内容正文:
14.1 电阻(考点练习)
目录
题型分组练 2
题型01 电阻的概念 2
题型02 影响电阻大小的因素 2
题型03 实验探究影响电阻大小的因素 3
题型04 温度对导体电阻的影响 5
题型05 半导体、超导体的概念及其应用 6
创新拓展练 6
新题速递 8
题型分组练
题型01 电阻的概念
1.导体对电流的______叫电阻。符号是______,单位是______,简称为欧,符号是______,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ),1MΩ= kΩ= Ω。
2. 如图所示的电路元件是( )
A.电阻 B.电池 C.开关 D.灯泡
3.在下列各电学物理量中,能够反映导体对电流阻碍作用的是( )
A.电压 B.电阻 C.电流 D.电荷
4.关于导体电阻,下列说法正确的是( )
A.铜导线电阻比铁导线电阻小
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
C.只增加导体的横截面积,导体的电阻增大
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小
题型02 影响电阻大小的因素
5.铅笔在书写过程中,笔芯的电阻阻值( )
A.不断变大 B.不断变小 C.保持不变 D.先变小后变大
6. 如图为常用的铝芯导线,它由多条铝线外包绝缘皮制成,下列方法能增大其电阻的是( )
A.减小铝芯导线的长度 B.增大铝芯导线两端的电压
C.减小铝芯导线中的电流 D.抽去几条铝线
7. 用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体,对于其电阻大小下列说法正确的是( )
A.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零
B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,他的电阻减小为原来的一半
C.电阻是导体本身的一种性质,所以温度无论如何变化,电阻也不可能变为零
D.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关
8. 一根导线的电阻为R,下列做法能使该导线电阻增大的是( )
A.增大导线两端的电压 B.减小导线两端的电压
C.将导线拉长后连入电路 D.将导线对折后连入电路
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 (选填“大”或“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 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
10. 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 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上电能损失的目的,这个装置应该是 (填“导体”或“绝缘体”)。
题型03 实验探究影响电阻大小的因素
11. 某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
12. 小东同学利用如图所示的器材,做“探究影响导体电阻大小的因素”的实验。实验板上固定了1、2、3、4号电阻丝,在每根电阻丝的旁边分别标注了电阻丝的材料、长度L及横截面积S。则下列说法中错误的是( )
A.选用1、2号电阻丝,可探究导体电阻跟材料是否有关
B.选用1、4号电阻丝,可探究导体电阻跟长度是否有关
C.选用3、4号电阻丝,可探究导体电阻跟长度是否有关
D.选用1、3号电阻丝,可探究导体电阻跟横截面积是否有关
13. 小明同学利用图电路,探究“导体电阻大小与其横截面积的关系”,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝。甲、乙长度相同;乙、丙粗细相同。实验中,根据 判断接入M、N两点间电阻的大小,选用的电阻丝是 ,若选用乙、丙两电阻丝,可以探究导体电阻的大小与 的关系。
14. 小明和实验小组的同学们在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,作出了如下猜想:
猜想1:导体电阻与导体的长度有关。
猜想2:导体电阻与导体的横截面积有关。
小明和实验小组在实验室找到了3根材料相同、规格不同的合金丝进行了如下探究:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
B
0.5
0.4
C
0.5
0.8
0.32
(1)实验中通过观察 能更精确地比较导体电阻的大小;
(2)他分别将三根金属丝接入电路中的之间,观察并记录的实验数据如上表.在进行编号B组实验时,电流表的示数如图乙所示为 A;为了验证猜想1,应比较编号 两组实验数据,可初步得出的结论是:在导体材料和横截面积相同时, ,电阻越大;
(3)小明还想探究一下导体电阻与导体的材料是否有关,于是找来一根长为0.5m、横截面积为的锰铜合金丝接入电路,并与编号 组的电流大小进行比较;
(4)生活中白炽灯的灯丝是钨丝,用久了钨丝会升华,与新买的同一规格的白炽灯灯丝相比,其电阻变大,可以用表中的编号 两组的实验数据进行解释。
题型04 温度对导体电阻的影响
15. 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
