内容正文:
16.1电阻和变阻器
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.物理学的发展是建立在一代代物理学家的钻研与探索之上,他们为人类的发展做出了不可磨灭的贡献,人们为了纪念他们,电阻的基本单位是运用了下列哪位科学家的名字( )
A.牛顿 B.安培
C.欧姆 D.焦耳
2.气凝胶是当今世界上密度最小的固体,具有隔热性好、绝缘能力强、坚固耐用等特点。下列物体不适合用气凝胶制作的是( )
A.飞船返回舱隔热板 B.用电器的外壳
C.输电导线 D.保温杯隔热层
3.锦州市有多家光伏产业基地,为环境保护、减少碳排放做出了贡献。光伏产业是指利用光伏效应,使太阳光射到硅光电池板上产生电流直接发电的行业。其中的硅光电池板中的主要材料硅属于( )
A.半导体 B.超导体
C.绝缘体 D.以上说法都不对
4.如图所示的滑动变阻器结构中都属于导体的是( )
A.滑动头、滑片、金属棒
B.线圈、瓷筒、接线柱
C.线圈、接线柱、滑片
D.滑片、线圈、瓷筒
5.小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇,当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,下列方案符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示为一种新型材料——“透明铝”,用透明铝替代军用防弹玻璃的外层玻璃部分,防弹玻璃的防弹性能大大提升,说明这种新型材料的( )
A.硬度大 B.透光性差 C.导电性好 D.延展性好
7.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,将它们串联后连入电路中,这两段导体的电阻及通过它们的电流的大小关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
8.电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图。当滑片顺时针旋转时,连入电路的电阻( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
9.如图所示的滑动变阻器,它“变阻”的原理是改变接入电路中电阻丝的( )
A.电压 B.粗细 C.长度 D.温度
10.关于如图所示滑动变阻器的部分组件的导电性能,下列说法正确的是( )
A.滑片是导体,金属杆是半导体
B.与滑片接触的电阻丝是导体,瓷管是绝缘体
C.接线柱与导线连接的部位是绝缘体
D.滑片是导体,与滑片接触的电阻丝是绝缘体
二、多选题
11.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
12.小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b分别为长度一样的镍铬合金丝和锰铜合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置可以探究导体电阻大小与横截面积的关系
C.利用此装置无法探究导体电阻大小与材料的关系
D.为了准确地比较两根合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
13.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
14.导体 A 和 B 是由相同的金属材料做成的,A和 B 长度相等,但A 比 B 的横截面积大,将A 、B导体接入电路,如图所示,当开关 S 闭合后( )
A.A段电阻大,电流小 B.B段电阻大,电流小
C.A段电阻小,电流与 B 段相等 D.B段电阻大,电流与 A 段相等
三、填空题
15.如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电路中的电阻越 ,电流越 (以上两空均选填“大”、“小”),此实验证明电阻大小和导体的 有关。
16.如图所示,当“闪电”发生时,电子从“云层”移动到避雷针,建筑物不会受到任何影响。制作避雷针的材料为 (填“导体”或“绝缘体”);当“云层”向避雷针放电时,电流方向是从 (填“大地指向避雷针”或“避雷针指向大地”)。
17.两只电阻R1标有“10Ω,2A”和R2标有“15Ω,1A”,把它们并联起来使用,为了不使电阻损坏,干路中允许通过的最大电流是 A,若将其中电阻R2增大,其总电阻 (选填“变大”、“不变”、“变小”)。
18.中国科学院上海微系统与信息技术研究所经过研发,使我国石墨烯单晶晶圆实现小批量生产,为替代传统硅晶圆创造了条件。如图所示,“硅晶圆”是指集成电路制作所用的硅晶片,是一种 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。在以下,铝的电阻变成了0,这属于 现象。
19.在如图电路中,,则A、B两点间的电阻 Ω。
四、实验题
20.探究影响导体电阻大小的因素时,小明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
1.0
(1)为了验证上述猜想,他设计了如图甲所示的实验电路。在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察 来比较导体电阻的大小,这里运用了 法;
(2)为了验证上述猜想②,应该选用编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)实验中当小明把A电阻丝接入图甲电路的M、N之间时,发现电流表指针偏转角度如图乙所示,解决这一问题的措施是 ;
(4)为了探究导体的电阻与导体材料的关系,D电阻丝的长度应为 m;
(5)完成上述实验后,小明把M、N与废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,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻 。
《16.1电阻和变阻器》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
C
D
A
B
B
C
B
题号
11
12
13
14
答案
BD
CD
AD
CD
1.C
【详解】电阻在国际单位中的基本单位是欧姆,符号为Ω。力的单位是牛顿,电流的单位是安培,能或热量的单位是焦耳。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】AD.气凝胶具有隔热性好的特点,适合用来作为飞船返回舱隔热板或保温杯隔热层,故AD不符合题意;
B.气凝胶具有绝缘能力强的特点,适合用来作为用电器的外壳,故B不符合题意;
C.气凝胶具有绝缘能力强的特点,不适合用来制作输电导线,故C符合题意。
故选 C。
3.A
【详解】硅光电池板中的主要材料硅属于半导体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】导体是容易导电的物体,绝缘体是不容易导电的物体;组成滑动变阻器的滑片、金属棒、线圈、接线柱是导体,滑动头、瓷筒是绝缘体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选 C。
5.D
