内容正文:
第1节 电阻 变阻器
目录
【A 夯基础】 1
一、电阻的有关概念辨析;单位及其换算 1
二、半导体;超导现象 2
三、电阻的影响因素及其应用 2
四、变阻器 3
五、滑动变阻器的接法 3
六、滑动变阻器的铭牌含义 4
七、电阻、滑动变阻器有关探究实验(选填) 4
八、电位器 6
九、作图题 7
十、实验器 8
【B 提能力】 11
【C 链中考】 14
一、电阻的有关概念辨析;单位及其换算
1.电阻表示导体对电流的 作用;0.5kΩ= Ω。
2.电阻的单位是 ,单位的换算关系是:1kΩ Ω,1MΩ Ω。
3.7.8 MΩ= kΩ= Ω。
4.下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小
5.关于电阻,下列说法错误的是( )
A.导体的电阻都随温度的升高而增大,降低而减小
B.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
C.电阻表示导体对电流的阻碍作用
D.导体的电阻是导体本身的性质,与是否通电无关
二、半导体;超导现象
6.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
7.我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,2B铅笔中的石墨是 (选填“导体”或“绝缘体”)。某些材料导电性能介于导体和绝缘体之间,常称作 。某些物质在很低的温度时,电阻会变成零,这就是 现象。
三、电阻的影响因素及其应用
8.电阻是导体本身的性质,它大小决定于导体的 、 、材料和温度。一电阻丝两端的电压由5伏提升到10伏时,它的电阻将 。(填变大,变小或不变)
9.电阻的单位是 ;在材料、横截面积、温度等相同时,导体长度越长其电阻值就越 (大/小);同一导体,其他因素不变时,当通过导体的电流增大,其电阻值 (不变/变小/变大)。
10.下列说法中,能说明导体的电阻跟导体的材料有关的是( )
A.长度相同的铜丝,细的比粗的电阻大
B.横截面积相同的铜丝,长的比短的电阻大
C.横截面积相同的铁丝和铜丝,铁丝可能比铜丝的电阻大
D.长度和横截面积都相同的铁丝和铜丝,铁丝比铜丝的电阻大
11.如图所示,将一根铜丝拉长,一定变化的物理量是( )
A.质量 B.比热容 C.电阻 D.密度
12.一根铝导线的电阻为R,要使其电阻增大,可采用的措施是( )
A.将其对折连入电路 B.将其拉长连入电路
C.增大导线两端电压 D.减小导线两端电压
13.甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是( )
A.R甲=R乙=R丙 B.R甲>R乙>R丙
C.R甲>R丙>R乙 D.R甲<R乙<R丙
四、变阻器
14.下列用电器中,不需要变阻器的是 ( )
A.普通家用的白炽电灯 B.电视机或收音机
C.无级调光书写台 D.调温电熨斗
15.作用:通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中 ,进而改变部分电路两端的 ,还起 的作用。
16.滑动变阻器改变接入电路的电阻是靠
A.改变连入电路的材料来实现的
B.改变连入电路中导线的长度来实现的
C.改变连入电路中导线的横截面积来实现的
D.同时改变连入电路中导线的横截面积和长度来实现的
17.下列关于滑动变阻器的说法正确的是( )
A.滑动变阻器是靠改变导体的横截面积来改变电阻的
B.滑动变阻器是靠改变导体的材料来改变电阻的
C.滑动变阻器是靠改变连入电路中导体的长度来改变电阻的
D.因为电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,所以滑动变阻器是靠改变任一因素来改变电阻的
五、滑动变阻器的接法
18.阻值可以改变的电阻叫做变阻器。常用的有滑动变阻器和 。滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的 来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中电流,进而改变部分电路两端的电压,还起保护电路的作用。使用时滑动变阻器应串联在电路中,接入电路前应将滑片调到阻值 位置,接线柱应选择“一上一下”。
19.如图所示是滑动变阻器使用的连接方法,如果滑片P都向左移动时,变阻器电阻值改变的情况分别是:甲: ;乙: ;丙: ;丁: 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.图中滑动变阻器的四种接法中,当滑片P向右移动时,接入电路的电阻值增大的是( )
A. B.
C. D.
六、滑动变阻器的铭牌含义
21.一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.5A”的字样它的意义是( )
A.电阻的最小值是50Ω,允许通过的最大电流是1.5A
B.电阻的最小值是50Ω,允许通过的最小电流是1.5A
C.电阻的最大值是50Ω,允许通过的最小电流是1.5A
D.电阻的最大值是50Ω,允许通过的最大电流是1.5A
22.某滑动变阻器铭牌上标有“”字样,其含义是 。将滑动变阻器与灯泡串联后接入电路,当滑片Р向左端滑动时,灯泡变亮,则滑动变阻器应将接线柱 (选填“A”或“B”)与D接入电路。
七、电阻、滑动变阻器有关探究实验(选填)
23.在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是( )
A.质量 B.长短 C.粗细 D.温度
24.决定导体电阻大小的因素有导体的材料、 和横截面积。把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入如图所示的电路中,当把铜丝接入电路后,闭合开关,小灯泡会更亮一些,这说明 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)的电阻更大。
25.如图所示,将铅笔芯接在a、b之间灯泡发光,说明铅笔芯是 (填“导体”或“绝缘体”);当缩短a、b两夹子之间的距离时,可观察到灯泡的亮度将 (选填“变亮”“不变”或“变暗”);利用此装置探究影响电阻大小的因素时,若发现小灯泡的亮度变化不够明显,此时可以在电路中串联一个 (选填“电流表”或“电压表”)。
26.如图所示,用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连接起来。当金属夹从电阻丝上的某点,沿电阻丝向 移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的 有关,如要继续研究电阻与温度的关系,还需要添加的仪器是 。
27.如图所示,演示板上镍铬合金丝①接在接线柱A、B之间、镍铬合金丝②接在接线柱C、D之间,它们的长度关系为LCD=2LAB,横截面积关系为SAB=SCD,将这两根镍铬合金丝分别接入电路(电路线头只能分别接在A、B或C、D上),闭合开关,观察电流表示数。下列说法错误的是( )
A.该装置是通过电流表的示数来反映导体电阻的大小
B.该装置可以探究导体电阻的大小跟导体长度的关系
C.可以在电路中串联一个小电阻保护电路
D.该装置可以探究导体的电阻大小跟导体材料的关系
28.某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
八、电位器
29.如图甲所示,是收音机上用以调节音量的一种电位器。它的实质是一个 。图乙为其说明书中的内部结构示意图。使用时,接线柱O必须接入电路。如果想在顺时针旋转滑动触头时音量变大,则还应将接线柱 (“a”或“b”)接入电路。
30.电视机、收音机上的音量旋钮,能够控制音量。它的实质是一个滑动变阻器,如图所示。要将其串联在电路中正常工作,可将接线柱A和 接入电路,此时若电位器旋钮顺时针旋转,它接入电路中的电阻将 。