16. 如图是小明用身边的器材自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。更换后他移动回形针,直至刚好看不见灯泡发光,然后加热铅笔芯,发现灯泡逐渐亮起来。这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越 。
17.请你回答下列问题:
(1)如图甲所示,将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路,闭合开关,灯泡不亮。用酒精灯灼烧玻璃,随着该处玻璃温度升高,可见灯泡逐渐变亮起来。说明玻璃在常温下是绝缘体,当温度升高时,可以变成 体。
(2)如图乙所示,电源电压不变,闭合开关,灯泡L发光。用酒精灯对日光灯灯丝加热,可见小灯泡的亮度明显变 (选填“亮”或“暗”)。说明日光灯灯丝加热后电阻变 选填“大”或“小”)。
题型05 半导体、超导体的概念及其应用
18. 下列物体中属于绝缘体的是( )
A.食盐水 B.湿毛巾 C.橡皮 D.人体
19.科技改变生活,如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率、运动步数等信息,方便人们监测身体状态。下列有关说法正确的是( )
A.智能手表橡胶表带是导体
B.智能手表监测体温采用的是紫外线技术
C.给手表的蓄电池充电时,蓄电池的化学能转化为电能
D.手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的
20. 如图为华为最新全球首发的三折叠屏手机,标志着华为在折叠屏市场的又一次重大突破。其折叠屏主要是由 材料制成的柔性发光二极管(选填“导体”、“半导体”或“超导体”),手机使用过程中,电池的能量转化是: 能转化为电能。
21. 在铝、铜、硅、塑料等材料中,属于半导体的是 ;20世纪初,科学家发现,铝在以下时,电阻就变为零,这种现象称为 现象(选填“超导”或“绝缘”)。
创新拓展练
22. 如图是小明学完电阻一节后绘制的思维导图,图中①、②、③处填写正确的是( )
A.①电流、③电压 B.①电流、②伏特
C.②欧姆、③长短 D.①电压、③温度
23. 在通常条件下部分金属导电性的排序如图所示,从下至上,金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响,下列判断正确的是( )
A.银线电阻一定小于铜线电阻
B.电阻相同时,铜线一定比铝线更细
C.粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大
D.长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更大
24. 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
25. 为维护消费者的权益,某技术监督部门对商场的电线产品进行抽查,发现某一品牌的铜芯电线是用粗细相同的镀铜铝芯冒充的,不符合规格。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的材料引起电阻偏大 B.电线的横截面积引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大 D.电线的温度引起电阻偏大
26. 如图所示,探究影响导体电阻大小的因素时,分别选用A、B、C、D四根不同的金属丝接入M、N两点之间,下列说法正确的是( )
A.接C比接B时电流表示数大一些
B.该实验装置不能探究导体电阻与导体材料的关系
C.接A、D,可探究导体电阻大小与导体长度是否有关
D.接A、C,可探究导体电阻大小与横截面积是否有关
27. 物理兴趣小组开展“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 。
新题快递
28.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
29. 学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)该小组开始实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(2)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(1),得到铅笔芯接入长度和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图丙所示在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像 ;
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, ;
(3)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对这根铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
30. 家里装修时小明发现电工师傅在墙壁里埋线时,挑选非常粗的铜导线且导线与导线之间连接时,往往打一个漂亮的结。于是小明设计了如下实验,请帮助他完成:
(一)探究导体的电阻大小与哪些因素有关
(1)从实验室中找到四段电阻线A、B、C、D将他们安装到实验板上,并连接好实验电路如图甲所示,用夹子a、b夹住电阻线的两端将电阻线接入电路;
(2)电路中既安装了电流表又安装了灯泡,灯泡除了可以通过亮度判断导体电阻的大小,还有 的作用;
