专题16.3 电阻(知识梳理+15个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共55题)-2025-2026学年人教版物理九年级全一册同步培优讲练(2024新教材)
2025-09-22
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2份
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70页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 电阻 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.96 MB |
| 发布时间 | 2025-09-22 |
| 更新时间 | 2025-09-23 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54040751.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦初中物理“电阻”核心知识点,系统梳理电阻的概念、影响因素及半导体、超导现象,搭建从基础认知(电阻是导体对电流的阻碍作用)到实验探究(材料、长度、横截面积、温度对电阻的影响)再到实际应用(半导体二极管、超导材料)的递进式学习支架。
资料以15个考点细化知识维度,通过控制变量法探究电阻影响因素(如对比不同长度、横截面积的镍铬合金丝实验)培养科学思维,结合转换法(电流表示数反映电阻大小)提升科学探究能力。中考真题与分层练习(基础夯实、培优拔高)结合,课中辅助教师精准教学,课后助力学生查漏补缺,强化物理观念与知识应用能力。
内容正文:
专题16.3 电阻
(知识梳理+15个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共55题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:电阻——对电流的阻碍作用 2
知识点梳理02:影响电阻大小的因素 3
知识点梳理03:半导体和超导现象 4
优选题型 考点讲练 5
考点1:电阻的概念 5
考点2:电阻的单位 6
考点3:导体的电阻是导体本身的一种性质 6
考点4:探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接 6
考点5:探究电阻大小与导体长度的关系 7
考点6:探究电阻大小与导体横截面积的关系 9
考点7:探究电阻大小与导体材料的关系 10
考点8:检验其他的猜想(如温度等) 12
考点9:实验中控制变量法的应用 13
考点10:电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系 15
考点11:温度对导体电阻的影响 16
考点12:半导体的特点 17
考点13:二极管 17
考点14:超导现象和超导材料 18
考点15:超导材料的应用 18
中考真题 实战演练 19
难度分层 拔尖冲刺 21
基础夯实 21
培优拔高 24
知识点梳理01:电阻——对电流的阻碍作用
1.探究导体对电流的阻碍作用
【实验过程】如图所示,把长短、粗细相同的铜丝(或锰铜合金丝)和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度和电流表示数。
【实验现象】当把铜丝接入电路时,闭合开关,电流表示数较大,小灯泡较亮;当把镍铬合金丝接入电路时,闭合开关,电流表示数较小,小灯泡较暗。
【实验分析】在相同电压下,通过铜丝的电流较大,表明铜丝对电流的阻碍作用较小;通过镍铬合金丝的电流较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
【实验结论】导体在导电的同时,对电流也有一定的阻碍作用,且不同导体对电流阻碍作用不同。
2.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。用字母R表示,电阻是导体的一种属性。
(2)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。
(3)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“”。
对电阻的理解
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,即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,也不管导体两端是否有电压或电压的大小,导体对电流的阻碍作用(即电阻)总是存在的。无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已。
(2)电阻越大,对电流的阻碍作用也越大。对于同一电路,在电路两端电压不变的情况下,导体对电流的阻碍作用越大,电路中电流越小。
知识点梳理02: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)路越窄,车辆越难通行——导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(2)道路越长,人走得越累——导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(3)不同的道路通行效率不同,如高速公路、水泥路、乡间小路——导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关;
(4)物质的很多物理性质都受到温度的影响,如密度——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,应采用控制变量法涉及实验过程。
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)转化法: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,记录电流表的示数。
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,记录电流表的示数。
(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,记录电流表的示数。
(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,电流表示数变小
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。
描述结论时不能缺少的前提条件
描述导体电阻与其影响因素的关系时,不能缺少前提条件,例如,描述导体电阻与导体长度的关系时不能说“导体越长,电阻越大”,应该说“在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大。”
知识点梳理03: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)超导现象应用于实际的好处
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。
导体电阻和温度的关系
(1)一般的物体,如金属,其电阻随温度的升高而增大,随温度的下降减小。
(2)有的合金,如康铜和锰铜,其电阻几乎不随温度的变化而变化,是制作标准电阻的好材料。
(3)半导体的电阻和温度的关系较为复杂,有些半导体的电阻随温度的升高而减小,有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
考点1:电阻的概念
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)物体的导电性
(1)导体和绝缘体
有的物体对电流阻碍作用较小, 导电,叫作导体。有的物体对电流阻碍作用很大,很 导电,叫作绝缘体。
(2)电阻
物理学中,为了更具体地描述物体的导电性,常用电阻来定量描述导体对 的大小,并用字母 表示。
【变式训练】(2025·云南·三模)热敏电阻的典型特点是对温度敏感,不同温度下表现出不同的电阻值。按电阻随温度变化的特点不同,可分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC温度越高,其电阻值越大;NTC温度越高,其电阻值越小。为研究热敏电阻属于哪种热敏电阻,小丽按图所示的电路进行实验,其中为定值电阻,此外还准备有温度分别为、和的水(),热敏电阻。已做防水处理。接下来的操作是: ;如果观察到 ,说明热敏电阻属于PTC。
考点2:电阻的单位
【典例精讲】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)人体的安全电压为 ,智能手机待机时的电流为15~50 (填电流单位),实验室常用的电压表其内阻通常为5~10 (填电阻单位)。
【变式训练】(24-25九年级上·天津静海·期中)人体电阻的平均值约为2000Ω(合 kΩ)左右。通过人体的电流达到100mA(合 A)时,只要很短的时间,就会使人窒息,心跳停止。
考点3:导体的电阻是导体本身的一种性质
【典例精讲】(2025·黑龙江佳木斯·三模)关于电流、电压和电阻,正确的是( )
A.正电荷定向移动方向规定为电流方向 B.电路有电压就一定有持续电流
C.导体电阻随通过电流增大而减小 D.电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因
【变式训练】(24-25九年级上·河南周口·期末)某导体的电阻为15Ω,若要通过它的电流为0.2A,则该导体两端的电压为 V;若该导体两端的电压为0时,它的电阻为 Ω。
考点4:探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)小阳在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验,实验室提供了4根电阻丝,分别接入实验电路,其规格、材料、电表示数如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/
电流表示数/A
A
镍铬合金
0.25
1.0
0.16
B
镍铬合金
0.50
1.0
0.08
C
镍铬合金
0.25
2.0
0.32
D
锰铜合金
0.25
1.0
0.40
(1)小阳认为实验中不需要灯泡,连入电流表就可以完成实验,老师告诉小阳灯泡和电流表同时连入电路更好,请你说出灯泡在实验中的作用: 。
(2)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,可以依次把M、N跟电阻丝 (填字母编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数。
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B两端连接,闭合开关,电流表示数不同,可探究导体的电阻与 的关系,其结论是 。
(4)分析表格数据可得,导体电阻的大小与导体的 、 和 等因素有关。
(5)在此实验过程中主要采取的实验方法:转换法和 。
【变式训练】(25-26九年级上·辽宁抚顺·开学考试)在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明设计了如图所示电路。
(1)图中选用的是长短和粗细相同的铜丝和镍铬合金丝,我们在实验中可以通过观察 来探究电阻大小和 的关系;
(2)若要探究电阻大小和长度的关系,小明应该选择材料和 相同,而 不同的两根电阻丝才能完成探究任务;
(3)另有甲、乙两名同学对小明设计的电路进行了如下改进:甲把灯泡换成电流表;乙在原来电路中串联接入电流表。你认为 同学的改进更好一些,理由是 。
考点5:探究电阻大小与导体长度的关系
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·单元测试)已知甲、乙两段电阻线,甲的电阻大于乙的电阻,不考虑温度的影响,下列判断正确的是( )
A.若它们材料、粗细都相同,甲线比乙线长
B.若它们材料、长度都相同,甲线比乙线粗
C.若它们长度、粗细都相同,它们的材料一定不同
D.甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同
【变式训练】(25-26九年级上·全国·课后作业)在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红作出了如下猜想。
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/
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)在实验中,通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法叫 ;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号为 和 的两根电阻丝进行实验;
(3)若选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)若选用编号为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、B两根电阻丝接入电路中M、N两点间,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此得到的结论是 ;
(5)以上研究问题的科学方法是 ;
(6)比较B、C两根电阻丝的大小,RB (选填“大于”“小于”或“等于”)RC。
考点6:探究电阻大小与导体横截面积的关系
【典例精讲】(24-25九年级上·河北廊坊·期末)王丽利用下图的装置探究影响导体电阻大小的因素。所使用的电阻丝规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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)本实验中用到的实验方法有 和 。
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可以得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可以得出结论: 。
