内容正文:
【第十四章欧姆定律】
14.1电阻(同步分层)
一、单选题
1.将如图所示滑动变阻器正确接入电路,移动滑片到不同位置,可以改变滑动变阻器接入电路的电阻,这是通过改变下列哪个因素,实现了电阻丝接入电路中电阻的变化
A.长度 B.横截面积 C.材料 D.温度
2.如图所示,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况是
A.电流表示数减小,电压表示数减小
B.电流表示数增大,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数减小
3.某同学有一段导体,他为了使导体的电阻减小,下列采用的方法中正确的是( )
A.截短导体的长度 B.增大导体的长度
C.增大通过导体的电流 D.减小加在导体两端的电压
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关后S后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时。下列判断正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数变小
5.如图所示的各种电路,同种元件的参数均相等,能利用滑动变阻器调节电灯从亮到熄灭的电路是( )
A. B.
C. D.
6.如图甲所示,电源电压恒定不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出和的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.图II为的图像
B.图I延长线与U轴的交点表示断路时电压表的示数
C.若换用最大阻值更大滑动变阻器替代,则图I和图II的交点会向右移动
D.若换用最大阻值更大滑动变阻器替代,则图I和图II的交点会向左移动
7.下列关于电流、电压、电阻的叙述正确的是( )
A.电压是电路中形成电流的原因
B.电路中只要有电压就一定有电流
C.电路中电流小是因为电阻大
D.某导体电阻随通过电流的增大而减小
二、多选题
8.如图所示是小明学习小组设计的电子身高测量仪的四种电路,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随身高上下移动。能够实现身高越高,电压表或电流表示数越小的电路是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关。向左滑动滑片P,列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大 B.电流表示数变小
C.电压表示数变大 D.电压表示数变小
10.如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向右移动时灯变暗的是图( )
A. B.
C. D.
11.在探究影响导体电阻大小因素的实验中,下列说法正确的是( )
A.在探究导体的电阻与导体横截面积的关系时,要保持导体的材料和导体的长度相同,只改变导体横截面积的大小
B.在探究导体的电阻与导体材料的关系时,要保持导体的材料相同,只改变导体的横截面积和导体的长度
C.在实验探究的过程中,可以通过观察电流表示数大小或灯泡亮暗程度来比较导体的电阻大小
D.在实验中是用控制变量法和转换法来进行探究的
12.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,如图所示的图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则( )
A.图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B.图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C.图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D.图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
13.题图是由电灯和滑动变阻器组成的电路,选项中的各图与题图连接方式相同的图是( )
A. B.
C. D.
14.小明为探究影响导体电阻大小的因素,设计了如图所示的电路,实验时他选取了较细且可弯折锰铜丝A和镍铬丝B,两根金属丝长度和横截面积均相等,就图中所给的器材,他能够探究影响电阻大小的因素有( )
A.材料 B.长度 C.温度 D.横截面积
15.如图所示的电路,能利用滑动变阻器调节电灯亮度的电路是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
16.思思在实验室做实验时,将一根铜导线剪去了一部分,则此铜导线的电阻 。在农村电网改造过程中,将电线换成更 的,这样可以减小输电线的电阻。
17.小雨在利用如图所示的电阻箱做学生实验,该电阻箱的变阻范围是 欧姆。
18.液体温度计是利用液体 的原理测量温度的;电学中滑动变阻器是通过改变接入电路中的 来改变电阻的。
19.将碳棒AB接到如图所示的电路中,闭合开关后,灯泡发光,说明碳棒是 ,接着用酒精灯给碳棒加热,发现灯泡的亮度变亮,说明碳棒的电阻随温度的升高而 ;如果想增加电路中的电阻,碳棒应 (选择“加长”或“缩短”)。
20.滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的 ,逐渐改变连入电路的电阻大小,从而逐渐改变电路中的 大小的;如图,是某一电位器的结构示意图.当A,B接入电路,旋钮触片顺时针旋转时,电位器接入电路的电阻变 .