(3)为了探究导体电阻与材料的关系,应先将电阻线D接入电路,再将电阻线 接入电路,发现电阻线D接入电路时电流表示数大;
(4)将电阻线B、C分别接入电路,电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数,于是得出结论: 。
(5)在其它条件相同时,电工师傅用非常粗的铜导线是因为 。
(二)小明准备比较一下几种打结法的电阻,用等长的镍铬导线制作出三种打结导线,将它们和标有字样的小灯泡接入如图丙所示电路并闭合所有开关,灯泡正常发光。
①只断开开关S1,读出电流表的示数为;
②只断开开关S2,读出电流表的示数为;
③只断开开关S3,读出电流表示数为。小明发现灯泡亮度却比正常发光时暗,说明 正确的电流值应为 A;
④通过比较可以知道:打结法 电阻最小。
答案与解析
题型分组练
题型01 电阻的概念
1.导体对电流的______叫电阻。符号是______,单位是______,简称为欧,符号是______,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ),1MΩ= kΩ= Ω。
【答案】阻碍作用;R;欧姆;Ω;103,106
【详解】导体能使电流通过,同时对电流也有阻碍作用,导体对电流的阻碍被称作电阻。电阻通常用大写字母R表示;单位为欧姆,为纪念物理学家欧姆对电学的贡献,简称欧,用希腊字母Ω表示。
因为1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。所以1MΩ=103kΩ=106Ω。
2. 如图所示的电路元件是( )
A.电阻 B.电池 C.开关 D.灯泡
【答案】A
【详解】由图可知,上面有不同颜色的环形条纹,电路元件为电阻。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.在下列各电学物理量中,能够反映导体对电流阻碍作用的是( )
A.电压 B.电阻 C.电流 D.电荷
【答案】B
【详解】在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
4.关于导体电阻,下列说法正确的是( )
A.铜导线电阻比铁导线电阻小
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
C.只增加导体的横截面积,导体的电阻增大
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.导体的电阻与导线的材料、长度和横截面积有关,所以铜导线的电阻不一定比铁导线的电阻小,故A错误;
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端电压无关;导体两端的电压为零时,导体的电阻并不为零,故B错误;
C.只增加导体的横截面积,导体的电阻减小,故C错误;
D.导体的电阻表示的是导体对电流的阻碍作用,电阻越小,说明导体对电流的阻碍作用越小,故D正确.故选D。
题型02 影响电阻大小的因素
5.铅笔在书写过程中,笔芯的电阻阻值( )
A.不断变大 B.不断变小 C.保持不变 D.先变小后变大
【答案】B
【详解】电阻大小与导体的长度、材料和横截面积有关,材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越大;铅笔在书写过程中,笔芯的材料、横截面积不变,长度变短,笔芯的电阻阻值变小,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
6. 如图为常用的铝芯导线,它由多条铝线外包绝缘皮制成,下列方法能增大其电阻的是( )
A.减小铝芯导线的长度 B.增大铝芯导线两端的电压
C.减小铝芯导线中的电流 D.抽去几条铝线
【答案】D
【详解】A.导体的电阻与长度有关,在材料、横截面积、温度不变时,导体的长度越短,导体的电阻越小,故A不符合题意;
BC.电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压大小和通过其电流大小无关,故BC不符合题意;
D.导体的电阻与横截面积有关,在材料、长度、温度不变时,抽去几条铝线,减小了横截面积,导体的电阻变大,故D符合题意。故选D。
7. 用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体,对于其电阻大小下列说法正确的是( )
A.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零
B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,他的电阻减小为原来的一半
C.电阻是导体本身的一种性质,所以温度无论如何变化,电阻也不可能变为零
D.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关
【答案】D
【详解】A.电阻是导体本身的属性,与电压和通过导体的电流的大小无关,故A错误;
B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,则它的长度增加一倍,横截面积变为原来的二分之一,则电阻增大为原来的四倍,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,但在一定的温度下,电阻可能变为零,如超导体;故C错误;
D.电阻是导体本身的性质,与电流和电压的大小无关,故D正确。故选D。
8. 一根导线的电阻为R,下列做法能使该导线电阻增大的是( )
A.增大导线两端的电压 B.减小导线两端的电压