(4)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可以在电路中 (选填“串联”或“并联”)一只 表完成实验。
【变式训练】(2025·湖北武汉·中考真题)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
考点7:探究电阻大小与导体材料的关系
【典例精讲】(2025·湖北武汉·三模)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
【变式训练】(25-26九年级上·全国·课后作业)【实验名称】探究影响导体电阻大小的因素。
【猜想与假设】
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。
【设计与进行实验】
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。
电阻丝编号
材料
长度/m
横截面积/
电流大小/A
A
铜
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)如图所示的是探究影响导体电阻大小的因素的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察相关现象可以比较导体电阻的大小。有三名同学对图中的电路设计提出了自己的观点:
甲:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
乙:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
丙:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,防止烧坏电流表。
你赞同 (选填“甲”“乙”或“丙”)的观点。
(2)为了验证猜想一,应该将编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)为了验证猜想二,应该将编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
【分析与论证】
(4)根据上面表格中的实验数据,可得出实验结论:
①导体的材料、长度相同时, ,电阻越大。
②导体的材料、横截面积相同时, ,电阻越大。
【交流与反思】
(5)丁同学在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,他利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想 (选填“一”“二”或“三”)的实验验证。
考点8:检验其他的猜想(如温度等)
【典例精讲】(2025·广东清远·一模)物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程 (选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
【变式训练】(24-25九年级上·陕西西安·期末)小明在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中,如图1所示是实验探究时的器材,实验板上固定了四根金属导线,、、三根长度均为1m,的长度为0.5m;、的横截面积相同,材料不同;、的材料相同,但的横截面积大于;、的材料和横截面积都相同。
(1)实验过程中采用的实验方法是: (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(2)在探究电阻跟横截面积是否有关时,可依次把、跟 两根电阻丝接入电路,闭合开关,记下电流表示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小。
(3)依次把、跟、的两端相连,闭合开关,记下电流表示数,分析比较、两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟 的关系。
(4)在完成以上实验后,小明把废旧白炽灯泡中的钨丝连接在、间,如图2所示,闭合开关,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表读数会 ,说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)接下来小明又将玻璃柱连接在、间,如图3所示,闭合开关且酒精灯未点燃时,灯泡 (选填“发光”或“不发光”),用酒精灯灼烧玻璃,随着该处玻璃温度升高,灯泡逐渐变亮起来,此时玻璃柱是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
考点9:实验中控制变量法的应用
【典例精讲】(24-25九年级上·山东东营·期中)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
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。
实验室提供了根电阻丝,其规格、材料如表所示:
编号
材料
长度
横截面积
A
镍铬合金
B
镍铬合金
C
镍铬合金
D
锰铜合金
(1)如图所示,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中电路设计提出了自己的观点。
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。
你赞同 (填“小明”“小红”或“小亮”)的观点。
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N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)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻与 的关系,其结论是 。
(4)分别将编号为A、D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;
(5)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (填“一”“二”或“三”)的实验验证。
【变式训练】(24-25九年级上·广东深圳·期中)湿手触摸开关有触电的危险,这是因为液体具有一定的导电性,那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢?小明提出如下猜想:
A.可能与液体的密度有关;B.可能与液体的质量有关。
根据猜想,小明用到的器材有:电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的钢棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部,把混合均匀的适量盐水倒入水槽内,两铜棒均有一部分露出水面,将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路。
(1)评估实验器材:盛装盐水的容器应该选择 (选填“金属”或“塑料”)水槽,盐水容易导电是因为有大量的 (选填“自由电子”或者“自由电荷”)。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱;
(2)探究猜想A:闭合开关,调节滑片至适当位置,记录电流表的示数为;再向水中撒适量盐并搅拌(不计液体质量变化),记录电流表的示数为,比较发现,由此可得实验结论 ;
(3)探究猜想B:小明设计的实验方案如下,在上述实验基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌,并多次记录电流表的示数进行比较。请你结合小明的猜想评估这一实验方案是否可行? (选填“可行”或“不可行”),理由是: ;
(4)跨学科实践:小明适当增加电源电压,将铜棒换成石墨棒,其他实验装置不变。经过仔细观察,发现两个石墨棒上都产生了细小的气泡,请你大胆猜测一下,产生的气体应该是氢气和 。
考点10:电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·单元测试)电热膜是一种新型的电热器件,如图甲所示是一种常见的电热膜。电热膜是在绝缘薄膜表面,经过特殊工艺加工形成的一条条很薄的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,形成网状结构,其内部结构如图乙所示。导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示,这种温度特性的优点是,它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象,这是电热丝所不具备的,它保证了电热膜各处的温度均匀。
(1)如图乙所示电热膜电路,导电墨线的连接方式是 联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为和,则 (选填“<”“=”或“>”)。
(2)电热膜取暖器工作时,室内空气温度升高是通过 的方式增加空气内能的;如果某根导电墨线的局部导电材料脱落,如图丁中的C部分,这根导电墨线的电阻( )选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式训练】(24-25九年级上·辽宁锦州·期末)如图所示,A、B是两个长度相同、粗细不同的铜棒,则两个铜棒的电阻RA RB;通过铜棒A、B的电流大小分别为IA、IB, 则IA IB(选填“>”、 “<”或“=”) 。
考点11:温度对导体电阻的影响
【典例精讲】(24-25九年级上·山东泰安·期中)如图所示, AB 和 BC 是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体, 将它们串联后接入电路中, 下列说法正确的是( )
A.AB段电阻大, 电流小
B.BC段电阻小, 电流大
C.AB 段电阻一定大, 电流与BC段相等
D.BC段电阻可能大, 电流与 AB段相等
【变式训练】(24-25九年级上·江苏南通·期中)物理小组为探讨温度对物体导电性能的影响,设计如图所示的电路,当S接1或2时,分别对废灯泡玻璃灯芯、废日光灯管中的钨丝加热,电路可能发生的现象( )
A.S接1时,毫安表的示数为零,灯泡不亮 B.S接1时,毫安表的示数变大,灯泡不亮
C.S接2时,电流表的示数变大,灯泡变亮 D.S接2时,电流表的示数不变,亮度不变
考点12:半导体的特点
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)人类已经进入了电气化时代,生产生活离不开各种材料。下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电是因为内部的电荷都能自由移动
B.LED灯是由半导体材料制作的,具有单向导电性
C.导体和绝缘体之间有明显界限,它们不可以相互转化
D.绝缘体不容易导电是因为内部几乎没有可以自由移动的电荷
【变式训练】(2025·广西贵港·三模)手机、数码相机等电子产品都用到晶体二极管,晶体二极管的主要材料是 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”),数码相机在阳光下曝晒会烫手,这是通过 的方式改变相机的内能。
考点13:二极管
【典例精讲】(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)如图所示,两只水果点亮了一个发光二极管,下列相关说法中正确的是( )
A.水果电池将电能转化为化学能
B.发光二极管是由超导体材料制成的
C.金属片A是水果电池的负极
D.若将发光二极管正负极接线对调,发光二极管的亮度不变
【变式训练】(2025·辽宁葫芦岛·二模)某实验小组为探究原电池的工作原理,设计了如图简易原电池装置,其中金属铜和锌为电极。当LED灯发光时,溶液中的:SO42-移向锌极,则金属 为该原电池的正极,制作LED灯的材料是 (填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
考点14:超导现象和超导材料
【典例精讲】(2025·陕西西安·三模)2025年3月3日,由西安电子科技大学等机构参与的“祖冲之三号”超导量子计算机问世,该计算机采用超导材料制成芯片,从而高效地进行计算。使用量子计算机,研究人员能根据病毒的传播途径。预测它们的变异方向并提前设计出特效药,还能模拟复杂的原子、分子和化学反应,为加速新材料的研发提供支持。下列说法正确的是( )
A.发生超导现象时超导体的电阻很大
B.分子、原子、病毒是按照由小到大的空间尺度排列的
C.手机中的芯片同样是采用超导体材料制成的
D.若用超导体制成输电线、可降低电能损失
【变式训练】(2025·山东聊城·一模)下列是半导体、超导体、纳米材料的主要特点及其应用的描述,其中描述超导体的是( )
A.在特定温度下电阻为零,可用于高效输电
B.电阻随温度升高而减小,常用于制造电子元件
C.具有极高的强度,广泛用于建筑材料
D.导电性能介于导体和绝缘体之间,用于制造集成电路
考点15:超导材料的应用
【典例精讲】(2025·福建宁德·一模)下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈 C.电热丝 D.发电机线圈
【变式训练】(2025·江苏连云港·二模)如图甲所示是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度L/cm
直径D/mm
电流I/A
1
a
康铜丝
57.20
0.50
______
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: ;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
1.(2025·重庆永川·中考真题)关于下列电学知识,说法正确的是( )
A.两个轻质小球相互吸引,它们一定带异种电荷
B.验电器的原理是同种电荷相互排斥
C.在金属导体中,电流的方向就是自由电子定向移动的方向
D.电路中通过导体的电流减小到0时,该导体的电阻变为0