31.如图,甲为亮度可调的台灯,图乙电位器是调节其亮度的装置,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则应连接 (选填“a、b”、“a、c”或“b、c”)接线柱,接线柱和灯泡 (选填“串”或“并”)联后接入电路中。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
32.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为调节合灯亮暗的电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.若只将接入电路,顺时针转动旋钮灯泡亮度变暗
B.若只将接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.电位器调节灯泡亮度与滑动变阻器的原理相同
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
九、作图题
33.在图所示的电路中有两根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,小灯亮度不变。
34.如图所示,请将电位器连入右侧电路中,要求逆时针旋转旋片P时,灯泡变暗。
35.请将下列元件连成电路,使电流表能测量小灯泡的电流,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中灯变亮。
36.如图所示电路,有两根导线尚未连接,请你用笔画线代替导线完成连接。(要求:电压表测量小灯泡两端的电压,且闭合开关后,滑片向右移动时小灯泡逐渐变暗)
十、实验题
37.如图所示的电路,AB和CD均为镍铬合金线,请回答下列问题:
(1)闭合开关后,通过观察 ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫 (填“等效替代法”或“转换法”);
(2)该实验装置是研究电阻大小与导体 的关系;
(3)该实验装置 (“能”“不能”)用来探究导体电阻与材料的关系。
38.如图所示,给出了几种电路元件,要求用滑动变阻器来改变电路中的电流。
(1)用笔画线代替导线,将图中元件连接成电路,要求:向右移动滑动变阻器的滑片,灯泡变亮;
(2)按(1)要求正确连接电路后,在闭合开关前,滑片应调到 端;(填“A”或“B”);
(3)该滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,其中的“1A”表示: ;
(4)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是 。乙同学缓慢移动滑片时,看到灯忽亮忽灭,这可能是滑动变阻器的滑片与电阻线圈之间 。
39.在“练习使用滑动变阻器”实验中,
(1)小群连接了如图甲的实验电路,其中三条线有错误,请在图甲中把接错的导线打上“×”,再用笔画表示导线,改到正确的位置上 -.
(2)请在图乙的方框内根据修改后的实物图,画出电路图.
(3)小群正确连接电路后,闭合开关,电流表、电压表的读数如图丙所示,则通过灯泡L的电流为 A,灯泡L两端的电压为 V.
40.某同学用如图所示的电路来研究导体电阻的大小与什么因素有关系。其中电源电压不变,AC是一根粗细均匀的合金丝,已固定在木板上,且AB=BC=0.5米,A、B、C三处都有接线柱可与电路连通,该同学经过适当的连接测得数据如下表所示。
实验次数
合金丝
长度(米)
横截面积(毫米2)
电流表的示数(安)
1
R1
0.5
0.1
0.2
2
R2
1.0
0.1
0.1
3
R3
0.5
0.2
0.4
(1)做实验次数2时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”);
(2)做实验次数3时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”),还应连接 接线柱;
(3)由实验次数1和2,可以得出的初步结论是: ;
(4)由实验次数1和3,可以得出的初步结论是: 。
41.在探究影响导体电阻大小的因素时,小茜、小亮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)按照如图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 和 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大。由此,得到的结论是: ;
(5)第(2)(3)(4)的实验中,研究问题的科学方法是 。
一、单选题
1.结合表格数据进行分析,高压输电的导线通常使用铝线而非铜线,主要是因为铝的( )
金属
导电性
(以银的导电性为100作标准)
密度
熔点/℃
硬度
(以金刚石的硬度为10作标准)
铜
99
8.9
1083
3
铝
61
2.7
660
2.7
A.导电性更好 B.硬度更大 C.密度更小 D.熔点更高
2.铅笔芯的型号主要根据石墨和粘土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高。下列四种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,其中电阻最小的是( )
A.A B.B C.C D.D
3.如图所示,用电池(电压为3 V)、小灯泡(2.5 V 0.3 A)、甲、乙两根铅笔芯(做滑动变阻器,铅笔芯的长度都是17.5 cm,甲的电阻为20 Ω,乙的电阻为10 Ω)、金属回形针、开关、导线,设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比( )
A.调节范围大,调节精度高 B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高 D.调节范围小,调节精度低
4.如图所示,将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中,下列描述不正确的是( )
A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的阻值变小
B.将E接A、F接B,灯的亮度较暗,调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变
C.将E接C、F接D,滑动变阻器不能起到保护电路的作用
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于A位置
5.在综合实践活动中,学习小组制作了一个能调节灯亮度的小台灯(如图甲所示),图乙是调节台灯亮度的电位器结构图,A、B、C是它的三个接线柱,当旋转电位器的滑片时,台灯左、右两侧的LED灯珠的亮度同时变化。下列分析正确的是( )
A.左、右两侧的灯珠一定是串联
B.若只将A、B接线柱接入电路,顺时针转动滑片,灯变亮
C.若只将B、C接线柱接入电路,顺时针转动滑片,灯变亮
D.此台灯的电池正负极若装反,不会影响灯的发光情况
二、填空题
6.小明发现在日常生产和生活中,导线的线芯主要由铜或铝制成,也有小部分导线用银和铁作为线芯,但它们的应用场景并不相同。为此他查阅了这四种金属的相关性能参数,具体包括:(1)长1米,横截面积1平方毫米的四种金属导体在18℃时的电阻值;(2)金属的密度值;(3)2025年3月的金属市场价格;(4)金属的机械强度和耐腐蚀性。并将相关数据和结果汇总在表二中。
表二
金属
电阻(Ω)
密度(千克/米)
价格(元/吨)
机械强度
耐腐蚀性
铜
0.017
79970
高
优
铝
0.027
21040
中
良
银
0.016
8340000
低
优
铁
0.099
2500-10000
高
差
(1)家庭电路所用的导线除了考虑电阻和经济性以外,还必须有较高的机械强度和很好的耐腐蚀性,表二中适合家庭布线的导线线芯是金属 ;
