1) 电流表示数的大小 转换法;(2)长度;(3)b、d
【详解】(1)[1][2]电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻越大,电路电流越小,电流表示数越小,则实验中可以通过观察电流表的示数可以判断电阻的大小,采用转换法。
(2)b、c的两根电阻丝材料与横截面积相同,长度不同,选择编号为b、c的两根电阻丝进行实验, 探究电阻大小跟导体的长度是否有关。
(3)将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,改变了导体的横截面积,变量是横截面积,只改变横截面积,可以选择b、d两根电阻丝进行验证。
14.(23-24九年级上·福建三明·阶段练习)在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 ;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示 A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
1.3A
2.2A
2.7A
①探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是 (填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越 ,横截面积越小,电阻越大。
【答案】(1)小;(2)0.22;(3) b、d 长
【详解】(1)实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,对应的导线电阻越小,电流表示数越大。
(2)图乙中,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.22A。
(3)①[1]探究导线电阻的大小与材料的关系,需要控制长度、横截面积相同,改变材料的种类,因此b、d符合题意。
②[2]由表格数据可得出结论:用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越小,电阻越大。
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