2.(2025·广东湛江·中考真题)LED灯已广泛应用于展示台装饰、居家照明、城市夜景美化等,制作LED灯的材料是 (选填“半导体”或“超导体”),其导电能力比铜、铁等金属要 (选填“强”或“弱”)。如果能制造出常温下的超导体,它可以在 (选填“电吹风的电热丝”“白炽灯的灯丝”或“电动机线圈”)中得到应用。
3.(2025·贵州六盘水·中考真题)小江同学准备探究“液体电阻的大小与哪些因素有关”,他把液体盛放在塑料管中,并在其两端安装接线柱,构成一个液体电阻并安装在电路中(如图1)。实验之前,他提出了自己的猜想,液体电阻的大小可能:1.与液体浓度有关;2.与液体温度有关;3.与液体体积有关;4.与液体横截面积有关。
(1)首先,他在管中加入的纯净水,闭合开关后发现灯泡不亮,这说明纯净水是 (选填“导体”或“绝缘体”);
(2)然后他将注水口盖子打开,加入一勺食盐,在等待食盐完全溶解的过程中,他观察到灯泡逐渐变亮,这说明:当其它猜想的条件都不变时,液体浓度越大,液体的电阻越 ;
(3)接下来他要探究猜想2,需要提高管内液体的温度,请你提出一个可行的具体方法:① ;并且发现液体温度提高后,灯泡好像变亮了一点但不是很明显,所以不容易间接反映出电阻的变化,为了更明显地反映出电阻的变化,此时你可以② ;
(4)待液体温度稳定后,他将液体倒出一半重新实验(如图2),发现灯泡明显变暗。于是他得出结论:其他条件相同时,体积越小,电阻越大。请你对他的结论作出评价: 。
4.(2025·山东东营·中考真题)如图所示,水果电池可以使发光二极管发光,若将二极管正负极接线对调后,二极管不发光,说明二极管具有 性,科学家发现,铝在-271.76℃以下时,电阻成了零,这就是 现象。
5.(2025·云南玉溪·中考真题)某电路连接如图所示,当细铁丝绕制的线圈不加热时,闭合开关,电流表示数为0.6A。用酒精灯缓慢加热铁丝圈一段时间后,电流表的示数将( )
A.大于 B.等于
C.小于 D.电流表烧坏
基础夯实
1.(25-26九年级上·山东·阶段练习)甲、乙、丙为三根锰铜合金线,甲、乙粗细相同,但甲较长;乙、丙长度相同,但丙较粗,则三根合金丝的电阻值相比较( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
2.(25-26九年级上·全国·单元测试)为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测。下列说法符合实际的是( )
A.我国家庭电路的电压是220V
B.一节新干电池的电压约为3V
C.实验室所用一段导线的电阻约为100Ω
D.教室内节能灯工作时的电流约为4A
3.(25-26九年级上·全国·单元测试)有一段导线,下列措施中能增大其电阻的是( )
A.减小它的长度 B.减小它的横截面积
C.增大它两端的电压 D.增大通过它的电流
4.(2025·广东茂名·二模)飞机在飞行过程中,机身与空气、灰尘等摩擦失去电子,带上 (选填“正”或“负”)电,在物理学中这是 现象,会对飞机飞行安全造成隐患。为了消除这种隐患,机翼尾端设计有可以消除静电的静电刷,如图所示,则静电刷需由 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成。
5.(2025·云南玉溪·三模)家庭中空调和电视机是 (选填“串联”或“并联”)连接的。在家中每多使用一个用电器,其总电阻会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6.(25-26九年级上·全国·单元测试)如图所示是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,电线一般拉得比较直,是为了减少导体的 ,从而减小了导线的电阻。
7.(2025·福建福州·模拟预测)体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素,经综合分析得出人的体脂率。人运动时,存储在脂肪中的能量的部分转化为人体的 (填“内能”或“化学能”),导致人体温度升高。肌肉比脂肪更容易导电,若人的体脂率下降,体重不变,人体的电阻会 (填“增大”或“减小”)。
8.(2025·山西运城·一模)最近,某老旧小区正进行家庭供电线路的改造,改造的主要内容是把电线换成更粗的。现有规格相同的青铜线和黄铜线可供选择。兴趣小组的同学想知道青铜线和黄铜线的导电性哪个更强。请你设计一个可操作的实验方案进行探究,并提供选择建议。
9.(24-25九年级下·江西上饶·期末)小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为 法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明 选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
10.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料、规格及实验证据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
更暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫 法。
(2)分别将编号为 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材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时, 。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见: 。
培优拔高
11.(2025·河南·一模)在生产生活中,物质的比热容是选择材料的考虑因素之一,下列应用中主要从比热容大小的角度考虑的是( )
A.给马路洒水进行降温 B.用铜做输电线
C.用水当供暖的搬运工 D.用豆油炸丸子
12.(25-26九年级上·重庆·开学考试)关于一些电学基础知识,下列说法正确的是( )
A.电路中的电流是由电荷的定向移动形成的
B.绝缘体不能导电,是因为绝缘体中没有电荷
C.通过导体的电流越大,导体的电阻就越大
D.只有当电路闭合时电源两端才有电压
13.(24-25九年级上·四川绵阳·期中)一块合金导体长(前后)∶宽(左右)∶高(上下)=9∶3∶1,将该导体接入如图所示的电路的a、b两点之间,灯泡L均发光,则( )
A.上下接入时,灯泡亮度最暗 B.上下接入时,灯泡亮度最亮
C.左右接入时,灯泡亮度最暗 D.前后接入时,灯泡亮度最亮
14.(2025·四川广安·三模)如图所示,现在教室中到处都是电气设备。老师按下开关灯便亮了,老师手所接触的开关外壳属于 选填“导体”“半导体”“绝缘体”或“超导体”;老师又打开了教室中的多媒体设备,电灯、多媒体等用电器的连接方式是 联;打开多媒体设备后,与仅打开灯相比,教室电路中的等效总电阻会 选填“变大”“变小”或“不变”。
15.(25-26九年级上·全国·随堂练习)如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,小灯泡变 (选填“亮”或“暗”),这是因为该导线的电阻与 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(25-26九年级上·全国·单元测试)如图所示,将一块圆柱状彩色橡皮泥接入电路,探究影响电阻大小的因素,闭合开关后,LED灯发光(对同一盏灯,流过它的电流越大,其亮度越亮)。若将两块相同的橡皮泥揉搓成与原来等长、比原来更粗的圆柱后再接入原电路,则LED灯的亮度 (选填“增强”“不变”或“减弱”),原因是 。
17.(25-26九年级上·全国·课后作业)有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,变换刮水的速度。小华查阅相关资料后知道了雨水是导体,自制了如图甲所示的检测网,并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,发现检测网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻在变 。a、b间接入电路的电阻变化是由导体 的变化引起的。
18.(2025·黑龙江佳木斯·一模)电动车“飞线充电”是生活中的安全隐患之一。“飞线”就是使用插线板将插座延长到电动车身附近,这种充电方式是非常危险的,因为电线比较长,为什么?
19.(25-26九年级上·全国·课后作业)如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D是实验用的几种电阻丝(S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过灯泡的亮度来判断导体的电阻大小,这种研究方法叫 法;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (填字母);这样做是为了控制横截面积和 相同,这种研究方法叫 法;
(3)若在M、N之间接入导体A、B,可探究导体的电阻与 的关系;
(4)实验小组在实验中发现,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是 ;
(5)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M、N与旧日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.(25-26九年级上·全国·课前预习)如图所示,在探究影响导体电阻大小的因素实验中,a为镍铬合金,b、c、d为锰铜合金。导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。
(1)该实验是通过观察 的示数间接比较导线电阻的大小;
(2)选用导线a、b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)选用导线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;
(4)选用导线 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(5)除了上述影响因素外,导体电阻大小还可能跟 有关;
(6)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的 、 和 等因素。
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专题16.3 电阻
(知识梳理+15个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共55题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:电阻——对电流的阻碍作用 1
知识点梳理02:影响电阻大小的因素 2
知识点梳理03:半导体和超导现象 4
优选题型 考点讲练 5
考点1:电阻的概念 5
考点2:电阻的单位 6
考点3:导体的电阻是导体本身的一种性质 6
考点4:探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接 7
考点5:探究电阻大小与导体长度的关系 9
考点6:探究电阻大小与导体横截面积的关系 11
考点7:探究电阻大小与导体材料的关系 14
考点8:检验其他的猜想(如温度等) 16
考点9:实验中控制变量法的应用 19
考点10:电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系 22
考点11:温度对导体电阻的影响 23
考点12:半导体的特点 24
考点13:二极管 25
考点14:超导现象和超导材料 26
考点15:超导材料的应用 27
中考真题 实战演练 29
难度分层 拔尖冲刺 32
基础夯实 32
培优拔高 37
知识点梳理01:电阻——对电流的阻碍作用
1.探究导体对电流的阻碍作用
【实验过程】如图所示,把长短、粗细相同的铜丝(或锰铜合金丝)和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度和电流表示数。
【实验现象】当把铜丝接入电路时,闭合开关,电流表示数较大,小灯泡较亮;当把镍铬合金丝接入电路时,闭合开关,电流表示数较小,小灯泡较暗。
【实验分析】在相同电压下,通过铜丝的电流较大,表明铜丝对电流的阻碍作用较小;通过镍铬合金丝的电流较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
【实验结论】导体在导电的同时,对电流也有一定的阻碍作用,且不同导体对电流阻碍作用不同。
2.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。用字母R表示,电阻是导体的一种属性。
(2)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。
(3)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“”。
对电阻的理解
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,即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,也不管导体两端是否有电压或电压的大小,导体对电流的阻碍作用(即电阻)总是存在的。无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已。
(2)电阻越大,对电流的阻碍作用也越大。对于同一电路,在电路两端电压不变的情况下,导体对电流的阻碍作用越大,电路中电流越小。
知识点梳理02: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)路越窄,车辆越难通行——导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(2)道路越长,人走得越累——导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(3)不同的道路通行效率不同,如高速公路、水泥路、乡间小路——导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关;