(2)长距离架空输电线路中,为大幅减少杆塔、绝缘子等支撑结构的承重要求,降低建设成本,主要采用铝芯电缆线;而为了弥补其导电性不足,通常采用增加横截面积的方法。请综合比较表二中铜和铝两种金属的相关性能参数,并结合所学知识分析解释其中的主要原因 。
三、实验题
7.为了“探究导体的阻值大小与温度的关系”,某小组同学利用由硫化银倒成的电阻和纯铜制成的电阻、电压恒定的电源、电流表、电键和导线组成电路,并用温度可以调控的加热器对硫化银电阻、铜制电阻分别进行加热,做了如图(a)、(b)、(c)和(d)所示的四次实验。请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳得出初步结论。
(1)比较(a)、(b)两图(或(c)、(d) 两图)可以发现:当电压一定,导体温度改变时,通过导体的电流 发生变化(选填“会”或“不会”),因此,导体的电阻与温度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)比较(a)和(b)与(c)和(d)两图可以发现导体电阻大小与温度的变化关系: 。
8.某学校同学想知道:影响电流大小的因素,他们设计了如图所示的电路,选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。
同学们正确连接电路,并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体A
长度0.4米 横截面积0.3毫米2
表二 导体B
长度1.2米 横截面积0.3毫米2
表三 导体C
长度1.5米 横截面积0.3毫米2
实验序号
1
2
3
实验序号
4
5
6
实验序号
7
8
9
U(V)
1.2
2.4
3.6
U(V)
2.4
3.6
4.8
U(V)
1.5
3.0
4.5
I(A)
0.30
0.60
0.90
I(A)
0.20
0.30
0.40
I(A)
0.10
0.20
0.30
表四
导体
长度
(米)
横截面积
(毫米2)
D
E
(1)根据他们选用的导体及设计的表格:可以判断他们原有的猜想:他们认为影响电流大小的因素可能是: 。
(2)分析比较表一或表二或表三中的数据,可初步得出: 。
(3)请进一步分析比较表一和表二和表三中的数据,可初步得出: 、 。
(4)为了在表二的基础上继续研究通过导体的电流与导体横截面积的关系,请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件 。
1.(2022·湖北襄阳·中考真题)如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
2.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示,电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,另一根导线应与滑动变阻器的 (选填“A”、“C”或“D”)接线柱连接,滑动变阻器是通过改变电阻丝的 来改变电阻的大小。
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第1节 电阻 变阻器
目录
【A 夯基础】 1
一、电阻的有关概念辨析;单位及其换算 1
二、半导体;超导现象 2
三、电阻的影响因素及其应用 3
四、变阻器 5
五、滑动变阻器的接法 6
六、滑动变阻器的铭牌含义 7
七、电阻、滑动变阻器有关探究实验(选填) 8
八、电位器 11
九、作图题 13
十、实验器 15
【B 提能力】 20
【C 链中考】 26
一、电阻的有关概念辨析;单位及其换算
1.电阻表示导体对电流的 作用;0.5kΩ= Ω。
【答案】 阻碍 500
【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。
[2]1kΩ=1000Ω,则
0.5kΩ=0.5×1000Ω=500Ω
2.电阻的单位是 ,单位的换算关系是:1kΩ Ω,1MΩ Ω。
【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,,。
3.7.8 MΩ= kΩ= Ω。
【答案】 7800 7800000
【详解】[1]由于1MΩ=1000kΩ,所以7.8 MΩ=7800kΩ。
[2]由于1kΩ=1000Ω,所以7800kΩ=7800000Ω。
4.下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小
【答案】D
【详解】A.导体电阻与材料、长度、横截面积、温度有关,仅比较材料,无法比较电阻大小,故A错误;
B.导体电阻与材料、长度、横截面积、温度有关,仅比较横截面积,无法比较电阻大小,故B错误;
C.导体电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故C错误;
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小,故D正确。
故选D。
5.关于电阻,下列说法错误的是( )
A.导体的电阻都随温度的升高而增大,降低而减小
B.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
C.电阻表示导体对电流的阻碍作用
D.导体的电阻是导体本身的性质,与是否通电无关
【答案】A
【详解】A.导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,还与温度有关,多数导体的电阻随温度升高而增大,少数导体的电阻随温度升高而减小,故A错误,A选项符合题意;
B.导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,故B正确,B选项不符合题意;
C.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,C正确,C选项不符合题意;
D.导体的电阻是导体本身的性质,导体中的电流、导体两端的电压大小无关,与是否通电无关,故D正确,D选项不符合题意。
故选A。
二、半导体;超导现象
6.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
【详解】硅具有金属和非金属的性质,是良好的半导体材料,在制作计算机芯片、太阳能电池的主要材料,所以芯片主要使用的是半导体材料,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,2B铅笔中的石墨是 (选填“导体”或“绝缘体”)。某些材料导电性能介于导体和绝缘体之间,常称作 。某些物质在很低的温度时,电阻会变成零,这就是 现象。
【答案】 导体 半导体 超导
【详解】[1]容易导电的物体称为导体,石墨是良好的导体。
[2]导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体,如硅是常见的半导体。
[3]某些物质在很低的温度时,电阻会变成零,这种现象称为超导现象,超导可以使电路中的电流大大增加,可用在磁悬浮列车上。
三、电阻的影响因素及其应用
8.电阻是导体本身的性质,它大小决定于导体的 、 、材料和温度。一电阻丝两端的电压由5伏提升到10伏时,它的电阻将 。(填变大,变小或不变)
【答案】 长度 横截面积 不变
【详解】[1][2]电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻是导体本身的性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度。
[3]导体的电阻与它两端的电压大小无关,与通过它的电流大小也无关,故一电阻丝两端的电压由5伏提升到10伏时,它的电阻将不变。
9.电阻的单位是 ;在材料、横截面积、温度等相同时,导体长度越长其电阻值就越 (大/小);同一导体,其他因素不变时,当通过导体的电流增大,其电阻值 (不变/变小/变大)。