C.将导线拉长后连入电路 D.将导线对折后连入电路
【答案】C
【详解】AB.导线的电阻是导线本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积,还跟导体的温度有关,与流过它的电流,其两端的电压无关,所以增大和减小导线两端的电压,导线的电阻还是不变,故AB不符合题意;
CD.其他条件一定时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小。其他条件一定时,导体长度越长,电阻越大。将导线拉长后,导体的长度变长,横截面积减小,因此电阻增大;将导线对折后,导体的长度减小,横截面积增大,导体的电阻会减小,故C符合题意,D不符合题意。故选C。
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 (选填“大”或“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 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】 欧姆 大 不变
【详解】电阻的单位是欧姆,简称:欧,符号是Ω。
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。
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. 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 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上电能损失的目的,这个装置应该是 (填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 横截面积 电阻 导体
【详解】在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线电阻越小,可以减少输电线上电能的损失,图示装置是导体,它把四根导线固定在一起,四根导线并联,增大了导线的横截面积,从而使输电导线电阻变小,输电损失的电能减小。这个装置是导电装置,应该是导体。
题型03 实验探究影响电阻大小的因素
11. 某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
【答案】C
【详解】AB.金属丝①和②的材料、长度均不同,选择金属丝①和②不可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,也不可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故AB错误;
C.选择金属丝②和③的材料、横截面积相同,长度不变,可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故C正确;
D.电流表使用时串联在电路中,电压表使用时与用电器并联。实验中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电流表进行实验,故D错误。故选C。
12. 小东同学利用如图所示的器材,做“探究影响导体电阻大小的因素”的实验。实验板上固定了1、2、3、4号电阻丝,在每根电阻丝的旁边分别标注了电阻丝的材料、长度L及横截面积S。则下列说法中错误的是( )
A.选用1、2号电阻丝,可探究导体电阻跟材料是否有关
B.选用1、4号电阻丝,可探究导体电阻跟长度是否有关
C.选用3、4号电阻丝,可探究导体电阻跟长度是否有关
D.选用1、3号电阻丝,可探究导体电阻跟横截面积是否有关
【答案】B
【详解】A.根据控制变量法,要探究导体电阻跟材料的关系,需要选择不同材料,而长度和横截面积相同的导体,由图可知1和2号电阻丝符合要求,故A正确;
B.根据控制变量法,要探究导体电阻跟长度的关系,需要选择不同长度,而材料和横截面积相同的导体,由图可知1和4号电阻丝不符合要求,故B错误;
C.根据控制变量法,要探究导体电阻跟长度的关系,需要选择不同长度,而材料和横截面积相同的导体,由图可知3和4号电阻丝符合要求,故C正确;
D.根据控制变量法,要探究导体电阻跟横截面积的关系,需要选择不同横截面积,而材料和长度相同的导体,由图可知1和3号电阻丝符合要求,故D正确。
故选B。
13. 小明同学利用图电路,探究“导体电阻大小与其横截面积的关系”,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝。甲、乙长度相同;乙、丙粗细相同。实验中,根据 判断接入M、N两点间电阻的大小,选用的电阻丝是 ,若选用乙、丙两电阻丝,可以探究导体电阻的大小与 的关系。
【答案】 灯泡亮度 甲、乙 长度
【详解】灯泡与电阻串联,电流是相同的,灯泡越亮,表明通过灯泡的电流越大;将电阻的大小转换成灯泡的亮度,灯泡越亮则电阻就越小。
要探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”,就应选材料相同、长度相同,横截面积不同的导体甲和乙。
选用乙、丙两电阻丝,材料和横截面积相同,长度不同,可以探究导体电阻的大小与长度的关系。
14. 小明和实验小组的同学们在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,作出了如下猜想:
猜想1:导体电阻与导体的长度有关。
猜想2:导体电阻与导体的横截面积有关。
小明和实验小组在实验室找到了3根材料相同、规格不同的合金丝进行了如下探究:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