(4)物质的很多物理性质都受到温度的影响,如密度——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,应采用控制变量法涉及实验过程。
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)转化法: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,记录电流表的示数。
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,记录电流表的示数。
(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,记录电流表的示数。
(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,电流表示数变小
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。
描述结论时不能缺少的前提条件
描述导体电阻与其影响因素的关系时,不能缺少前提条件,例如,描述导体电阻与导体长度的关系时不能说“导体越长,电阻越大”,应该说“在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大。”
知识点梳理03: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)超导现象应用于实际的好处
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。
导体电阻和温度的关系
(1)一般的物体,如金属,其电阻随温度的升高而增大,随温度的下降减小。
(2)有的合金,如康铜和锰铜,其电阻几乎不随温度的变化而变化,是制作标准电阻的好材料。
(3)半导体的电阻和温度的关系较为复杂,有些半导体的电阻随温度的升高而减小,有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
考点1:电阻的概念
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)物体的导电性
(1)导体和绝缘体
有的物体对电流阻碍作用较小, 导电,叫作导体。有的物体对电流阻碍作用很大,很 导电,叫作绝缘体。
(2)电阻
物理学中,为了更具体地描述物体的导电性,常用电阻来定量描述导体对 的大小,并用字母 表示。
【答案】(1) 容易 不容易
(2) 电流阻碍作用 R
【规范解答】(1)[1]有的物体对电流阻碍作用较小,容易导电,叫作导体。例如金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等都是导体。
[2]有的物体对电流阻碍作用很大,很不容易导电,叫作绝缘体。例如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等都是绝缘体。
(2)[1][2]物理学中,为了更具体地描述物体的导电性,常用电阻来定量描述导体对电流阻碍作用的大小,并用字母R表示。
【变式训练】(2025·云南·三模)热敏电阻的典型特点是对温度敏感,不同温度下表现出不同的电阻值。按电阻随温度变化的特点不同,可分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC温度越高,其电阻值越大;NTC温度越高,其电阻值越小。为研究热敏电阻属于哪种热敏电阻,小丽按图所示的电路进行实验,其中为定值电阻,此外还准备有温度分别为、和的水(),热敏电阻。已做防水处理。接下来的操作是: ;如果观察到 ,说明热敏电阻属于PTC。
【答案】 将R2依次浸入温度为t1、t2、t3的水中 电流表示数变小
【规范解答】要判断热敏电阻的类型,只要判断热敏电阻阻值与温度的关系就可以了,故实验中要能改变电阻的温度,同时从电流表示数的变化情况判断出电阻大小的变化情况。
[1]将R2依次浸入温度为t1、t2、t3水中,使热敏电阻的温度不断升高。
[2] PTC的温度越高,电阻越大,即当R2浸入t1到t2到t3的过程中,电阻温度升高,电阻就变大,电路中对电流的阻碍作用就变大,电流就变小,电流表示数就变小,故当电流表示数变小时,说明R2属于PTC。
考点2:电阻的单位
【典例精讲】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)人体的安全电压为 ,智能手机待机时的电流为15~50 (填电流单位),实验室常用的电压表其内阻通常为5~10 (填电阻单位)。
【答案】 不高于 36V mA kΩ
【规范解答】[1]人体的安全电压为不高于 36V。这是一个常识性的知识点,在日常生活和电学学习中经常会接触到。
[2]智能手机待机时的电流为 15 - 50mA,因为毫安这个单位对于描述智能手机待机电流的大小比较合适,安培(A)太大,微安(μA)太小。
[3]实验室常用的电压表其内阻较大,5 - 10这个数量级的电阻单位应该是kΩ(千欧)。因为 Ω(欧)对于电压表内阻来说太小,MΩ(兆欧)相对来说又太大,kΩ 是比较符合实际情况的。
【变式训练】(24-25九年级上·天津静海·期中)人体电阻的平均值约为2000Ω(合 kΩ)左右。通过人体的电流达到100mA(合 A)时,只要很短的时间,就会使人窒息,心跳停止。
【答案】 2 0.1
【规范解答】[1][2],所以;,所以。
考点3:导体的电阻是导体本身的一种性质
【典例精讲】(2025·黑龙江佳木斯·三模)关于电流、电压和电阻,正确的是( )
A.正电荷定向移动方向规定为电流方向 B.电路有电压就一定有持续电流
C.导体电阻随通过电流增大而减小 D.电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因
【答案】AD
【规范解答】A.自由电荷的定向移动形成电流,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故A正确;
B.要使电路中有持续电流,电路两端需有电压,并且电路是通路,故B错误;
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;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故C错误;
D.自由电荷的定向移动形成电流,电压是使自由电荷定向移动的原因。所以电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因,故D正确。
故选AD。
【变式训练】(24-25九年级上·河南周口·期末)某导体的电阻为15Ω,若要通过它的电流为0.2A,则该导体两端的电压为 V;若该导体两端的电压为0时,它的电阻为 Ω。
【答案】 3 15
【规范解答】[1]导体的电阻为15Ω,若要通过它的电流为0.2A,则该导体两端的电压为
[2]由于电阻是导体的属性,电阻大小与电压大小无关,所以该导体两端的电压为0时,它的电阻仍为15Ω。
考点4:探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)小阳在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验,实验室提供了4根电阻丝,分别接入实验电路,其规格、材料、电表示数如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/
电流表示数/A
A
镍铬合金
0.25
1.0
0.16
B
镍铬合金
0.50
1.0
0.08
C
镍铬合金
0.25
2.0
0.32
D
锰铜合金
0.25
1.0
0.40
(1)小阳认为实验中不需要灯泡,连入电流表就可以完成实验,老师告诉小阳灯泡和电流表同时连入电路更好,请你说出灯泡在实验中的作用: 。
(2)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,可以依次把M、N跟电阻丝 (填字母编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数。
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B两端连接,闭合开关,电流表示数不同,可探究导体的电阻与 的关系,其结论是 。
(4)分析表格数据可得,导体电阻的大小与导体的 、 和 等因素有关。
(5)在此实验过程中主要采取的实验方法:转换法和 。
【答案】(1)保护电路
(2)A、C
(3) 长度 见解析
(4) 材料 长度 横截面积
(5)控制变量法
【规范解答】(1)灯泡与电阻丝串联,可限制电路中的电流,避免因电阻过小导致电流过大而损坏电流表或电源。同时,灯泡的亮度变化能直观反映电流大小,辅助判断电阻变化。
(2)探究导体的电阻与导体横截面积的关系,根据控制变量法,需选择材料相同、长度相同、横截面积不同的电阻丝。A和C均为镍铬合金,长度均为0.25 m,横截面积分别为1.0 mm2和2.0 mm2,符合条件。
(3)[1][2]对比A和B:材料均为镍铬合金,横截面积均为1.0 mm2,长度分别为0.25 m和0.50 m。电流表示数A(0.16 A)>B(0.08 A),说明A的电阻更小。即在其他条件相同时,导体长度越短电阻越小。
(4)[1][2][3]对比A和D:长度和横截面积相同,材料不同,电流表示数不同,说明电阻与材料有关。
结合A、B、C的实验结果,可总结电阻与长度、横截面积的关系。因此根据表格数据可得:导体电阻的大小跟导体的材料、长度和横截面积有关。
(5)实验中通过控制材料、长度、横截面积中的两个变量不变,单独研究第三个变量对电阻的影响,这是控制变量法的运用。转换法体现在通过电流表示数或灯泡亮度间接反映电阻大小。
【变式训练】(25-26九年级上·辽宁抚顺·开学考试)在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明设计了如图所示电路。
(1)图中选用的是长短和粗细相同的铜丝和镍铬合金丝,我们在实验中可以通过观察 来探究电阻大小和 的关系;
(2)若要探究电阻大小和长度的关系,小明应该选择材料和 相同,而 不同的两根电阻丝才能完成探究任务;
(3)另有甲、乙两名同学对小明设计的电路进行了如下改进:甲把灯泡换成电流表;乙在原来电路中串联接入电流表。你认为 同学的改进更好一些,理由是 。
【答案】(1) 灯泡亮暗程度 电阻丝材料
(2) 横截面积 长度
(3) 乙 见解析
【规范解答】(1)[1]实验中运用转换法,通过观察灯泡的亮暗程度来表示电阻丝阻值的大小。
[2]图中两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,因此探究的是电阻大小和电阻丝材料的关系。
(2)[1][2]要探究电阻大小和长度的关系,需要控制电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,因此小明应该选择材料和横截面积相同,而长度不同的两根电阻丝才能完成探究任务。
(3)[1][2]乙同学的改进更好一些,因此电路中若只放入电流表,当接入电路中电阻丝阻值过小时,电路中的电流会过大,损坏电路元件,同时放有电流表和灯泡,灯泡能起到保护电路的作用,且可以既通过观察灯泡的亮度也可以通过观察电流表的示数来得到电阻的大小。
考点5:探究电阻大小与导体长度的关系
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·单元测试)已知甲、乙两段电阻线,甲的电阻大于乙的电阻,不考虑温度的影响,下列判断正确的是( )
A.若它们材料、粗细都相同,甲线比乙线长
B.若它们材料、长度都相同,甲线比乙线粗
C.若它们长度、粗细都相同,它们的材料一定不同
D.甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同
【答案】ACD
【规范解答】A.导体的电阻与长度、横截面积、材料有关。在材料、横截面积(粗细)相同,不考虑温度影响时,长度越长,电阻越大。已知甲的电阻大于乙的电阻,所以若它们材料、粗细都相同,甲线比乙线长,故A正确;
B.在材料、长度相同,不考虑温度影响时,横截面积越大(越粗),电阻越小。甲的电阻大于乙的电阻,所以若它们材料、长度都相同,甲线应比乙线细,故B错误;
C.导体的电阻由材料、长度、横截面积决定。若它们长度、粗细都相同,而甲电阻大于乙电阻,根据电阻的决定式,它们的材料一定不同,故C正确;
D.如果甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细完全相同,那么它们的电阻也会相同,与“甲的电阻大于乙的电阻”矛盾,所以甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同,故D正确。
故选ACD。
【变式训练】(25-26九年级上·全国·课后作业)在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红作出了如下猜想。
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/
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)在实验中,通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法叫 ;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号为 和 的两根电阻丝进行实验;
(3)若选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)若选用编号为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、B两根电阻丝接入电路中M、N两点间,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此得到的结论是 ;
(5)以上研究问题的科学方法是 ;
(6)比较B、C两根电阻丝的大小,RB (选填“大于”“小于”或“等于”)RC。
【答案】(1) 电流表示数 转换法
(2) A D
(3)②
(4) ① 在材料和横截面积相同时,导体的长度越大,电阻越大
(5)控制变量法
(6)大于
【规范解答】(1)[1][2]实验中运用转换法,通过观察电流表示数的大小来表示导体电阻的大小。