【详解】沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,即顺时针转动时,电阻变小,电流变大;
A.将a、c接入电路,相当于定值电阻,不能改变小风扇风速,故A不符合题意;
B.将b、c接入电路,电位器与灯泡并联,两者之间互不影响,不论怎么移动电位器滑片,都无法改变风扇风速,故B不符合题意;
C.将a、b接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变大,电流变小,风扇风速变小,故C不符合题意;
D.将b、c接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变小,电流变大,风扇风速变大,故D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】由题目信息可知新型材料是“透明铝”,说明透光性较好,使防弹玻璃的防弹性能大大提升说明新型材料的硬度大,而导电性、导热性根据所给信息无法确定,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.B
【详解】因为电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,由题意可知,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;在材料、长度、温度相同时,横截面积越大,电阻越小;由图可知,AB段的横截面积小于BC段的横截面积,所以,因为AB和BC是串联在电路中的,根据串联电路中电流处处相等的规律,所以通过AB和BC的电流,故ACD错误,B正确。
故选B。
8.B
【详解】电位器的工作原理与滑动变阻器类似,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
从图中可以看到,当滑片顺时针旋转时,连入电路的电阻丝长度变短,所以连入电路的电阻变小。故B符合题意,故ACD不符合题意。
故选B。
9.C
【详解】滑动变阻器之所以能改变电阻阻值,靠的是改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,长度变长,电阻变大;长度变小,电阻变小。
故选C。
10.B
【详解】A.滑片在滑动变阻器中起到改变电阻的作用,它必须能够导电,以便与电阻丝形成通路。同样,金属杆作为滑片的移动轨道,也必须是导体。故A错误;
B.电阻丝是滑动变阻器中产生电阻的主要部分,它必须是导体,以便电流能够通过。瓷管则用于支撑和固定电阻丝,同时防止电流通过瓷管本身,因此瓷管是绝缘体,故B正确;
C.接线柱是滑动变阻器与外部电路连接的部分,它必须能够导电,以便将电流引入或引出滑动变阻器。因此,接线柱与导线连接的部位是导体,而不是绝缘体,故C错误;
D.由于滑片需要改变电阻丝接入电路的长度,从而改变电阻值,因此滑片必须与电阻丝保持导电接触。所以,与滑片接触的电阻丝是导体,而不是绝缘体,故D错误。
故选B。
11.BD
【详解】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。
12.CD
【详解】A.小灯泡越亮,说明电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
B.b比a的横截面积大,但两者材料不同,所以此装置不能探究导体电阻大小与横截面积的关系,故B错误;
C.a、b分别为长度一样的镍铬合金丝和锰铜合金丝,但b比a的横截面积大,所以此装置无法探究导体电阻大小和材料的关系,故C正确;
D.为了准确地比较两根合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,故D正确。
故选CD。
13.AD
【详解】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。
14.CD
【详解】如图可知,导体A和B是串联后接入电路中,根据串联电路电流规律可知,通过导体A和B的电流相同,因为导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,由题干可知,导体A和B长度和材料相同,导体A的横截面积大于导体B,则导体A的电阻小于B电阻,故AB不符合题意,CD符合题意。
故选CD。
15. 小 大 横截面积
【详解】[1][2][3]由图可知,利用此装置,可以通过加入盐水的多少,改变液体的横截面积,从注水口处不断注入相同浓度的盐水,盐水的体积变大,盐水的横截面积也变大,发现灯泡的亮度变亮,说明电路中电流变大,则整个电路中的电阻变小,说明电阻大小和横截面积有关。
16. 导体 大地指向避雷针
【详解】[1]避雷针需要导电,所以制作避雷针的材料为导体。
[2]“闪电”发生时,电子从“云层”移动到避雷针,所以“云层”向避雷针放电时,电子从云层转移到避雷针,再转移到大地,电流的方向与电子定向移动的方向相反,电流方向是从大地指向避雷针。
17. 2.5 变大
【详解】[1]由两定值电阻的铭牌可知,电阻R1两端的最大电压为
电阻R2两端的最大电压为
因并联电路中各支路两端的电压相等,因此为了不使电阻损坏,电路中电压最大为U=15V
此时通过R1的电流为
通过R2的电流为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此干路中允许通过的最大电流是
[2]若将其中电阻R2增大,由可知,通过R2的电流减小,由并联电路电流特点可知,干路电流减小,由可知,并联电路中总电阻变大。
18. 半导体 超导
【详解】[1]硅是制作集成电路的重要材料,属于半导体。半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于电子元件,如芯片的制造。
[2]当某些材料的温度降低到某一临界温度以下时,电阻突然变为0,这种现象叫做超导现象。题目中铝在-271.76℃以下电阻变为0,符合超导现象的定义。
19.0.33
【详解】分析电路可得,三个电阻并联,根据并联电路中的电阻规律可得
等式两边取倒数可得
20.(1) 见解析 转换
(2)A、C
(3)电流表换接小量程
(4)0.5
(5)变大
【详解】(1)[1][2]实验电路在 、之间接入不同导体,通过观察电流表示数(或灯泡亮度) 来比较导体电阻的大小。当电压一定时,电流越大(或灯泡越亮),说明电阻越小。这种方法叫转换法(将电阻的大小转换为电流大小或灯泡亮度来比较)。
(2)验证猜想②导体的电阻与导体的横截面积有关,需控制导体的材料和长度相同,改变横截面积,由表可知,A和C材料相同(都为镍铬合金),长度相同(都为0.5m),横截面积不同,因此选择A和C。
(3)由图乙可知,接入电阻后,电流表指针偏转过小,影响实验的判断,因此可将电流表量程从0-3A,改接为0-0.6A。
(4)探究导体的电阻与导体材料的关系,需要控制长度、横截面积相同,只改变材料,表中A、B、C材料都为镍铬合金,D材料为锰铜合金,且D的横截面积为,与D横截面积相同的只有C,其长度为0.5m,即D的长度也应为0.5m,才能符合要求。
(5)用酒精灯加热电阻丝,电流表示数变小,说明钨丝电阻变大。因此可初步得出结论:温度升高,钨丝的电阻变大。
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