21.在下列实验中,a.探究电流与电压的关系;b.探究电流与电阻的关系;c.伏安法测电阻;d.测量小灯泡的电功率。滑动变阻器作用与其他实验不同是 (填写序号),其作用是 。
22.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则RAB RBC,将它们串联后连入电路中,则电流IAB IBC(填“>”、“<”或“=”)。
23.如图所示的电路中,物体M在导轨上平移时,带动变阻器的滑片P移动,通过电压表显示的示数,可反映出M移动距离的大小。闭合开关,当物体M向右移动时,电流表的示数 , 电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、计算题
24.如图所示是小明制作的一只模拟调光灯.电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V.闭合开关,回形针在铅笔芯最右端时,灯泡两端的电压为0.6V,流过灯泡的电流为0.1A.向左移动回形针,小灯泡正常发光时,流过灯泡的电流为0.3A.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)回形针在最右端时,铅笔芯接入电路的电阻;
(3)小灯泡正常发光时,铅笔芯5min内消耗的电能.
25.质量为50kg的物体在一个水平向右的拉力F的作用下,沿水平地面以0.2m/s的速度做匀速直线运动,已知物体受到的摩擦力是他本身受到重力的0.2倍,求:
(1)木块受到的拉力大小;
(2)若物体速度增大为0.4m/s并匀速运动,求物体受到的摩擦力;
(3)若水平拉力增大为120牛,物体受到的摩擦力的大小是多少?(g=10N/kg)
五、实验探究题
26.在温度一定的条件下,做“研究决定导体电阻大小因素”的实验,采用了控制变量的方法。下表给出了实验中所用到的导体的情况。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积(mm2)
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材 料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
选择C、F两根导体进行对比,是为了研究导体电阻大小与 是否有关;选择C和 两根导体进行对比,是为了研究导体电阻与长度的关系;为了研究导体电阻与横截面积的关系,应选择的两根导体是 。(填写导体的代号)
27.小聪在复习课上设计如图所示的电路,再现部分电学实验内容。电源电压约6V、L1“2.5V××A”、L2“3.8V××A”两个小灯泡、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关、导线等器材,进行了以下实验探究。
(1)
小聪认为该电路可探究“串联电路的电压特点”的实验,并完成了实验。该实验的结论是 。
(2)小聪想利用此电路图探究“灯泡发光时,灯丝电阻跟温度的关系”。
①请你写出实验思路。
②小聪画出了该实验的记录表格。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值(Ω)
1
2
3
小明看了后,认为该表格存在内容不完整和错误两个问题。
该表格中缺少的栏目是 ,请你指出该表格中的错误并说明理由。
六、作图题
28.如图所示,请将下面的电路按要求连接为串联电路。(要求:滑动变阻器滑片P向右滑动,电流表的示数增大,电压表测R两端电压)
29.用笔画线代替导线,将图中元件连接成电路,要求:向右移动滑片,灯泡变亮.
七、综合题
30.电动自行车以其轻便、经济、环保的特点受到了一些消费者的青睐.小明同学家春节前新买回一辆电动自行车,他认真阅读说明书后了解到:
(1)电源电压为48V,共用了四节新蓄电池.根据学过的物理知识,他断定每节蓄电池的电压是 V,并且是 的(本空选“串联”、“并联”).
(2)支起撑脚,扭开钥匙开关后,旋动右手的“调速”把手,发现后轮的转速会发生改变.他猜测这个“调速”把手相当于 .
答案解析部分
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】A
【解析】【解答】解:A、导体被截短后,长度变小、材料和横截面积不变,则导体的电阻会减小;故A正确;
B、导体的长度增大后,长度变大、材料和横截面积不变,则导体的电阻会增大;故B错误;
C、导体中的电流变化不会影响导体的电阻;故C错误;
D、导体两端的电压变化不会影响导体的电阻;故D错误;
故选A.
【分析】电阻的决定因素由材料、长度、横截面积,因此要改变电阻的大小就要从电阻的决定因素来考虑.