(2)[1][2]要探究导体电阻的大小与导体材料是否有关,需要控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,因此选择A、D两根电阻丝。
(3)A、C两根电阻丝的材料、长度相同,横截面积不同,因此探究的是导体的电阻与导体的横截面积是否有关,即猜想②。
(4)[1]A、B两根电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,因此探究的是导体的电阻与导体的长度是否有关,即猜想①。
[2]A、B两根电阻丝的材料、横截面积相同,A电阻丝的长度短,电流表示数较大,说明A电阻丝的电阻小,B电阻丝的长度长,电阻大,因此可得结论为:材料和横截面积相同时,导体的长度越大,电阻越大。
(5)上述探究其中一个因素时,需要控制其他因素保持不变,运用了控制变量法。
(6)B、C两根电阻丝材料相同,B电阻丝的长度长,且横截面积小,根据上述探究可知,电阻丝的长度越长、横截面积越小,电阻越大,因此。
考点6:探究电阻大小与导体横截面积的关系
【典例精讲】(24-25九年级上·河北廊坊·期末)王丽利用下图的装置探究影响导体电阻大小的因素。所使用的电阻丝规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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)本实验中用到的实验方法有 和 。
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可以得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可以得出结论: 。
(4)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可以在电路中 (选填“串联”或“并联”)一只 表完成实验。
【答案】(1) 转换法 控制变量法
(2)A、B
(3)见解析
(4) 串联 电流
【规范解答】(1)[1][2]在探究影响导体电阻大小的因素时,需要分别研究电阻与材料、长度、横截面积的关系,每次只改变一个因素,控制其他因素不变,运用了控制变量法;实验中通过观察灯泡的亮度来间接判断导体电阻的大小,灯泡越亮,说明电路中的电流越大,导体的电阻越小,这种将不易观察的电阻大小转换为容易观察的灯泡亮度的方法是转换法。
(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和横截面积相同,改变导体的材料。由表格数据可知,编号为A、B的电阻丝长度都是0.5m,横截面积都是0.8mm2 ,材料不同,灯泡的亮度不同,则其电阻不同。所以分别将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验,可以得出导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)编号为B、C的电阻丝材料都是镍铬合金,长度都是0.5m,B的横截面积为0.8mm2,C的横截面积为0.4mm2,即横截面积不同,且B的灯泡较亮,C的灯泡较暗,说明B的电阻较小,C的电阻较大。由此可得结论:在导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。
(4)[1][2]实验过程中更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,说明电路中的电流变化较小,为了更准确地比较电阻的大小,可以在电路中串联一只电流表,因为电流表可以精确地测量电路中的电流大小,根据电流的变化就能更准确地判断电阻的变化。
【变式训练】(2025·湖北武汉·中考真题)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
【规范解答】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。
考点7:探究电阻大小与导体材料的关系
【典例精讲】(2025·湖北武汉·三模)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
【规范解答】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。
【变式训练】(25-26九年级上·全国·课后作业)【实验名称】探究影响导体电阻大小的因素。
【猜想与假设】
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。
【设计与进行实验】
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。
电阻丝编号
材料
长度/m
横截面积/
电流大小/A
A
铜
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)如图所示的是探究影响导体电阻大小的因素的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察相关现象可以比较导体电阻的大小。有三名同学对图中的电路设计提出了自己的观点:
甲:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
乙:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
丙:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,防止烧坏电流表。
你赞同 (选填“甲”“乙”或“丙”)的观点。
(2)为了验证猜想一,应该将编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)为了验证猜想二,应该将编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
【分析与论证】
(4)根据上面表格中的实验数据,可得出实验结论:
①导体的材料、长度相同时, ,电阻越大。
②导体的材料、横截面积相同时, ,电阻越大。
【交流与反思】
(5)丁同学在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,他利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想 (选填“一”“二”或“三”)的实验验证。
【答案】(1)丙
(2)C、D
(3)B、C
(4) 横截面积越小 长度越长
(5)三
【规范解答】(1)在、之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故丙的观点正确。
(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C、D的两根电阻丝进行实验。
(3)为了验证猜想二,导体的电阻可能与导体的横截面积有关,应控制导体材料与长度相同而横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为B、C的两根电阻丝进行实验。
(4)[1][2]根据上面表格中的实验数据,可得出实验结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(5)要探究电阻大小与导体材料的关系时,需保证电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,丁同学在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,他利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证。
考点8:检验其他的猜想(如温度等)
【典例精讲】(2025·广东清远·一模)物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程 (选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
【答案】(1) 导体 转换法
(2) 盐 能
(3) 乙 可以起到保护电路的作用
【规范解答】(1)[1]将适量盐水从注水口倒入玻璃管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水容易导电,所以盐水是导体。
[2]盐水浓度不同,灯泡的亮度不同,可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小,运用了转换法。
(2)[1]要增加盐水的浓度,应该往盐水中加盐,并搅拌。
[2]探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,保持了横截面积、盐水的浓度不变,盐水的长度变短,灯泡的亮度逐渐变亮,表明盐水的电阻大小与长度有关,即这一实验过程能验证猜想B。
(3)[1][2]将灯泡换为电流表,盐水的电阻变化会引起电路中的电流的变化,但是,当盐水的电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用,因此乙同学的方案更好。
【变式训练】(24-25九年级上·陕西西安·期末)小明在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中,如图1所示是实验探究时的器材,实验板上固定了四根金属导线,、、三根长度均为1m,的长度为0.5m;、的横截面积相同,材料不同;、的材料相同,但的横截面积大于;、的材料和横截面积都相同。
(1)实验过程中采用的实验方法是: (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(2)在探究电阻跟横截面积是否有关时,可依次把、跟 两根电阻丝接入电路,闭合开关,记下电流表示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小。
(3)依次把、跟、的两端相连,闭合开关,记下电流表示数,分析比较、两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟 的关系。
(4)在完成以上实验后,小明把废旧白炽灯泡中的钨丝连接在、间,如图2所示,闭合开关,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表读数会 ,说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)接下来小明又将玻璃柱连接在、间,如图3所示,闭合开关且酒精灯未点燃时,灯泡 (选填“发光”或“不发光”),用酒精灯灼烧玻璃,随着该处玻璃温度升高,灯泡逐渐变亮起来,此时玻璃柱是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】(1)控制变量法
(2)、
(3)长度
(4) 变小 变大
(5) 不发光 导体
【规范解答】(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,研究导体的电阻与其中一个因素的关系时,要控制另外的几个因素不变,所以实验过程中要采用控制变量法。
(2)探究电阻跟横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度相同,改变导体的横截面积进行实验,由题干知,应该选用a、c导线进行实验。
(3)由题干知,导线a、d的材料和横截面积都相同,长度不同,根据控制变量法知,用导线a、d进行实验可探究导体的电阻与长度的关系。
(4)[1][2]用酒精灯给钨丝加热,钨丝温度升高。根据电阻的特性,一般情况下,对于金属导体,温度升高时电阻会变大。由于电阻变大,根据可知,在电压不变的情况下,电阻增大,电流就会变小,所以观察到电流表示数会变小。
(5)[1][2]如图3所示,闭合开关且酒精灯未点燃时,玻璃柱的温度等于室温,温度较低,此时玻璃柱是绝缘体,灯泡不发光。用酒精灯灼烧玻璃,随着该处玻璃温度升高,灯泡逐渐变亮起来,说明此时电路中有电流,玻璃柱可以导电,此时玻璃柱是导体。
考点9:实验中控制变量法的应用
【典例精讲】(24-25九年级上·山东东营·期中)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
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。
实验室提供了根电阻丝,其规格、材料如表所示:
编号
材料
长度
横截面积
A
镍铬合金
B
镍铬合金
C
镍铬合金
D
锰铜合金
(1)如图所示,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中电路设计提出了自己的观点。
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。
你赞同 (填“小明”“小红”或“小亮”)的观点。
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N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)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻与 的关系,其结论是 。
(4)分别将编号为A、D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;
(5)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (填“一”“二”或“三”)的实验验证。
【答案】(1)小亮
(2)AC
(3) 长度 材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大
(4)材料
(5)三
【规范解答】(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故小亮的观点正确。
(2)要验证猜想二,导体的电阻可能与导体的横截面积有关,应控制导体材料与长度相同而横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验。