B
0.5
0.4
C
0.5
0.8
0.32
(1)实验中通过观察 能更精确地比较导体电阻的大小;
(2)他分别将三根金属丝接入电路中的MN之间,观察并记录的实验数据如上表.在进行编号B组实验时,电流表的示数如图乙所示为 A;为了验证猜想1,应比较编号 两组实验数据,可初步得出的结论是:在导体材料和横截面积相同时, ,电阻越大;
(3)小明还想探究一下导体电阻与导体的材料是否有关,于是找来一根长为0.5m、横截面积为的锰铜合金丝接入电路MN,并与编号 组的电流大小进行比较;
(4)生活中白炽灯的灯丝是钨丝,用久了钨丝会升华,与新买的同一规格的白炽灯灯丝相比,其电阻变大,可以用表中的编号 两组的实验数据进行解释。
【答案】(1)电流表示数;(2)0.16,A、B,导体的长度越长;(3)B;(4)B、C
【详解】(1)电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越小,所以实验可以通过观察电流表的示数来反映导体电阻的大小。
(2)由图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以其读数为0.16A。
要探究导体电阻与导体长度的关系,就要控制除导体长度外的其他因素均相同,所以应该选择A、B两组实验数据,根据表格数据可知,导体长度越长,通过导体的电流越小,电阻越大,所以可初步得出的结论是:在导体材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。
(3)要探究导体电阻与导体材料的关系,就要控制除导体材料外的其他因素均相同,所以应该将该导线和编号B组的电流大小进行比较。
(4)钨丝升华会导致其横截面积变小,所以应该选择横截面积不同的两组材料来进行比较,所以可以用表中的编号B、C两组的实验数据进行解释。
题型04 温度对导体电阻的影响
15. 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。
16. 如图是小明用身边的器材自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。更换后他移动回形针,直至刚好看不见灯泡发光,然后加热铅笔芯,发现灯泡逐渐亮起来。这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越 。
【答案】 变亮 细 小
【详解】闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,对电流的阻碍作用变小,电流变大,灯泡变亮。
回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,则电阻对电流的阻碍作用不明显,电流变化较小,铅笔芯电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯。
加热铅笔芯,会发现灯泡逐渐亮起来(即通过灯泡的电流增大,铅笔芯的电阻减小);这一现象说明温度越高,铅笔芯的电阻越小。
17.请你回答下列问题:
(1)如图甲所示,将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路,闭合开关,灯泡不亮。用酒精灯灼烧玻璃,随着该处玻璃温度升高,可见灯泡逐渐变亮起来。说明玻璃在常温下是绝缘体,当温度升高时,可以变成 体。
(2)如图乙所示,电源电压不变,闭合开关,灯泡L发光。用酒精灯对日光灯灯丝加热,可见小灯泡的亮度明显变 (选填“亮”或“暗”)。说明日光灯灯丝加热后电阻变 选填“大”或“小”)。
【答案】 导 暗 大
【详解】(1)将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路,闭合开关,灯泡不亮,玻璃是绝缘体,此时的电路状态是断路;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,红炽状态下的玻璃是导体,此时的电路状态是通路。
(2)将日光灯的灯丝接入电路,闭合开关后,小灯泡发光。给灯丝加热,小灯泡会变暗,则通过小灯泡的电流变小,说明电路总电阻变大,即日光灯灯丝的电阻变大,说明温度越高,灯丝电阻越大。
题型05 半导体、超导体的概念及其应用
18. 下列物体中属于绝缘体的是( )
A.食盐水 B.湿毛巾 C.橡皮 D.人体
【答案】C
【详解】容易导电的物体属于导体,不容易导电的物体属于绝缘体;食盐水、湿毛巾、人体容易导电,属于导体;橡皮不容易导电,属于绝缘体,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
19.科技改变生活,如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率、运动步数等信息,方便人们监测身体状态。下列有关说法正确的是( )
A.智能手表橡胶表带是导体
B.智能手表监测体温采用的是紫外线技术
C.给手表的蓄电池充电时,蓄电池的化学能转化为电能
D.手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的
【答案】D
【详解】A.橡胶不是导体,是绝缘体,故A错误;
B.身体会向外传递热量,辐射红外线,采用的红外线技术,故B错误;
C.充电时,蓄电池将电能转化为化学能,故C错误;
D.二极管的主要材料是半导体,故D正确。
故选 D。