【答案】 欧姆 大 不变
【详解】[1]电阻的单位是欧姆,简称:欧,符号是Ω。
[2]因导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,当导体材料、横截面积和温度都相同时,导体的长度越长,其电阻越大。
[3]电阻是导体的一种性质,与电流和电压无关,同一导体,其他因素不变时,当通过导体的电流增大,其电阻值不变。
10.下列说法中,能说明导体的电阻跟导体的材料有关的是( )
A.长度相同的铜丝,细的比粗的电阻大
B.横截面积相同的铜丝,长的比短的电阻大
C.横截面积相同的铁丝和铜丝,铁丝可能比铜丝的电阻大
D.长度和横截面积都相同的铁丝和铜丝,铁丝比铜丝的电阻大
【答案】D
【详解】验证导体的电阻跟导体的材料有关,需控制长度和横截面积相同,只改变导体的种类,验证导体电阻与材料的关系。
A.说法正确,但导体种类一样,故A不符合题意;
B.说法正确,但导体种类一样,故B不符合题意;
C.说法正确,但没有控制导体长度一样,故C不符合题意;
D.说法正确,长度和横截面积都相同,只有种类不一样,故D符合题意。
故选D。
11.如图所示,将一根铜丝拉长,一定变化的物理量是( )
A.质量 B.比热容 C.电阻 D.密度
【答案】C
【详解】A.将一根铜丝拉长后,形状发生变化,所含物质多少没有变化,质量不变,故A不符合题意;
B.将一根铜丝拉长后,长度变长了,物质种类没有变化,比热容不变,故B不符合题意;
C.将一根铜丝拉长后,长度变长了,横截面积变小了,电阻变大了,故C符合题意;
D.将一根铜丝拉长后,形状发生变化,物质种类、状态和温度没有变化,所以密度不变,故D不符合题意。
故选C。
12.一根铝导线的电阻为R,要使其电阻增大,可采用的措施是( )
A.将其对折连入电路 B.将其拉长连入电路
C.增大导线两端电压 D.减小导线两端电压
【答案】B
【详解】A.将这根铝导线对折后接入电路,长度变短、横截面积变大,电阻变小,可以使连入电路的导线电阻变小,故A不符合题意;
B.将这根铝导线拉长,长度变长、横截面积变小,电阻变大,可以使连入电路的导线电阻变大,故B符合题意;
CD.导体的电阻只与长度、材料、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,故CD不符合题意。
故选B。
13.甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是( )
A.R甲=R乙=R丙 B.R甲>R乙>R丙
C.R甲>R丙>R乙 D.R甲<R乙<R丙
【答案】B
【详解】甲、乙、丙三根合金丝的材料相同,甲、乙粗细相同,而甲较长,则有
R甲>R乙
乙、丙的长度相同,丙较粗,则有
R乙>R丙
所以
R甲>R乙>R丙
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
四、变阻器
14.下列用电器中,不需要变阻器的是 ( )
A.普通家用的白炽电灯 B.电视机或收音机
C.无级调光书写台 D.调温电熨斗
【答案】A
【详解】A.电路中的电流需要改变时,可以串联变阻器来通过改变电阻达到电流变化的目的,不需要变阻器的是普通家用的白炽电灯,故A符合题意;
BCD.电视机或收音机、无级调光书写台和调温电熨斗都需要变阻器,故BCD不符合题意。
故选A。
15.作用:通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中 ,进而改变部分电路两端的 ,还起 的作用。
【答案】 电流 电压 保护电路
【解析】略
16.滑动变阻器改变接入电路的电阻是靠
A.改变连入电路的材料来实现的
B.改变连入电路中导线的长度来实现的
C.改变连入电路中导线的横截面积来实现的
D.同时改变连入电路中导线的横截面积和长度来实现的
【答案】B
【分析】(1)电阻大小的影响因素:电阻的长度、横截面积、材料,在横截面积和材料一定时,电阻越长,电阻越大.
(2)滑动变阻器的原理:移动滑片改变连入电路的电阻丝的长度,改变连入电路的电阻,改变电路中的电流.
【详解】滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻大小,从而逐渐改变电路中的电流.
故选B.
【点睛】解题的关键是记住滑动变阻器的工作原理.掌握滑动变阻器的结构、原理、在电路中的作用、接线柱的接法、在电路中的连接方法.
17.下列关于滑动变阻器的说法正确的是( )
A.滑动变阻器是靠改变导体的横截面积来改变电阻的
B.滑动变阻器是靠改变导体的材料来改变电阻的
C.滑动变阻器是靠改变连入电路中导体的长度来改变电阻的
D.因为电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,所以滑动变阻器是靠改变任一因素来改变电阻的
【答案】C
【详解】滑动变阻器的电阻丝的材料、横截面积、温度都不变,改变电阻大小的方法是改变连入电路中导体的长度。
故选C。
五、滑动变阻器的接法
18.阻值可以改变的电阻叫做变阻器。常用的有滑动变阻器和 。滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的 来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中电流,进而改变部分电路两端的电压,还起保护电路的作用。使用时滑动变阻器应串联在电路中,接入电路前应将滑片调到阻值 位置,接线柱应选择“一上一下”。
【答案】 变阻箱 长度 最大
【详解】[1][2]变阻器常用的有滑动变阻器和变阻箱。滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中电流,进而改变部分电路两端的电压,还起保护电路的作用。
[3]使用时滑动变阻器应串联在电路中,接入电路前应将滑片调到阻值最大位置,接线柱应选择“一上一下”接法。
19.如图所示是滑动变阻器使用的连接方法,如果滑片P都向左移动时,变阻器电阻值改变的情况分别是:甲: ;乙: ;丙: ;丁: 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小 不变 不变 变大
【详解】[1]图甲滑动变阻器接入电路的有效部分是从电阻丝左端到滑片之间的电阻丝,滑片左移时,接入的电阻丝长度变短,阻值变小。
[2][3]图乙、丙滑动变阻器分别接了电阻丝两端、金属杆两端,不管滑片怎么移动,均不会影响变阻器接入电路的有效阻值。
[4]图丁中,滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,阻值变大。
20.图中滑动变阻器的四种接法中,当滑片P向右移动时,接入电路的电阻值增大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.当滑片P右移动时,连入电路的电阻线长度变长,电阻变大,故A符合题意;
B.当滑片P右移动时,连入电路的电阻线长度不变,不能改变电路中的电阻,故B不符合题意;
CD.当滑片P右移动时,连入电路的电阻线长度变短,电阻变小,故CD不符合题意。
故选A。
六、滑动变阻器的铭牌含义
21.一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.5A”的字样它的意义是( )
A.电阻的最小值是50Ω,允许通过的最大电流是1.5A
B.电阻的最小值是50Ω,允许通过的最小电流是1.5A
C.电阻的最大值是50Ω,允许通过的最小电流是1.5A
D.电阻的最大值是50Ω,允许通过的最大电流是1.5A
【答案】D
【详解】一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.5A”的字样,表示50Ω表示滑动变阻器的最大电阻是50Ω,1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是1.5A。
故选D。