(3)[1][2]A、B两根电阻丝材料相同、横截面积相同,长度不同,可以探究导体的电阻与导体的长度的关系;分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,实验时会发现,接入A时电流较大,表明A的电阻较小,而A较短,由此,初步得到的结论是当材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
(4)A、D两根电阻丝材料长度、横截面积相同,材料不同,可以探究导体的电阻与导体的材料的关系。
(5)只有一根电阻丝,可以通过改变其接入电路中的长度来探究电阻与长度的关系,也可以将电阻对折改变横截面积探究电阻与横截面积的关系,但是材料不能改变,无法探究电阻与材料的关系,故不能完成猜想三。
【变式训练】(24-25九年级上·广东深圳·期中)湿手触摸开关有触电的危险,这是因为液体具有一定的导电性,那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢?小明提出如下猜想:
A.可能与液体的密度有关;B.可能与液体的质量有关。
根据猜想,小明用到的器材有:电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的钢棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部,把混合均匀的适量盐水倒入水槽内,两铜棒均有一部分露出水面,将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路。
(1)评估实验器材:盛装盐水的容器应该选择 (选填“金属”或“塑料”)水槽,盐水容易导电是因为有大量的 (选填“自由电子”或者“自由电荷”)。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱;
(2)探究猜想A:闭合开关,调节滑片至适当位置,记录电流表的示数为;再向水中撒适量盐并搅拌(不计液体质量变化),记录电流表的示数为,比较发现,由此可得实验结论 ;
(3)探究猜想B:小明设计的实验方案如下,在上述实验基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌,并多次记录电流表的示数进行比较。请你结合小明的猜想评估这一实验方案是否可行? (选填“可行”或“不可行”),理由是: ;
(4)跨学科实践:小明适当增加电源电压,将铜棒换成石墨棒,其他实验装置不变。经过仔细观察,发现两个石墨棒上都产生了细小的气泡,请你大胆猜测一下,产生的气体应该是氢气和 。
【答案】(1) 塑料 自由电荷 电流表示数
(2)见解析
(3) 不可行 没有控制液体的密度不变
(4)氯气
【规范解答】(1)[1]盛装盐水的容器应该选择塑料水槽,因为塑料是绝缘体,而金属是导体。
[2]盐水容易导电是因为有大量的正负离子,不是自由电子,所以应选自由电荷。
[3]本实验利用转换法,可通过电流表示数来判断液体导电能力的强弱,电流表示数越大,说明液体导电能力越强。
(2)探究猜想A:闭合开关,调节滑片至适当位置,记录电流表的示数为:再向水中撒适量盐并搅拌(不计液体质量变化),此时盐水浓度变大,液体密度变大,记录电流表的示数为,比较发现,说明电阻变小了,导电性能变强了。由此可得实验结论:液体的质量不变时,液体的密度越大,液体的导电性能越强。
(3)[1][2]探究液体导电性能与液体的质量的关系,应控制液体的密度不变。小明在上述实验基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌,会使液体的密度变小,即没有控制液体密度不变,因此这一实验方案不可行。
(4)小明适当增加电源电压,将铜棒换成石墨棒,其他实验装置不变。经过仔细观察,发现两个石墨棒上都产生了细小的气泡,因为阴极(接电源负极)的石墨棒附近的大量的氢离子得到电子聚集在一起变成氢气,阳极(接电源正极)的石墨棒附近的大量的氯离子失去电子聚集在一起而变成氯气,因此产生的气体应该是氢气和氯气。
考点10:电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·单元测试)电热膜是一种新型的电热器件,如图甲所示是一种常见的电热膜。电热膜是在绝缘薄膜表面,经过特殊工艺加工形成的一条条很薄的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,形成网状结构,其内部结构如图乙所示。导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示,这种温度特性的优点是,它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象,这是电热丝所不具备的,它保证了电热膜各处的温度均匀。
(1)如图乙所示电热膜电路,导电墨线的连接方式是 联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为和,则 (选填“<”“=”或“>”)。
(2)电热膜取暖器工作时,室内空气温度升高是通过 的方式增加空气内能的;如果某根导电墨线的局部导电材料脱落,如图丁中的C部分,这根导电墨线的电阻( )选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 并 <
(2) 热传递 变大
【规范解答】(1)[1]由图乙可知,导电墨线是并列连接的,所以导电墨线的连接方式是并联。
[2]根据干路电流等于各支路电流之和可知,流经B点的电流除了A点汇入的电流之外,还有其他支路的电流,因此。
(2)[1]电热膜取暖器工作时,室内空气温度升高是通过热传递的方式增加空气内能的。热传递是由于温度差引起的热能传递现象,取暖器温度高,空气温度低,热量从取暖器传递到空气。
[2]某根导电墨线的局部导电材料脱落,这部分的横截面积变小,在长度和材料不变的情况下,横截面积变小,电阻会变大。
【变式训练】(24-25九年级上·辽宁锦州·期末)如图所示,A、B是两个长度相同、粗细不同的铜棒,则两个铜棒的电阻RA RB;通过铜棒A、B的电流大小分别为IA、IB, 则IA IB(选填“>”、 “<”或“=”) 。
【答案】 < =
【规范解答】[1]电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;A、B是两个长度相同、粗细不同的铜棒,在温度相同时,横截面积越小,电阻越大,则两个铜棒的电阻。
[2]串联电路中各处的电流相等。因为A和B两段电阻串联后连入电路,通过它们的电流大小相等,即。
考点11:温度对导体电阻的影响
【典例精讲】(24-25九年级上·山东泰安·期中)如图所示, AB 和 BC 是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体, 将它们串联后接入电路中, 下列说法正确的是( )
A.AB段电阻大, 电流小
B.BC段电阻小, 电流大
C.AB 段电阻一定大, 电流与BC段相等
D.BC段电阻可能大, 电流与 AB段相等
【答案】D
【规范解答】导体AB和BC串联后接入电路中,根据串联电路电流规律可知,通过导体AB和BC的电流相同;因为导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,由题干,导体AB和BC长度相同,而材料、横截面积不同,温度未知,则导体AB和BC段电阻大小无法确定,所以BC段电阻可能大,故ABC错误,D正确。
故选D。
【变式训练】(24-25九年级上·江苏南通·期中)物理小组为探讨温度对物体导电性能的影响,设计如图所示的电路,当S接1或2时,分别对废灯泡玻璃灯芯、废日光灯管中的钨丝加热,电路可能发生的现象( )
A.S接1时,毫安表的示数为零,灯泡不亮 B.S接1时,毫安表的示数变大,灯泡不亮
C.S接2时,电流表的示数变大,灯泡变亮 D.S接2时,电流表的示数不变,亮度不变
【答案】B
【规范解答】AB.当开关S接1时,毫安表与废灯泡玻璃灯芯串联,形成一条支路,而灯泡与这条支路串联。废灯泡玻璃灯芯在常温下是绝缘体,串联电路不通,则毫安表的示数应该为零,灯泡不发光。将废灯泡玻璃灯芯加热到红炽状态,玻璃变成了导体,电路接通。在玻璃由绝缘体变成导体的过程中,有一段电路中的电流太小不足以让灯泡发光的阶段,毫安表示数慢慢变大。故A不符合题意,B符合题意;
CD.当开关S接2时,电流表与废日光灯管中的钨丝串联,形成另一条支路,灯泡与这条支路串联。无论废日光灯管中的钨丝是冷是热,它都是导体。加热过程中,钨丝的电阻随温度的升高而增大,因此在钨丝的串联电路中,电流表的示数会变小,灯泡的亮度会变暗。故CD错误。
故选B。
考点12:半导体的特点
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)人类已经进入了电气化时代,生产生活离不开各种材料。下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电是因为内部的电荷都能自由移动
B.LED灯是由半导体材料制作的,具有单向导电性
C.导体和绝缘体之间有明显界限,它们不可以相互转化
D.绝缘体不容易导电是因为内部几乎没有可以自由移动的电荷
【答案】BD
【规范解答】A.导体容易导电是因为内部存在自由移动的电荷,而不是所有电荷都能自由移动,故A错误;
B.LED灯是发光二极管,是由半导体材料制成的,LED灯具有单向导电性,故B正确;
C.导体和绝缘体之间没有明显界限,绝缘体在一定范围内,可以变为导体,故C错误;
D.因为绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷,所以绝缘体不容易导电,故D正确。
故选BD。
【变式训练】(2025·广西贵港·三模)手机、数码相机等电子产品都用到晶体二极管,晶体二极管的主要材料是 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”),数码相机在阳光下曝晒会烫手,这是通过 的方式改变相机的内能。
【答案】 半导体 热传递
【规范解答】[1]半导体材料的导电性会因受到外部环境的影响而发生变化,这使得它可以被用于制造各种类型的传感器,晶体二极管的主要材料是半导体。
[2]数码相机在阳光下曝晒会烫手,这是由于物体间存在温度差发生了热传递,数码相机吸收了阳光的热量而变得发烫,即是通过热传递的方式改变相机的内能。
考点13:二极管
【典例精讲】(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)如图所示,两只水果点亮了一个发光二极管,下列相关说法中正确的是( )
A.水果电池将电能转化为化学能
B.发光二极管是由超导体材料制成的
C.金属片A是水果电池的负极
D.若将发光二极管正负极接线对调,发光二极管的亮度不变
【答案】C
【规范解答】A.水果电池消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能,故A错误;
B.发光二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性,故B错误;
C.二极管具有单向导电性,有两根引线,一根为正极,另一根为负极,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极。发光二极管被点亮时,金属片A与发光二极管的负极相连,所以金属片A是水果电池的负极,故C正确;
D.二极管具有单向导电性,将二极管正负极接线对调,二极管不发光,故D错误。
故选C。
【变式训练】(2025·辽宁葫芦岛·二模)某实验小组为探究原电池的工作原理,设计了如图简易原电池装置,其中金属铜和锌为电极。当LED灯发光时,溶液中的:SO42-移向锌极,则金属 为该原电池的正极,制作LED灯的材料是 (填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
【答案】 铜 半导体
【规范解答】[1]在原电池中,电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极。已知溶液中的SO42-离子移向锌极,说明锌极是负极,所以铜为该原电池的正极。
[2]LED灯是由半导体材料做成的器件,它具有单向导电性。
考点14:超导现象和超导材料
【典例精讲】(2025·陕西西安·三模)2025年3月3日,由西安电子科技大学等机构参与的“祖冲之三号”超导量子计算机问世,该计算机采用超导材料制成芯片,从而高效地进行计算。使用量子计算机,研究人员能根据病毒的传播途径。预测它们的变异方向并提前设计出特效药,还能模拟复杂的原子、分子和化学反应,为加速新材料的研发提供支持。下列说法正确的是( )
A.发生超导现象时超导体的电阻很大
B.分子、原子、病毒是按照由小到大的空间尺度排列的
C.手机中的芯片同样是采用超导体材料制成的
D.若用超导体制成输电线、可降低电能损失
【答案】D
【规范解答】A.发生超导现象时超导体的电阻为零,故A错误;
B.原子、分子、病毒是按照由小到大的空间尺度排列的,故B错误;
C.手机中的芯片是采用半导体材料制成的,故C错误;
D.超导体的材料电阻为零,实现远距离大功率输电,若用超导体制成输电线,可降低电能损失,故D正确。
故选D。
【变式训练】(2025·山东聊城·一模)下列是半导体、超导体、纳米材料的主要特点及其应用的描述,其中描述超导体的是( )
A.在特定温度下电阻为零,可用于高效输电
B.电阻随温度升高而减小,常用于制造电子元件
C.具有极高的强度,广泛用于建筑材料
D.导电性能介于导体和绝缘体之间,用于制造集成电路
【答案】A
【规范解答】AB.超导体在特定温度下电阻为零,可用于高效输电,减小输电过程中的电能损失,故A符合题意,B不符合题意;
C.超导体没有极高的强度,不能广泛用于建筑材料,故C不符合题意;
D.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,用于制造集成电路,故D不符合题意。
故选A。
考点15:超导材料的应用
【典例精讲】(2025·福建宁德·一模)下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈 C.电热丝 D.发电机线圈
【答案】C
【规范解答】超导体材料在一定温度的条件下,电阻可以变成0。
A.输电线在输送电能时因为导线有一定的电阻,要有一部分电能转化为内能,如果输电线的电阻变成0,没有电阻就没有能量损耗,所以,可以用超导材料制作输电线,故A不符合题意;
B.电动机工作时,因为线圈存在电阻,会有一部分电能变成内能,电动机会发热,如果线圈没有电阻,线圈就不会发热,不仅没有能量损耗,而且电动机也不会过热而烧坏,所以,可以用超导材料制作电动机线圈,故B不符合题意;