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】A,C
9.【答案】A,C
10.【答案】A,B
11.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A.根据控制变量法的要求可知,在探究导体的电阻与导体横截面积的关系时,要保持导体的材料和导体的长度相同,只改变导体横截面积的大小,故A正确;
B.根据控制变量法的要求可知,在探究导体的电阻与导体材料的关系时,要保持导体的横截面积和导体的长度相同,只改变导体的材料,故B错误;
C.在实验探究的过程中,可以通过观察电流表示数大小或灯泡亮暗程度来比较导体的电阻大小,故C正确;
D.在实验中是用控制变量法和转换法来进行探究的,故D正确。
故选ACD。
【分析】根据探究影响导体电阻大小的因素的实验过程、现象和设计思想分析判断。
12.【答案】C,D
【解析】【解答】 图线1的电阻随着温度的升高而升高,图线2的电阻随着温度的升高而降低;
根据电阻定律,材料的电阻与电阻率成正比;
金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体的电阻率随着温度的升高而减小,故图象1是反映金属导体的电阻随温度的变化关系,图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系,故AB错误,CD正确;
故选CD。
【分析】 随着温度的升高,金属的电阻率变大,半导体的电阻率减小,结合图象进行判断即可.
13.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、由图可知,当滑动变阻器的滑片向左移动时电阻阻值变小,电路中的电流变大,与题图连接方式相同;
B、由图可知,当滑动变阻器的滑片向左移动时电阻阻值变大,电路中的电流变小,与题图连接方式不相同;
C、由图可知,当滑动变阻器的滑片向左移动时电阻阻值变大,电路中的电流变小,与题图连接方式不相同;
D、由图可知,当滑动变阻器的滑片向左移动时电阻阻值变小,电路中的电流变大,与题图连接方式相同;
故选AD.
【分析】首先明确题图是由电灯和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片向左移动时电阻阻值变小,电路中的电流变大,然后在对各个选项逐一分析即可.
14.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.探究导体电阻与材料的关系时,需要控制长度和横截面积相同,只改变材料,此时只需将导体A、B分别接入即可,故A符合题意;
B.探究导体电阻与长度的关系时,需要控制材料和横截面积相同,只改变长度,此时只需将导体A的一半和全部分别接入电路即可,故B符合题意;
C.探究温度对电阻的影响时,需要控制其它因素相同,只改变温度,但是无法改变温度,故C不合题意;
D.探究横截面积对电阻的影响时,需要控制材料和长度相同,只改变横截面积,此时可以将导体A全部接入,再将A对折接入即可,故D符合题意。
故选ABD。
【分析】根据控制变量法的要求可知,探究某个因素对物理量的影响时,需要控制其它因素相同,据此分析判断。
15.【答案】B,D
16.【答案】减小;粗
【解析】【解答】将一根铜导线剪去了一部分,导线的材料、横截面积不变,长度变短,则铜导线的电阻会减小。
当导体的材料相同、长度相同时,横截面积大的电阻小,横截面积小的电阻大,故将细导线换成粗导线,这是通过增大导体的横截面积来减小电阻。
【分析】导线变短,电阻减小;导线的长度和材料相同时,横截面积越大, 电阻越小。
17.【答案】0~9999
【解析】【解答】 该电阻箱的 电阻当各旋钮所对的数字均为0时,电阻箱接入电路的最小阻值是0Ω:当各旋钮所对的数字均为9时,电阻箱接入电路的最大阻值R=9x1000Ω+9x100Ω+9x10Ω+9x1Ω=9999Ω。所以,该电阻箱的变阻范围是0~9999Ω。
【分析】说明了电阻箱的最小阻值情况:当各旋钮数字均为 0 时,电阻箱接入电路的阻值为 0Ω。
描述了电阻箱的最大阻值情况:当各旋钮数字均为 9 时,通过计算各个位数对应的阻值之和,得到最大阻值 R=9999Ω。
基于最小和最大阻值的确定,得出该电阻箱的变阻范围是 0~9999Ω。
18.【答案】热胀冷缩;电阻丝长度
19.【答案】导体;减小;加长
【解析】【解答】容易导电的物体称为导体,不容易导电的物体称为绝缘体,闭合开关后,灯泡发光,说明碳棒容易导电,所以是导体。
给碳棒加热,灯泡变亮,说明通过灯丝的电流变大,根据欧姆定律可知:当电压一定时,电路中的电流与导体的电阻成反比,说明电路中总电阻变小,在串联电路中,总电阻等于各用电器电阻之和,所以说明碳棒的电阻减小了。
掌握影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度,当其他条件一定时,导体的长度越大,电阻就越大,所以想增大电路中的电阻,应该增加碳棒的长度。
【分析】容易导电的物体称为导体,不容易导电的物体称为绝缘体。
影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度,当其他条件一定时,导体的长度越大,电阻就越大。
20.【答案】长度;电流;小
【解析】【解答】解:滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻,是由于当滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度,而电阻的大小就与导体的长度有关.电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻越大电流就越小;电阻越小电流就越大.因为连入电路中的电阻丝是AB段,所以当顺时针转动旋钮触片时,AB段电阻丝变长,电阻变大,电流变小,收音机音量变小.