22.某滑动变阻器铭牌上标有“”字样,其含义是 。将滑动变阻器与灯泡串联后接入电路,当滑片Р向左端滑动时,灯泡变亮,则滑动变阻器应将接线柱 (选填“A”或“B”)与D接入电路。
【答案】 见详解 A
【详解】[1]滑动变阻器铭牌上标有“”字样,其含义是滑动变阻器的最大阻值是10Ω,允许通过的最大电流是1.5A。
[2]若要使滑动变阻器的滑片P向左端滑动时使小灯泡变亮,则此时滑动变阻器的阻值变小,因此应将接线柱A与D接入电路。
七、电阻、滑动变阻器有关探究实验(选填)
23.在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是( )
A.质量 B.长短 C.粗细 D.温度
【答案】D
【详解】由题意可知,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热,镍铬合金丝的温度升高,镍铬合金丝的阻值变大,所以导致镍铬合金丝阻值变化的主要因素是温度,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
24.决定导体电阻大小的因素有导体的材料、 和横截面积。把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入如图所示的电路中,当把铜丝接入电路后,闭合开关,小灯泡会更亮一些,这说明 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)的电阻更大。
【答案】 长度 镍铬合金丝
【详解】[1]电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关。
[2]把铜丝接入电路中灯泡更亮一些,说明铜丝的电阻更小,则镍铬合金丝的电阻更大。
25.如图所示,将铅笔芯接在a、b之间灯泡发光,说明铅笔芯是 (填“导体”或“绝缘体”);当缩短a、b两夹子之间的距离时,可观察到灯泡的亮度将 (选填“变亮”“不变”或“变暗”);利用此装置探究影响电阻大小的因素时,若发现小灯泡的亮度变化不够明显,此时可以在电路中串联一个 (选填“电流表”或“电压表”)。
【答案】 导体 变亮 电流表
【详解】[1]将铅笔芯接在a、b之间灯泡发光,说明铅笔芯能导电,是导体。
[2]铅笔芯与灯泡串联,当缩短a、b两夹子之间的距离时,铅笔芯接入电路中的材料、横截面积不变,长度变小,铅笔芯接入电路中的电阻变小,电路电阻变小,由欧姆定律得,通过灯泡的电流变大,可观察到灯泡的亮度将变亮。
[3]串联电路中电流处处相等;电压表使用时与用电器并联,电流表使用时与用电器串联,利用此装置探究影响电阻大小的因素时,若发现小灯泡的亮度变化不够明显,此时可以在电路中串联一个电流表,通过电流表指针的变化,判断电路电流的变化,从而得出导体电阻的变化。
26.如图所示,用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连接起来。当金属夹从电阻丝上的某点,沿电阻丝向 移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的 有关,如要继续研究电阻与温度的关系,还需要添加的仪器是 。
【答案】 右 长度 酒精灯
【详解】[1][2]灯泡逐渐变暗,说明灯泡的实际功率减小,由功率公式可知,电路中的电流变小,由欧姆定律可知,电路中的电阻变大,即电阻丝接入电路的阻值变大,因此金属夹向右滑动,并且导体电阻的大小跟导体的长度有关。
[3]如要继续研究电阻与温度的关系,需要用酒精灯来加热导体。
27.如图所示,演示板上镍铬合金丝①接在接线柱A、B之间、镍铬合金丝②接在接线柱C、D之间,它们的长度关系为LCD=2LAB,横截面积关系为SAB=SCD,将这两根镍铬合金丝分别接入电路(电路线头只能分别接在A、B或C、D上),闭合开关,观察电流表示数。下列说法错误的是( )
A.该装置是通过电流表的示数来反映导体电阻的大小
B.该装置可以探究导体电阻的大小跟导体长度的关系
C.可以在电路中串联一个小电阻保护电路
D.该装置可以探究导体的电阻大小跟导体材料的关系
【答案】D
【详解】A.实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明电阻丝对电流阻碍作用越小,电阻丝的电阻越小,采用的方法是转换法;故A正确,不符合题意;
B.两电阻丝的材料和横截面积相同,可以通过改变线夹的位置改变接入电路中的长度,所以该装置能探究与长度的关系,故B正确,不符合题意;
C.为了防止电路中电流较大,可以在电路中串联一个小电阻,减小电路中电流,从而起到保护电路的作用,故C正确,不符合题意;
D.根据控制变量法,要探究导体的电阻大小跟导体材料的关系,要控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,而该装置中两电阻的材料相同,因此不能探究导体的电阻大小跟导体材料的关系,故D错误,符合题意。
故选D。
28.某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】B
【详解】A.灯泡越亮,说明电路中的电流越大,则表明接入电路中的金属丝的电阻越小,故A错误;
B.选择金属丝①和③,导线的长度和横截面积均相同,而材料不同,可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关,故B正确;
C.探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,保持导体的材料和横截面积相同,长度不同,选择金属丝②和④,导线的长度和横截面积都不同,不能探究电阻的大小与导体的长度的关系,故C错误;
D.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,保持导体的材料和长度相同,横截面积不同,选择金属丝①和④,导体的材料和横截面积不同,长度相同,不能探究电阻的大小跟导体的横截面积的关系,故D错误。
故选B。
八、电位器
29.如图甲所示,是收音机上用以调节音量的一种电位器。它的实质是一个 。图乙为其说明书中的内部结构示意图。使用时,接线柱O必须接入电路。如果想在顺时针旋转滑动触头时音量变大,则还应将接线柱 (“a”或“b”)接入电路。
【答案】 滑动变阻器 b
【详解】[1]根据电位器的使用方法,将Oa或Ob接入电路中,转动旋钮带动滑动触头滑动,可见电位器就是一个滑动变阻器,转动旋钮改变了接入电路的电阻,从而改变了电路中是电流,达到调节收音机音量的目的。
[2]故如果想在顺时针旋转滑动触头时音量变大,应使接入电路的电阻减小,根据可知,电路中的电流会变大,即音量增大,故还应将接线柱b接入电路。
30.电视机、收音机上的音量旋钮,能够控制音量。它的实质是一个滑动变阻器,如图所示。要将其串联在电路中正常工作,可将接线柱A和 接入电路,此时若电位器旋钮顺时针旋转,它接入电路中的电阻将 。
【答案】 B 变大
【详解】[1][2]收音机上的音量旋钮实质是一个滑动变阻器,AC表示的是变阻器的电阻丝,由于已经将A接线柱连接电路,若要改变电阻的大小,应将B接入电路,若电位器旋钮顺时针旋转,电阻丝接入电路中的长度变长,电阻变大。
31.如图,甲为亮度可调的台灯,图乙电位器是调节其亮度的装置,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则应连接 (选填“a、b”、“a、c”或“b、c”)接线柱,接线柱和灯泡 (选填“串”或“并”)联后接入电路中。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
【答案】 b、c 串 镍铬合金丝
【详解】[1]顺时针旋转旋片时,灯泡变亮,电源电压不变,电流变大,说明接入的电阻丝变小,则应连接接线柱b和c接入。
[2]由题意可知,电位器可以调节流过灯泡的电流,所以接线柱,接线柱和灯泡串联后接入电路中。