C.电热丝是利用电流的热效应工作的,电热丝产生的热量与电流、电阻、时间都有关系,如果电热丝阻值为0,它就不会发热了,所以不能用超导材料制作电热丝,故C符合题意;
D.发电机工作时,因为线圈有一定的阻值,线圈也会发热,如果线圈没有电阻,它就不会发热,线圈永远不会被烧坏,所以可以用超导材料制作发电机线圈,故D不符合题意。
故选C。
【变式训练】(2025·江苏连云港·二模)如图甲所示是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度L/cm
直径D/mm
电流I/A
1
a
康铜丝
57.20
0.50
______
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: ;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
【答案】(1)0.32
(2)b、c
(3) 随温度的降低而减小,最后变为超导体 远距离输电线
【规范解答】(1)乙图中电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.32A。
(2)研究导体电阻大小与横截面积的关系,需要控制导体的材料、长度相同,横截面积不同,因此选择b、c进行对比。
(3)[1]如图丁所示,当温度越低时,该种金属的电阻变小,即金属电阻会随温度的降低而减小,最后变为超导体。
[2]若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造远距离输电线,在运输电能的过程中减小能量损耗。
1.(2025·重庆永川·中考真题)关于下列电学知识,说法正确的是( )
A.两个轻质小球相互吸引,它们一定带异种电荷
B.验电器的原理是同种电荷相互排斥
C.在金属导体中,电流的方向就是自由电子定向移动的方向
D.电路中通过导体的电流减小到0时,该导体的电阻变为0
【答案】B
【规范解答】A.两个轻质小球相互吸引,存在两种可能,一是它们带异种电荷,二是其中一个带电,另一个不带电,因为带电体具有吸引轻小物体的性质,所以它们不一定带异种电荷,故A错误;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。当带电体接触验电器的金属球时,电荷会传导到金属箔片上,使两片金属箔带同种电荷,由于同种电荷相互排斥,金属箔片会张开,故B正确;
C.在金属导体中,自由电子带负电,而电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向,因此电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,故C错误;
D.电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流无关。即使电路中通过导体的电流减小到0,导体的电阻也不会变为0,故D错误。
故选B。
2.(2025·广东湛江·中考真题)LED灯已广泛应用于展示台装饰、居家照明、城市夜景美化等,制作LED灯的材料是 (选填“半导体”或“超导体”),其导电能力比铜、铁等金属要 (选填“强”或“弱”)。如果能制造出常温下的超导体,它可以在 (选填“电吹风的电热丝”“白炽灯的灯丝”或“电动机线圈”)中得到应用。
【答案】 半导体 弱 电动机线圈
【规范解答】[1]LED灯的核心元件是发光二极管,二极管由半导体材料制成,因此制作LED灯的材料是半导体。
[2]半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间,铜、铁等金属属于良好的导体,导电能力强,因此半导体的导电能力比金属弱。
[3]超导体的电阻为零,电流通过时不会产生热量。电吹风的电热丝、白炽灯的灯丝均依赖电流的热效应工作,无法使用超导体;而电动机线圈工作时需减少电能损耗,超导体可满足需求,因此超导体可应用于电动机线圈。
3.(2025·贵州六盘水·中考真题)小江同学准备探究“液体电阻的大小与哪些因素有关”,他把液体盛放在塑料管中,并在其两端安装接线柱,构成一个液体电阻并安装在电路中(如图1)。实验之前,他提出了自己的猜想,液体电阻的大小可能:1.与液体浓度有关;2.与液体温度有关;3.与液体体积有关;4.与液体横截面积有关。
(1)首先,他在管中加入的纯净水,闭合开关后发现灯泡不亮,这说明纯净水是 (选填“导体”或“绝缘体”);
(2)然后他将注水口盖子打开,加入一勺食盐,在等待食盐完全溶解的过程中,他观察到灯泡逐渐变亮,这说明:当其它猜想的条件都不变时,液体浓度越大,液体的电阻越 ;
(3)接下来他要探究猜想2,需要提高管内液体的温度,请你提出一个可行的具体方法:① ;并且发现液体温度提高后,灯泡好像变亮了一点但不是很明显,所以不容易间接反映出电阻的变化,为了更明显地反映出电阻的变化,此时你可以② ;
(4)待液体温度稳定后,他将液体倒出一半重新实验(如图2),发现灯泡明显变暗。于是他得出结论:其他条件相同时,体积越小,电阻越大。请你对他的结论作出评价: 。
【答案】(1)绝缘体
(2)小
(3) 见解析 在电路中串联一个电流表
(4)见解析
【规范解答】(1)在管中加入的纯净水,闭合开关后发现灯泡不亮,说明没有电流通过,这说明纯净水是绝缘体。
(2)将注水口盖子打开,加入一勺食盐,在等待食盐完全溶解的过程中,液体浓度变大,他观察到灯泡逐渐变亮,说明电路中电流变大,则液体的电阻在变小。这说明:当其它猜想的条件都不变时,液体浓度越大,液体的电阻越小。
(3)[1]要提高管内液体的温度,可以在塑料管下方放置一个酒精灯对液体进行加热。
[2]液体温度提高后,灯泡好像变亮了一点但不是很明显,说明电路中电流、电阻变化均比较小,电流表可以较为精确地反映电流的变化,所以可以在电路中串联一个电流表,通过电流表示数判断液体的电阻大小。
(4)将液体倒出一半后,液体的体积和横截面积均发生改变,没有控制变量,所以不能得出“其他条件相同时,体积越小,电阻越大”的结论。
4.(2025·山东东营·中考真题)如图所示,水果电池可以使发光二极管发光,若将二极管正负极接线对调后,二极管不发光,说明二极管具有 性,科学家发现,铝在-271.76℃以下时,电阻成了零,这就是 现象。
【答案】 单向导电 超导
【规范解答】[1]将二极管正负极接线对调后,二极管不发光,是因为它的正负极接反了,说明二极管具有单向导电性。
[2]超导现象是指当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零的现象。铝在-271.76℃以下时,电阻成了零,这就是超导现象。
5.(2025·云南玉溪·中考真题)某电路连接如图所示,当细铁丝绕制的线圈不加热时,闭合开关,电流表示数为0.6A。用酒精灯缓慢加热铁丝圈一段时间后,电流表的示数将( )
A.大于 B.等于
C.小于 D.电流表烧坏
【答案】C
【规范解答】因为温度越高,铁丝的电阻越大,所以电路中的总电阻就越大,电流就会变小,所以电流表的示数将小于0.6A。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
基础夯实
1.(25-26九年级上·山东·阶段练习)甲、乙、丙为三根锰铜合金线,甲、乙粗细相同,但甲较长;乙、丙长度相同,但丙较粗,则三根合金丝的电阻值相比较( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】A
【规范解答】对于甲和乙,材料相同、粗细(横截面积)相同,甲较长,根据电阻与长度的关系,长度越长,电阻越大,所以甲的电阻大于乙的电阻。 对于乙和丙,材料相同、长度相同,丙较粗(横截面积大),根据电阻与横截面积的关系,横截面积越大,电阻越小,所以乙的电阻大于丙的电阻。所以电阻关系为甲最大。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.(25-26九年级上·全国·单元测试)为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测。下列说法符合实际的是( )
A.我国家庭电路的电压是220V
B.一节新干电池的电压约为3V
C.实验室所用一段导线的电阻约为100Ω
D.教室内节能灯工作时的电流约为4A
【答案】A
【规范解答】A.我国家庭电路的电压是220V,故A符合题意;
B.一节新干电池的电压为1.5V,故B不符合题意;
C.因为长1m的铜导线电阻约为0.017Ω,而实验用的导线一般不到0.2m,一般我们是将其阻值忽略,故C不符合题意;
D.教室内节能灯工作时的电流约为0.2A,故D不符合题意。
故选A。
3.(25-26九年级上·全国·单元测试)有一段导线,下列措施中能增大其电阻的是( )
A.减小它的长度 B.减小它的横截面积
C.增大它两端的电压 D.增大通过它的电流
【答案】B
【规范解答】A.导体的电阻与长度有关,在材料、横截面积和温度不变时,长度越短,电阻越小。减小导线的长度,会使电阻减小,故A不符合题意;
B.导体的电阻与横截面积有关,在材料、长度和温度不变时,横截面积越小,电阻越大。减小导线的横截面积,能增大其电阻,故B符合题意;
C.电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压无关。增大导线两端的电压,不会改变其电阻,故C不符合题意;
D.电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流无关。增大通过导线的电流,不会改变其电阻,故D不符合题意。
故选B。
4.(2025·广东茂名·二模)飞机在飞行过程中,机身与空气、灰尘等摩擦失去电子,带上 (选填“正”或“负”)电,在物理学中这是 现象,会对飞机飞行安全造成隐患。为了消除这种隐患,机翼尾端设计有可以消除静电的静电刷,如图所示,则静电刷需由 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成。
【答案】 正 摩擦起电 导体
【规范解答】[1][2]摩擦起电过程中,得电子的带负电,失电子的带正电。飞机在飞行过程中,机身与空气、灰尘等摩擦失去电子,带上正电,在物理学中这是摩擦起电现象,会对飞机飞行安全造成隐患。
[3]静电刷的作用是将摩擦起电产生的电荷导出,故静电刷应由易导电的导体材料制成。
5.(2025·云南玉溪·三模)家庭中空调和电视机是 (选填“串联”或“并联”)连接的。在家中每多使用一个用电器,其总电阻会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 并联 变小
【规范解答】[1]家庭中空调与电视机工作时互不影响,是并联。
[2]家庭电路中,每多使用一个用电器,相当于电路的横截面积变大,所以家中电路的总电阻变小。
6.(25-26九年级上·全国·单元测试)如图所示是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,电线一般拉得比较直,是为了减少导体的 ,从而减小了导线的电阻。
【答案】 横截面积 长度
【规范解答】[1]高压输电目的是减小电能的损失,在导线长度不能改变时,可以通过想办法改变其横截面积,四根导线并联时相当于增大了导线的横截面积,所以导线的电阻会减小,损失的电能也会减少。
[2]电线一般拉得比较直,是为了减少导体的长度,从而减小导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
7.(2025·福建福州·模拟预测)体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素,经综合分析得出人的体脂率。人运动时,存储在脂肪中的能量的部分转化为人体的 (填“内能”或“化学能”),导致人体温度升高。肌肉比脂肪更容易导电,若人的体脂率下降,体重不变,人体的电阻会 (填“增大”或“减小”)。
【答案】 内能 减小
【规范解答】[1]人运动时,人体温度升高,是因为存储在脂肪中的能量有一部分转化为人体的内能,使人体温度升高。
[2]电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,导体的导电能力越强,导体的电阻越小;肌肉比脂肪更容易导电,人的体脂率下降,意味着脂肪减少,肌肉相对增多,人体的导电能力增强,人体的电阻减小。
8.(2025·山西运城·一模)最近,某老旧小区正进行家庭供电线路的改造,改造的主要内容是把电线换成更粗的。现有规格相同的青铜线和黄铜线可供选择。兴趣小组的同学想知道青铜线和黄铜线的导电性哪个更强。请你设计一个可操作的实验方案进行探究,并提供选择建议。
【答案】见解析
【规范解答】实验器材:电源、开关、电流表、定值电阻(小灯泡)、待测导线(长度相同的青铜线与黄铜线)、导线若干。
实验步骤:(1)断开开关,用导线依次将电源、开关、电流表、定值电阻和青铜线连接成串联电路。
(2)闭合开关,记录电流表的示数,记为;
(3)用黄铜线替换青铜线进行实验,记录电流表的示数,记为;
实验结论及建议:若,则青铜的导电性更强,建议选用青铜线;若,则黄铜的导电性更强,建议选用青铜线;若,则青铜和黄铜的导电性相同,从中任选一种皆可。
9.(24-25九年级下·江西上饶·期末)小明在课堂上进行了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将、、三段导体接入电路:
导体代号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
锰铜合金
镍铬合金
本实验通过观察 来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为 法。
为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 填序号先后接入图中电路、两点间进行实验。
根据所给器材,小明 选填“能”或“不能”探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“”“”或“”)处的电流。
小明同学测出一组、、三处的电流,、、,由此得出结论:干路电流等于各支路电流之和。
小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 选填“相同”或“不同”的灯泡进行实验。
【答案】(1) 电流表的示数 转换 1、3 能
(2) C 不同