20. 如图为华为最新全球首发的三折叠屏手机,标志着华为在折叠屏市场的又一次重大突破。其折叠屏主要是由 材料制成的柔性发光二极管(选填“导体”、“半导体”或“超导体”),手机使用过程中,电池的能量转化是: 能转化为电能。
【答案】 半导体 化学
【详解】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,常常用于制作二极管和三极管。折叠屏主要是由半导体材料制成的柔性发光二极管。
电源工作时将其他形式的能转化为电能。手机使用过程中,电池的能量转化是化学能转化为电能。
21. 在铝、铜、硅、塑料等材料中,属于半导体的是 ;20世纪初,科学家发现,铝在以下时,电阻就变为零,这种现象称为 现象(选填“超导”或“绝缘”)。
【答案】 硅 超导
【详解】导体性在导体和绝缘体之间的材料为半导体,在铝、铜、硅、塑料等材料中,属于半导体的是硅。
20世纪初,科学家发现,铝在以下时,电阻就变为零,在特定天津啊下,导体的电阻变为0的现象,称为超导。
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22. 如图是小明学完电阻一节后绘制的思维导图,图中①、②、③处填写正确的是( )
A.①电流、③电压 B.①电流、②伏特
C.②欧姆、③长短 D.①电压、③温度
【答案】C
【详解】电阻是导体对电流的阻碍作用,单位是欧姆(Ω),导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,与电流电压无关。故C正确,ABD错误。
故选C。
23. 在通常条件下部分金属导电性的排序如图所示,从下至上,金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响,下列判断正确的是( )
A.银线电阻一定小于铜线电阻
B.电阻相同时,铜线一定比铝线更细
C.粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大
D.长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更大
【答案】C
【详解】A.由图可知:银的导电性比铜强,长度和横截面积相同的银线电阻比铜线电阻小,若银线比铜线长度长,而银线的横截面积比铜线线的横截面积小,则银线的电阻可能大于铜线电阻,故A错误;
B.由图可知:铜的导电性比铝强,若铜线电阻与铝线电阻相等,有可能是铜线的长度比铝线长,也有可能是铜线的横截面积比铝线小,故B错误;
C.导体的电阻与导体的材料、导体的长度和导体的横截面积有关,粗细相同的铝线,长度越长,其电阻越大,故C正确;
D.由图可知:铝的导电性比铁强,即在长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻更小,故D错误。
故选C。
24. 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,说明电路中电流越大,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。
25. 为维护消费者的权益,某技术监督部门对商场的电线产品进行抽查,发现某一品牌的铜芯电线是用粗细相同的镀铜铝芯冒充的,不符合规格。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的材料引起电阻偏大 B.电线的横截面积引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大 D.电线的温度引起电阻偏大
【答案】A
【详解】输电线的温度可以看作不变,铜芯电线是用粗细相同的镀铜铝芯冒充,此时导线的长度、横截面积相同时,材料不同,铝导线比铜导线的电阻大,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
26. 如图所示,探究影响导体电阻大小的因素时,分别选用A、B、C、D四根不同的金属丝接入M、N两点之间,下列说法正确的是( )
A.接C比接B时电流表示数大一些
B.该实验装置不能探究导体电阻与导体材料的关系
C.接A、D,可探究导体电阻大小与导体长度是否有关
D.接A、C,可探究导体电阻大小与横截面积是否有关
【答案】A
【详解】A.将B和C金属丝分别连入M、N两点间,即材料、长度相同,但横截面积不同,C的横截面积大,其电阻更小,通过的电流更大,故A正确;
B.探究导体的电阻与导体材料的关系,应该选择材料不同,但其他条件相同的电阻丝,选A、B两根电阻丝即可,故B错误;
C.探究导体电阻大小与导体长度是否有关,应选择材料、横截面积相同,但长度不同的电阻丝,结合图示可知应选B、D电阻丝,故C错误;
D.为了探究导体电阻与横截面积的关系,应选择横截面积不同,但其他条件相同的电阻丝,结合图示可知应选B、C两金属丝,故D错误。
故选A。
27. 物理兴趣小组开展“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
【详解】(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。
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)要增加盐水的浓度,应该往盐水中加盐,并搅拌。
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)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。