[3]在长度和粗细都相同的情况下,镍铬合金丝的电阻大,镍铬合金丝的阻值会有明显的变化,而用铜丝制作的话,阻值变化不明显,灯泡的亮度也变化不明显,故选择电阻较大的镍铬合金丝。
32.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为调节合灯亮暗的电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.若只将接入电路,顺时针转动旋钮灯泡亮度变暗
B.若只将接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.电位器调节灯泡亮度与滑动变阻器的原理相同
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
【答案】C
【详解】A.若只将b、c接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针转动旋钮,电阻丝连入电路的长度变短,电阻大小变小,电路的电流变大,灯泡的亮度变亮,故A项错误;
B.若只将a、b接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路,转动旋钮,电阻丝连入电路的长度发生变化,电阻大小变化,电路的电流发生变化,灯泡的亮度发生变化,故B项错误;
C.转动旋钮滑片在弧形电阻丝上滑动时,改变接入电路中的电阻,从而改变了电路中的电流、灯泡的实际功率和亮暗程度,所以电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的,故C项正确;
D.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,故D项错误。
故选C。
九、作图题
33.在图所示的电路中有两根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,小灯亮度不变。
【答案】
【详解】题中要求闭合开关,滑片向右移动时,电流表示数变小,小灯泡亮度不变,所以灯泡要与变阻器并联,它们互不影响;因为电流表示数变小,所以电流表要串联在滑动变阻器所在支路中,而变阻器的阻值要变大,所以变阻器的下方接线柱选A接线柱,A与电流表的负接线柱相连,C接线柱与灯泡的左接线柱相连,作图如下所示:
34.如图所示,请将电位器连入右侧电路中,要求逆时针旋转旋片P时,灯泡变暗。
【答案】
【详解】逆时针旋转P旋片时,灯泡变暗,说明逆时针旋转时,电位器连入电路的电阻变大,故应将A、B两接线柱串联接入了电路,如图所示:
35.请将下列元件连成电路,使电流表能测量小灯泡的电流,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中灯变亮。
【答案】
【详解】要求滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮,说明变阻器接入电路的电阻变小,则变阻器的右下接线柱应连入电路中,且变阻器采用“一上一下”的接法;该电路中电源电压较低,且有滑动变阻器保护电路,故电流表可选用小量程与灯串联,实物连接如下图所示:
36.如图所示电路,有两根导线尚未连接,请你用笔画线代替导线完成连接。(要求:电压表测量小灯泡两端的电压,且闭合开关后,滑片向右移动时小灯泡逐渐变暗)
【答案】
【详解】电压表测量小灯泡两端的电压,并联在小灯泡的两端,电源为两节干电池,电源电压为3V,所以电压表选择0~3V量程;滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变暗,这说明通过灯泡的电流变小,根据欧姆定律知道,电路的总电阻变大,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如下图
【点睛】
十、实验题
37.如图所示的电路,AB和CD均为镍铬合金线,请回答下列问题:
(1)闭合开关后,通过观察 ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫 (填“等效替代法”或“转换法”);
(2)该实验装置是研究电阻大小与导体 的关系;
(3)该实验装置 (“能”“不能”)用来探究导体电阻与材料的关系。
【答案】 电流表的示数 转换法 横截面积 不能
【详解】(1)[1]AB和CD的长度相同,粗细不同,故电阻不同,接入电路,电路的电流不同,可以通过观察电流表的示数变化,比较电阻的大小。
[2]将无法直接比较大小的电阻接入电路,通过电流表的示数变化体现电阻的变化,这种方法叫转换法。
(2)[3]由图可知,AB和CD的长度相同,横截面积不同,故该实验可研究电阻大小与导体横截面积(粗细)的关系。
(3)[4]AB和CD均为镍铬合金线,材料相同,故该实验不能用来探究导体电阻与材料的关系。
38.如图所示,给出了几种电路元件,要求用滑动变阻器来改变电路中的电流。
(1)用笔画线代替导线,将图中元件连接成电路,要求:向右移动滑动变阻器的滑片,灯泡变亮;
(2)按(1)要求正确连接电路后,在闭合开关前,滑片应调到 端;(填“A”或“B”);
(3)该滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,其中的“1A”表示: ;
(4)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是 。乙同学缓慢移动滑片时,看到灯忽亮忽灭,这可能是滑动变阻器的滑片与电阻线圈之间 。
【答案】 见解析所示 A 允许通过滑动变阻器的最大电流为1A 滑动变阻器接入电路的是下面两个接线柱 接触不良
【详解】(1)[1]滑动变阻器改变小灯泡的亮度,所以滑动变阻器应“一上一下”连接,并与灯泡串联,滑动变阻器向右移动,灯泡变亮,说明电路中电流变大,电阻变小,所以应将滑片右侧电阻丝接入电路中,由此连接实物。如图所示
(2)[2]为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑动片P应滑到阻值最大处,即图中连接好后的A端。
(3)[3]该滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,其中的“1A”表示允许通过滑动变阻器的最大电流为1A。
(4)[4][5]甲同学发现无论怎样移动滑片,灯的亮度都不发生变化,说明滑动变阻器都接上面或都接下面两个接线柱,灯泡的亮度比较暗,说明电路中电流较小,电阻较大,这可能是同时连接了滑动变阻器下面两个接线柱;乙同学缓慢移动滑片时,看到灯忽亮忽灭,这可能是滑片接触不良造成的。
39.在“练习使用滑动变阻器”实验中,
(1)小群连接了如图甲的实验电路,其中三条线有错误,请在图甲中把接错的导线打上“×”,再用笔画表示导线,改到正确的位置上 -.
(2)请在图乙的方框内根据修改后的实物图,画出电路图.
(3)小群正确连接电路后,闭合开关,电流表、电压表的读数如图丙所示,则通过灯泡L的电流为 A,灯泡L两端的电压为 V.
【答案】 见解析 见解析 0.2 1.6
【详解】(1)由电路图可知,电流表的正负接线柱接反了,电流应从正接线柱流入、负接线柱流出;
滑动变阻器上方两个接线柱接入电路中,应按一上一下的原则串联在电路中,如下图所示:
或
(2)先画出电源,根据电流流向从电源的正极依次画出电流表、灯泡、滑动变阻器、开关回到负极,最后把电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(3)由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过灯泡的电流为0.2A;
电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,灯泡两端的电压为1.6V.
【点睛】注意滑动变阻器应“一上一下”接入电路,当上面或下面两个接线柱接入电路时,移动滑片接入电路的电阻不会变化,不能起到滑动变阻器的作用,电流表和电压表使用时,除了量程的选择,还要注意电流方向必须正确.