故答案为:长度,电流,小.
【分析】要解答本题需掌握:滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻的长度来改变电阻的,滑动变阻器的作用是通过改变电阻从而改变电路中的电流.
21.【答案】b;控制变量不变
【解析】【解答】a.探究电流与电压的关系实验中,控制电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端的电压,从而分析电流和电压的关系;b.探究电流与电阻的关系实验中,改变电阻值,通过移动滑动变阻器的滑片来控制电阻两端的电压不变,分析电流和电阻的关系,是控制变量不变;c.伏安法测定值电阻的阻值实验中,调节移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,得出多组数据求平均值,来减小误差;d.测小灯泡的电功率实验中,移动滑动变阻器的滑片来改变灯泡两端的电压和电路中的电流,根据P=UI,计算出小灯泡的电功率。由上述对四个实验的分析可知,滑动变阻器作用与其他实验不同是b,其作用是控制变量不变。
【分析】分别分析四滑动变阻器在实验中的作用来作出解答。
22.【答案】>;=
【解析】【解答】(1)导体AB和BC由同种材料制成、长度相同,由图可以知道导体AB横截面积比BC的小,所以RAB > RBC; (2)两段导体串联,所以通过两导体的电流相等,即IAB=IBC
因此,本题正确答案是:(1).> (2) =
【分析】 AB和BC是由同种材料制成的长度相同 、横截面积不同的两段导体,横截面积越大,电阻越小,两段导体串联,所以通过两导体的电流相等.
23.【答案】不变;变大
24.【答案】(1)解:小灯泡正常发光时的电阻:
R= ≈8.3Ω;
答:小灯泡正常发光时的电阻为8.3Ω;
(2)解:回形针在最右端时,
U铅笔芯=U﹣U灯=3V﹣0.6V=2.4V,
铅笔芯接入电路的电阻:
R铅笔芯= =24Ω;
答:回形针在最右端时,铅笔芯接入电路的电阻为24Ω;
(3)解:小灯泡正常发光时,U灯=2.5V,I′=0.3A,
铅笔芯两端的电压:
U铅笔芯′=U﹣U灯′=3V﹣2.5V=0.5V,
铅笔芯5min内消耗的电能:
W=U铅笔芯′I′t=0.5V×0.3A×5×60s=45J.
答:小灯泡正常发光时,铅笔芯5min内消耗的电能为45J.
【解析】【分析】(1)知道灯泡的额定电压和正常工作的电流,根据欧姆定律即可求出电阻;
(2)串联分压,根据串联电路中电流相等,根据欧姆定律即可求出铅笔芯接入电路的电阻;
(3)根据分压规律求出小灯泡正常发光时铅笔芯两端的电压,根据W=UIt求出铅笔芯5min内消耗的电能,注意单位的换算.
25.【答案】(1)解:根据题意可得:f=0.2G=0.2mg=0.2×50kg×10N/kg=100N;
木块水平方向做匀速直线运动,处于平衡状态,即拉力与摩擦力是一对平衡力,所以:F=f=100N
答:木块受到的拉力大小是100N
(2)解:速度为0.4m/s时,物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以物体受到的摩擦力不变,摩擦力f=100N
答:若物体速度增大为0.4m/s并匀速运动,求物体受到的摩擦力是100N
(3)解:拉力增大120N,物体的水平面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以物体受到的摩擦力不变,摩擦力f=100N
答:若水平拉力增大为120牛,物体受到的摩擦力的大小是100N
【解析】【分析】(1)结合物体的运动状态进行受力分析,利用二力平衡的条件可知 F=f= 0.2G.