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28.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S=πr2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。
29. 学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)该小组开始实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(2)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(1),得到铅笔芯接入长度和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图丙所示在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像 ;
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, ;
(3)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对这根铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
【答案】(1)0.26;(2)见下图;导体的电阻与导体长度成正比;(3)换用不同的导体多次实验
【详解】(1)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A。
(2)在坐标纸上依次描点,用平滑的线把各点连接起来,得到铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像如下:
由图像可知,电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像为正比例函数图像,可得:在材料和横截面积一定的条件下,导体的电阻与导体长度成正比。
(3)只通过对这根铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,接下来还应该换用不同的导体多次实验,使实验结论具有普遍性。
30. 家里装修时小明发现电工师傅在墙壁里埋线时,挑选非常粗的铜导线且导线与导线之间连接时,往往打一个漂亮的结。于是小明设计了如下实验,请帮助他完成:
(一)探究导体的电阻大小与哪些因素有关
(1)从实验室中找到四段电阻线A、B、C、D将他们安装到实验板上,并连接好实验电路如图甲所示,用夹子a、b夹住电阻线的两端将电阻线接入电路;
(2)电路中既安装了电流表又安装了灯泡,灯泡除了可以通过亮度判断导体电阻的大小,还有 的作用;
(3)为了探究导体电阻与材料的关系,应先将电阻线D接入电路,再将电阻线 接入电路,发现电阻线D接入电路时电流表示数大;
(4)将电阻线B、C分别接入电路,电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数,于是得出结论: 。
(5)在其它条件相同时,电工师傅用非常粗的铜导线是因为 。
(二)小明准备比较一下几种打结法的电阻,用等长的镍铬导线制作出三种打结导线,将它们和标有字样的小灯泡接入如图丙所示电路并闭合所有开关,灯泡正常发光。
①只断开开关S1,读出电流表的示数为;
②只断开开关S2,读出电流表的示数为;
③只断开开关S3,读出电流表示数为。小明发现灯泡亮度却比正常发光时暗,说明 正确的电流值应为 A;
④通过比较可以知道:打结法 电阻最小。
【答案】 保护电路 B 在材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小 在材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小 误将小量程看成了大量程,读错了电流表的示数 0.22 2
【详解】(2)电路中既安装了电流表又安装了灯泡,灯泡除了可以通过亮度判断导体电阻的大小,还有保护电路的作用。因为当电路中电流过大时,灯泡会因电流过大而发光变亮甚至烧毁,从而起到保护电路中其他元件的作用。
(3)为了探究导体电阻与材料的关系,需要控制导体的长度和横截面积相同,只改变导体的材料。因此,应先将电阻线D接入电路,再将电阻线B(B与D长度和横截面积相同,但材料不同)接入电路。发现电阻线D接入电路时电流表示数大,说明D的电阻较小。
(4)将电阻线B、C分别接入电路,电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数,说明电阻线C的电阻小于电阻线B的电阻,从而可得出结论:在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。
(5)在其它条件相同时,电工师傅用非常粗的铜导线是因为在材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小,这样可以减小导线上的电能损耗,提高电能的利用效率。
③只断开开关S3,读出电流表示数为1.1A;小明发现灯泡亮度比正常发光时暗,则通过小灯泡的实际电流应小于额定电流0.3A,说明小明看错了电流表的量程,误将0~0.6A量程按0~3A量程进行读数,读出了1.1A,而实际电流值应为1.1A/5=0.22A。
④通过比较三次测量的电流值可以发现,只断开开关S2时电流最大,说明此时打结导线的电阻最小。因此,打结法2(即只断开开关S3时对应的打结法)的电阻最小。
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