【规范解答】(1)[1][2]在实验中,电阻的大小通过电流表的读数来反映。电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。这种通过易观测的量(电流)来反映不易直接观测的量(电阻)的方法称为转换法。
[3]要探究电阻与横截面积的关系,需要选择材料相同、长度相同,但横截面积不同的导体。根据表格,导体1和3都是镍铬合金,长度都是1.0 m,横截面积分别为0.5 mm²和1.0 mm²满足这一条件。应将电阻丝1、3先后接入图中电路、两点间进行实验。
[4]根据所给器材,小明可以选同一条导体,改变夹子的位置,从而改变接入电路的长度,即能探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
[1]实验时需要测量、、三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表串联在干路上,且图乙中点位于干路,因此测量的是处的电流。
[2]小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,为了让实验结论具有普遍性,还应该选用规格不同的灯泡进行多次实验,避免实验结果的偶然性。
10.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料、规格及实验证据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
更暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫 法。
(2)分别将编号为 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材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时, 。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见: 。
【答案】(1) 灯泡亮度 转换
(2)A、B
(3)导体横截面积越小,电阻越大
(4)滑动变阻器
(5)在电路中串联一个电流表完成实验
【规范解答】(1)[1][2]将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制电阻丝长度和横截面积相同,而材料不同,因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验。
(3)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,此时电阻丝的长度和材料相同,但横截面积不同,由表中信息可知,横截面积小,灯泡的亮度较暗,所以可得出结论:在导体的材料相同、长度也相同时,导体横截面积越小,电阻越大。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝接入电路进行实验,此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中。
(5)更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表完成实验。
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11.(2025·河南·一模)在生产生活中,物质的比热容是选择材料的考虑因素之一,下列应用中主要从比热容大小的角度考虑的是( )
A.给马路洒水进行降温 B.用铜做输电线
C.用水当供暖的搬运工 D.用豆油炸丸子
【答案】C
【规范解答】A.洒水降温的原理是水蒸发吸热,水由液态变为气态时,会吸收周围环境的热量,从而降低路面温度。这一过程利用的是物态变化的吸放热特性,与水的比热容大小无关,故A不符合题意;
B.铜作为输电线材料,主要是因为铜的导电性良好,能让电流顺畅通过,减少电阻带来的能量损耗,与比热容无关,故B不符合题意;
C.供暖系统中,水作为“热量搬运工”,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量;输送到室内后,降低相同温度时能放出更多热量,且温度变化平缓,可实现持续、稳定的供暖,这是利用水的比热容较大的特性,故C符合题意;
D.用豆油炸丸子,主要利用的是油的沸点高,高于水的沸点,高温油能让丸子快速定型、熟透,并形成酥脆口感。这一过程与油的比热容大小无关,故D不符合题意。
故选C。
12.(25-26九年级上·重庆·开学考试)关于一些电学基础知识,下列说法正确的是( )
A.电路中的电流是由电荷的定向移动形成的
B.绝缘体不能导电,是因为绝缘体中没有电荷
C.通过导体的电流越大,导体的电阻就越大
D.只有当电路闭合时电源两端才有电压
【答案】A
【规范解答】A.电荷的定向移动形成电流,所以电路中的电流是由电荷的定向移动形成的,故A正确;
B.绝缘体不能导电,是因为绝缘体中几乎没有能够自由移动的电荷,而不是没有电荷,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与通过导体的电流大小无关,故C错误;
D.电源是提供电压的装置,不管电路是否闭合,电源两端都有电压,故D错误。
故选A。
13.(24-25九年级上·四川绵阳·期中)一块合金导体长(前后)∶宽(左右)∶高(上下)=9∶3∶1,将该导体接入如图所示的电路的a、b两点之间,灯泡L均发光,则( )
A.上下接入时,灯泡亮度最暗 B.上下接入时,灯泡亮度最亮
C.左右接入时,灯泡亮度最暗 D.前后接入时,灯泡亮度最亮
【答案】B
【规范解答】将导体按照图中不同的方式连入电路,当上下接入时,导体的横截面积最大且长度最短,根据电阻与横截面积成反比,与长度成正比可知,此时接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,灯泡最亮;当前后两个接线柱接入电路时,导体的横截面积最小且长度最长,电阻最大,电路中的电流最小,灯泡最暗;当左右接入时,导体的电阻不是最大也不是最小,灯泡亮度在最暗和最亮之间;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
14.(2025·四川广安·三模)如图所示,现在教室中到处都是电气设备。老师按下开关灯便亮了,老师手所接触的开关外壳属于 选填“导体”“半导体”“绝缘体”或“超导体”;老师又打开了教室中的多媒体设备,电灯、多媒体等用电器的连接方式是 联;打开多媒体设备后,与仅打开灯相比,教室电路中的等效总电阻会 选填“变大”“变小”或“不变”。
【答案】 绝缘体 并 变小
【规范解答】[1]开关的外壳不容易导电,属于绝缘体。
[2]电灯、多媒体等用电器是互不影响的,所以它们之间一定是并联的。
[3]打开多媒体,电路中又多了一条支路,并联电阻越并越小,则教室电路中的等效总电阻会变小。
15.(25-26九年级上·全国·随堂练习)如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,小灯泡变 (选填“亮”或“暗”),这是因为该导线的电阻与 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 暗 温度 变大
【规范解答】[1][2][3]如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会减小,则小灯泡亮度变暗,说明此时灯泡的电阻变大,因为酒精灯对导线加热时,导线温度升高,则说明导线的电阻跟温度有关。
16.(25-26九年级上·全国·单元测试)如图所示,将一块圆柱状彩色橡皮泥接入电路,探究影响电阻大小的因素,闭合开关后,LED灯发光(对同一盏灯,流过它的电流越大,其亮度越亮)。若将两块相同的橡皮泥揉搓成与原来等长、比原来更粗的圆柱后再接入原电路,则LED灯的亮度 (选填“增强”“不变”或“减弱”),原因是 。
【答案】 增强 见解析
【规范解答】[1][2]导体的电阻大小跟长度和横截面积有关,长度越短,电阻越小,横截面积越大,电阻越小。若将两块相同的橡皮泥揉搓成与原来等长、比原来更粗的圆柱后再接入原电路,由于横截面积变大,其电阻要变小,则电路中电流变大,所以LED灯的亮度增强。
17.(25-26九年级上·全国·课后作业)有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,变换刮水的速度。小华查阅相关资料后知道了雨水是导体,自制了如图甲所示的检测网,并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,发现检测网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻在变 。a、b间接入电路的电阻变化是由导体 的变化引起的。
【答案】 小 横截面积
【规范解答】[1]在其它情况相同时,导体的电阻越小,通过导体的电流越大。将检测网竖立并缓慢浸入雨水中,发现检测网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻在变小;
[2]由图甲可知,当检测网浸入雨水中的深度变深时,雨水接入电路中的横截面积变大,其它不变,所以a、b间接入电路的电阻变化是由导体横截面积的变化引起的。
18.(2025·黑龙江佳木斯·一模)电动车“飞线充电”是生活中的安全隐患之一。“飞线”就是使用插线板将插座延长到电动车身附近,这种充电方式是非常危险的,因为电线比较长,为什么?
【答案】见详解
【规范解答】当导线的材料和横截面积一定时,导线越长电阻越大,由焦耳定律可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量就会越多,所以“飞线充电”,极易引起火灾。
19.(25-26九年级上·全国·课后作业)如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D是实验用的几种电阻丝(S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过灯泡的亮度来判断导体的电阻大小,这种研究方法叫 法;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (填字母);这样做是为了控制横截面积和 相同,这种研究方法叫 法;
(3)若在M、N之间接入导体A、B,可探究导体的电阻与 的关系;
(4)实验小组在实验中发现,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是 ;
(5)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M、N与旧日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)转换
(2) B、D 材料 控制变量
(3)材料
(4)将一个电流表串联到电路中
(5)变大
【规范解答】(1)M、N之间的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡亮度越小(暗),所以可以通过灯泡的亮暗来判断M、N之间接入的导体的电阻大小,采用了转换法。
(2)[1][2][3]探究导体的电阻与导体长度的关系,应该控制材料、横截面积相同,长度不同,所以应该选择B、D来探究导体长度对电阻的影响,这种探究方法是控制变量法;由此可得结论为:当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大。
(3)A、B的长度、横截面积相同,材料不同,所以可以探究导体的材料对电阻的影响。
(4)当M、N之间接入的导体电阻比较接近,人眼无法分辨灯泡的亮暗,可以增加一个电流表串联接入到电路中,通过电流表读数大小来判断。
(5)根据题意可知,电流变小,则电路中电阻增大,说明钨丝的电阻随温度的升高而增大。
20.(25-26九年级上·全国·课前预习)如图所示,在探究影响导体电阻大小的因素实验中,a为镍铬合金,b、c、d为锰铜合金。导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。
(1)该实验是通过观察 的示数间接比较导线电阻的大小;
(2)选用导线a、b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)选用导线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;
(4)选用导线 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(5)除了上述影响因素外,导体电阻大小还可能跟 有关;
(6)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的 、 和 等因素。
【答案】(1)电流表
(2)材料
(3)长度
(4)b、d
(5)温度
(6) 材料 长度 横截面积
【规范解答】(1)电阻是导体对电流的阻碍作用,在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来间接体现的,而电流的大小可以通过电流表的示数来观察,这种研究方法叫转换法。
(2)导线a是镍铬合金,导线b是锰铜合金,它们的粗细(横截面积)、长度相同,只有材料不同。所以选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的材料是否有关。
(3)导线b、c都是锰铜合金,粗细(横截面积)相同,长度不同。所以选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的长度是否有关。
(4)要探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关,需要控制材料、长度相同,横截面积不同。导线b、d都是锰铜合金,长度相同,粗细(横截面积)不同。所以选用导线b、d分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关。
(5)除了材料、长度、横截面积外,导体电阻大小还可能跟温度有关,例如灯丝的电阻随温度升高而增大。
(6)导体的电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积等因素。
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