40.某同学用如图所示的电路来研究导体电阻的大小与什么因素有关系。其中电源电压不变,AC是一根粗细均匀的合金丝,已固定在木板上,且AB=BC=0.5米,A、B、C三处都有接线柱可与电路连通,该同学经过适当的连接测得数据如下表所示。
实验次数
合金丝
长度(米)
横截面积(毫米2)
电流表的示数(安)
1
R1
0.5
0.1
0.2
2
R2
1.0
0.1
0.1
3
R3
0.5
0.2
0.4
(1)做实验次数2时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”);
(2)做实验次数3时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”),还应连接 接线柱;
(3)由实验次数1和2,可以得出的初步结论是: ;
(4)由实验次数1和3,可以得出的初步结论是: 。
【答案】(1)C
(2) B AC
(3)在材料和横截面积一定时,导体长度越大,阻值越大
(4)在材料和长度一定时,导体的横截面积越小,阻值越大
【详解】(1)由表中数据可知,第2次实验使用的合金丝的长度为1.0m,所以应连接点C。
(2)[1][2]由表中数据可知,第3次实验使用的合金丝的长度为0.5m,横截面积是第1次实验的2倍,所以应将M与B点相连,再将AC相连。
(3)由表中数据可知,实验次数1和2,合金丝材料和横截面积相同,实验2中合金丝的长度较长,电路中电流较小,说明合金丝的阻值较大,故可得:在材料和横截面积一定时,导体长度越大,阻值越大。
(4)由表中数据可知,实验次数1和3,合金丝材料和长度相同,实验1中合金丝横截面积更小,电路中电流较小,说明合金丝的阻值较大,故可得:在材料和长度一定时,导体的横截面积越小,阻值越大。
41.在探究影响导体电阻大小的因素时,小茜、小亮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)按照如图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 和 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大。由此,得到的结论是: ;
(5)第(2)(3)(4)的实验中,研究问题的科学方法是 。
【答案】 电流表示数 A D ② ① 在材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大 控制变量法
【详解】(1)[1]电阻是导体对电流的阻碍作用,在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这种方法叫转换法。
(2)[2][3]为了验证上述猜想,根据控制变量法,应选择长度相同、横截面积相同,只有材料不同的导体,所以应该选用编号A、D两根电阻丝进行实验。
(3)[4]如果选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,它们的长度相同、材料相同,只是横截面积不同,所以由此实验可以验证猜想。
(4)[5]如果选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,它们的横截面积相同、材料相同,只是长度不同,是为了验证猜想。
[6]分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,说明A电阻丝电阻小,B电阻丝电阻大。由此得到的结论是在材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
(5)[7]第(2)(3)(4)的实验中,都要控制一些条件相同,只改变其中一种,所以研究问题的科学方法是控制变量法。
一、单选题
1.结合表格数据进行分析,高压输电的导线通常使用铝线而非铜线,主要是因为铝的( )
金属
导电性
(以银的导电性为100作标准)
密度
熔点/℃
硬度
(以金刚石的硬度为10作标准)
铜
99
8.9
1083
3
铝
61
2.7
660
2.7
A.导电性更好 B.硬度更大 C.密度更小 D.熔点更高
【答案】C
【详解】由表可知,与铜相比,铝的导电性较差、密度较小、熔点较低、硬度较小,所以高压输电的导线通常使用铝线而非铜线,主要是因为铝的密度更小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.铅笔芯的型号主要根据石墨和粘土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高。下列四种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,其中电阻最小的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】相同条件下,石墨含量越高,导电性能越强,电阻越小;其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。依题意得,四种铅笔芯的长度相同,D电阻的石墨含量最高,D电阻的直径最大,由得,D的横截面积最大,则D的电阻最小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.如图所示,用电池(电压为3 V)、小灯泡(2.5 V 0.3 A)、甲、乙两根铅笔芯(做滑动变阻器,铅笔芯的长度都是17.5 cm,甲的电阻为20 Ω,乙的电阻为10 Ω)、金属回形针、开关、导线,设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比( )
A.调节范围大,调节精度高 B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高 D.调节范围小,调节精度低
【答案】B
【详解】甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω,甲的电阻比乙的电阻大,因此甲电阻串联在电路中电阻阻值变化范围大,对应小灯泡亮度的变化范围大;回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.如图所示,将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中,下列描述不正确的是( )
A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的阻值变小
B.将E接A、F接B,灯的亮度较暗,调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变
C.将E接C、F接D,滑动变阻器不能起到保护电路的作用
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于A位置
【答案】B
【详解】A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的电阻丝长度变短,阻值变小,故A正确,不符合题意;
B.将E接A、F接B,变阻器整根变阻丝连入电路,相当于连入一个定值电阻,电路中电流较小,灯的亮度较暗,电流不走滑片,所以调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度不会改变,故B错误,符合题意;
C.将E接C、F接D,相当于连入一根导线,滑动变阻器不能起到保护电路的作用,故C正确,不符合题意;
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于阻值最大处,即A位置,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.在综合实践活动中,学习小组制作了一个能调节灯亮度的小台灯(如图甲所示),图乙是调节台灯亮度的电位器结构图,A、B、C是它的三个接线柱,当旋转电位器的滑片时,台灯左、右两侧的LED灯珠的亮度同时变化。下列分析正确的是( )
A.左、右两侧的灯珠一定是串联
B.若只将A、B接线柱接入电路,顺时针转动滑片,灯变亮
C.若只将B、C接线柱接入电路,顺时针转动滑片,灯变亮
D.此台灯的电池正负极若装反,不会影响灯的发光情况
【答案】C
【详解】A.当旋转电位器的滑片时,台灯左、右两侧的LED灯珠的亮度同时变化,它们可能串联也可能并联,故A错误;