(2)滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系.压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
26.【答案】材料;G;A、D
27.【答案】(1)串联电路的总电压等于各部分电压之和
(2)①探究“灯泡发光时灯丝电阻跟温度的关系”,由于灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;灯丝温度越高,所以通过变阻器改变灯泡两端的电压,测出不同亮度下的灯泡阻值即可,具体步骤如下:Ⅰ按电路图连接电路;Ⅱ用电压表测量灯泡L1亮度较暗时L1两端电压并记录在表格中;Ⅲ用电压表测量灯泡L1正常发光时L1两端电压并记录在表格中;Ⅳ用电压表测量灯泡L1亮度较亮时L1两端电压并记录在表格中;Ⅴ根据欧姆定律计算不同亮度下灯泡的电阻,然后比较即可判断灯丝电阻跟温度的关系;灯的亮度;设计电阻的平均值,因灯在不同电压下的电阻不同
【解析】【解答】解:(1)串联电路的总电压等于各部分电压之和;(2)①探究“灯泡发光时灯丝电阻跟温度的关系”,由于灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;灯丝温度越高,所以通过变阻器改变灯泡两端的电压,测出不同亮度下的灯泡阻值即可,具体步骤如下:Ⅰ按电路图连接电路;Ⅱ用电压表测量灯泡L1亮度较暗时L1两端电压并记录在表格中;Ⅲ用电压表测量灯泡L1正常发光时L1两端电压并记录在表格中;Ⅳ用电压表测量灯泡L1亮度较亮时L1两端电压并记录在表格中;Ⅴ根据欧姆定律计算不同亮度下灯泡的电阻,然后比较即可判断灯丝电阻跟温度的关系;②探究“灯泡发光时灯丝电阻跟温度的关系”,要记录灯的亮度,表格中缺少的栏目是灯的亮度;
该表格中的错误是设计电阻的平均值,因灯在不同电压下的电阻不同,故取平均值是错误的。
答:(1)串联电路的总电压等于各部分电压之和;(2)①如上;②灯的亮度;设计电阻的平均值,因灯在不同电压下的电阻不同。
【分析】(1)串联电路中,总电压等于各个用电器两端电压之和;
(2)导体的电阻是本身的一种属性,与外加的电压和流过它的电流没有关系,导体本身的长度、材料、横截面积有关,长度越长、横截面积越小,导体的电阻就越大。
28.【答案】
【解析】【解答】图中,电源为两节干电池,电压为3V,根据要求,电压表测R两端电压,与定值电阻并联,并选择3V的量程;滑动变阻器滑片P向右滑动时,电流表的示数变大,则电阻变小,连接右下端接线柱。如图所示:
【分析】电压表和所测量的位置并联,接线柱正入负出;滑动变阻器连接时,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱时,电阻变大。
29.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】灯泡与滑动变阻器串联,由向右移动滑片,灯泡变亮,所以应将B接线柱接入电路,然后与电源、开关组成电路,并画出电路图,如图所示:
【分析】向右移动滑片,灯泡变亮说明滑动变阻器与灯泡串联,且电路中的电流变大,根据欧姆定律可知电路中的电阻变小,即滑动变阻器接入电路的电阻变小,即必须把右下方接线柱接入电路.
30.【答案】(1)12;串联
(2)变阻器
【解析】【解答】(1)四节蓄电池电压48V,所以每节蓄电池的电压是12V,并且是串联的。(2)由题意知,支起撑脚,扭开钥匙开关后,相当于闭合开关,电路处于通路状态,旋动右手的“调速”把手,发现后轮的转速会发生改变,由此可以推断把手相当于变阻器。
【分析】电源串联时,总电压是各分压之和,滑动变阻器可以改变电阻,从而改变电流的大小.
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