B.若只将A、B接线柱接入电路,顺时针转动滑片,电位器连入电路的电阻变大,通过LED灯的电流变小,灯变暗,故A错误;
C.若只将B、C接线柱接入电路,顺时针转动滑片,电位器连入电路的电阻变小,通过灯的电流变大,灯变亮,故C正确;
D.灯具有单向导电性,此台灯的电池正负极若装反, 灯不会发光,故D错误。
故选C。
二、填空题
6.小明发现在日常生产和生活中,导线的线芯主要由铜或铝制成,也有小部分导线用银和铁作为线芯,但它们的应用场景并不相同。为此他查阅了这四种金属的相关性能参数,具体包括:(1)长1米,横截面积1平方毫米的四种金属导体在18℃时的电阻值;(2)金属的密度值;(3)2025年3月的金属市场价格;(4)金属的机械强度和耐腐蚀性。并将相关数据和结果汇总在表二中。
表二
金属
电阻(Ω)
密度(千克/米)
价格(元/吨)
机械强度
耐腐蚀性
铜
0.017
79970
高
优
铝
0.027
21040
中
良
银
0.016
8340000
低
优
铁
0.099
2500-10000
高
差
(1)家庭电路所用的导线除了考虑电阻和经济性以外,还必须有较高的机械强度和很好的耐腐蚀性,表二中适合家庭布线的导线线芯是金属 ;
(2)长距离架空输电线路中,为大幅减少杆塔、绝缘子等支撑结构的承重要求,降低建设成本,主要采用铝芯电缆线;而为了弥补其导电性不足,通常采用增加横截面积的方法。请综合比较表二中铜和铝两种金属的相关性能参数,并结合所学知识分析解释其中的主要原因 。
【答案】(1)铜
(2)见解析
【详解】(1)家庭布线需要综合考虑电阻、经济性、机械强度和耐腐蚀性。从表格数据看,电阻方面银电阻最小,铜次之,铝再次之,铁电阻较大。电阻小能减少电能在导线上的损耗。经济性方面银价格高,不适合大规模家庭布线;铁价格虽相对低,但电阻大且耐腐蚀性差;铝价格相对较低,但机械强度和耐腐蚀性不如铜;铜价格相对合理,且机械强度高、耐腐蚀性优,综合性能适合家庭布线 。
(2)从密度角度看,铝的密度远小于铜的密度 。在长距离架空输电线路中,导线长度长,根据,相同体积下铝线质量小。这样可以大幅减少杆塔、绝缘子等支撑结构的承重要求,降低建设成本。从电阻与横截面积角度看,长1米,横截面积1平方毫米的四种金属导体在18℃时的电阻值,铝的电阻0.027Ω大于铜的电阻0.017Ω 。在材料和长度一定时,增大横截面积可减小电阻。通过增加铝线的横截面积,能在一定程度上弥补铝导电性不足的问题,使输电线路电阻不至于过大,减少电能损耗。
三、实验题
7.为了“探究导体的阻值大小与温度的关系”,某小组同学利用由硫化银倒成的电阻和纯铜制成的电阻、电压恒定的电源、电流表、电键和导线组成电路,并用温度可以调控的加热器对硫化银电阻、铜制电阻分别进行加热,做了如图(a)、(b)、(c)和(d)所示的四次实验。请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳得出初步结论。
(1)比较(a)、(b)两图(或(c)、(d) 两图)可以发现:当电压一定,导体温度改变时,通过导体的电流 发生变化(选填“会”或“不会”),因此,导体的电阻与温度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)比较(a)和(b)与(c)和(d)两图可以发现导体电阻大小与温度的变化关系: 。
【答案】 会 有关 温度对不同导体电阻的影响不同且硫化银电阻随着温度的增大而减小、铜制电阻随着温度的增大而增大。
【详解】(1)[1][2]比较(a)、(b)两图或(c)、(d)两图知道,硫化银电阻(或铜制电阻)的材料、长度、横截面积相同,且电压一定时,导体的温度不同时,电流表的示数不同即通过导体的电流会发生变化,由知道,导体的电阻不同,因此,导体的电阻与温度有关。
(2)[3] 比较(a)、(b)两图知道,温度越高,通过硫化银电阻的电流越大,即硫化银的电阻越小;比较(c)、(d)两图知道,温度越高,通过铜制电阻的电流越小,即铜制电阻的阻值越大,故可得:温度对不同导体电阻的影响不同,硫化银电阻随着温度的增大而减小、铜制电阻随着温度的增大而增大。
8.某学校同学想知道:影响电流大小的因素,他们设计了如图所示的电路,选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。
同学们正确连接电路,并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体A
长度0.4米 横截面积0.3毫米2
表二 导体B
长度1.2米 横截面积0.3毫米2
表三 导体C
长度1.5米 横截面积0.3毫米2
实验序号
1
2
3
实验序号
4
5
6
实验序号
7
8
9
U(V)
1.2
2.4
3.6
U(V)
2.4
3.6
4.8
U(V)
1.5
3.0
4.5
I(A)
0.30
0.60
0.90
I(A)
0.20
0.30
0.40
I(A)
0.10
0.20
0.30
表四
导体
长度
(米)
横截面积
(毫米2)
D
E
(1)根据他们选用的导体及设计的表格:可以判断他们原有的猜想:他们认为影响电流大小的因素可能是: 。
(2)分析比较表一或表二或表三中的数据,可初步得出: 。
(3)请进一步分析比较表一和表二和表三中的数据,可初步得出: 、 。
(4)为了在表二的基础上继续研究通过导体的电流与导体横截面积的关系,请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件。
【答案】(1)电压、导体的长度、导体的材料以及导体的横截面
(2)同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3) 同一导体(导体的材料、长度和横截面积相同),通过导体的电流与导体两端的电压成正比 不同导体(材料、横截面积相同,但长度不同),导体两端的电压与通过导体的电流的比值是不同的,且长度越长,比值越大
(4)
导体
长度(米)
横截面积(毫米2)
D
1.2
0.2
E
1.2
0.4
【详解】(1)根据表格内容可知,有电压、导体的长度、横截面积以及材料,因此它们他们认为影响电流大小的因素可能是:电压、导体的长度、导体的材料以及导体的横截面。
(2)分析比较表一或表二或表三中的数据,导体的材料、长度以及横截面积均不变,导体两端的电压不同,并且电压变为原来的几倍,通过导体的电流也变为原来的基本,故可得出的结论是:同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1][2]分析比较表一和表二和表三中的数据可知,导体的材料、横截面积相同,但长度不同,电压与电流的比值不同,且长度越长,比值越大;故可得出的结论为:同一导体(导体的材料、长度和横截面积相同),通过导体的电流与导体两端的电压成正比,不同导体(材料、横截面积相同,但长度不同),导体两端的电压与通过导体的电流的比值是不同的,且长度越长,比值越大。
(4)研究通过导体的电流与导体横截面积的关系,需保证导体的长度不变,横截面积不同,因此长度与表二中的长度相同,即1.2m,横截面积选择0.2mm2和0.4mm2即可,如表:
导体
长度(米)
横截面积(毫米2)
D
1.2
0.2
E
1.2
0.4
1.(2022·湖北襄阳·中考真题)如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
【答案】小于
【详解】由题可知多芯线是由多根细导线并联而成,而并联相当于增大了导体的横截面积,使总电阻减小,故多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻。
2.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示,电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,另一根导线应与滑动变阻器的 (选填“A”、“C”或“D”)接线柱连接,滑动变阻器是通过改变电阻丝的 来改变电阻的大小。
【答案】 C 长度
【详解】[1]电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,用入电路的电阻为CP段,则另一根导线应与滑动变阻器的C接线柱连接。
[2]滑动变阻器是通过改变电阻丝的长度来改变电阻的大小,接入电路的电阻丝越长,电阻越大。
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