内容正文:
第3节 电阻 课时目标 课标要点 1. 知道电阻的概念、符号和单位,理解电阻是导体本身的一种性质; 2. 通过实验探究,了解影响电阻大小的因素(材料、长度、横截面积和温度); 3. 知道导体和绝缘体的区别,能列举常见的导体和绝缘体; 4. 能运用控制变量法分析电阻大小与各因素的关系; 5. 了解电阻在电路中的作用,能解释生活中的相关现象。 重难点 重点:电阻的概念;影响电阻大小的因素;控制变量法的应用。 难点:多因素条件下电阻变化的综合分析;导体与绝缘体在条件改变时的转化。 知识点1 电阻 1. 现象探究 将电流表、小灯泡、开关、电源等串联起来,并接出两条导线A、B,就做成了一个导电性检测器。在导线间分别接入铜线、铁线、铅笔芯等导体(长度和直径相同),观察小灯泡的亮度和电流表的示数 分析论证: 名称 现象 电流 分析 铜丝 灯泡亮 I=0.26A 对电流的阻碍作用较小 铁丝 灯泡较亮 I=0.2A 对电流的阻碍作用较大 铅笔芯 灯泡暗 I=0.16A 对电流的阻碍作用大 实验结论:导体在导电的同时,对电流产生 作用。不同导体对电流的阻碍作用 2. 电阻的定义 (1)电阻:导体对电流的 作用叫作电阻,用符号 表示。 (2)电阻的单位:电阻的单位是 ,简称 ,符号是 。常用的单位还有千欧( )、兆欧( )。 (3)单位换算:1 k = ;1 M = k = 。 3. 电阻在电路中的符号 电阻在电路图中的符号是 。 4.常见的电阻大小 小灯泡中灯丝的电阻为几 ~十几 lm/1mm2的家用铜导线,电阻为百分之几欧姆。 人体的电阻约为几千欧 电流表电阻几乎没有电阻 电压表电阻几千欧至几万欧 【特别提醒】 (1)电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻越大,对电流的阻碍作用越大。 (2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流无关。 (3)不同的导体,电阻一般不同。 随学随练 1.估测在实际生活中的应用十分广泛,下列所估测的数据中最接近实际的是( ) A.家庭节能灯的电流约为0.1A B.智能手机的电池电压约为1.5V C.人体感觉舒适的温度为37 D.物理实验室中一根导线的电阻约为1k 2.某工人的双手间,在干燥时的电阻约4000 =_k =_M 。 3.电阻表示导体对电流_的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的_作用越大。 4.如图所示是小刘自制的调光灯,把一根导线固定在铅笔芯最左端,然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动,此过程中灯泡的亮度_,说明导体的电阻大小与导体的_有关。 知识点2 影响电阻大小的因素 1. 实验探究:影响电阻大小的因素 (1)猜想与假设:导体的电阻可能与导体的 、 、 和 有关。 (2)实验方法:采用 法,每次只改变一个因素,保持其他因素不变,观察电流表示数的变化。 (3)实验器材:电源、开关、电流表、不同规格的导体(不同材料、不同长度、不同横截面积)、导线等。 (4)实验过程: ①探究电阻的大小与导体的材料的关系 选用横截面积和长度相同的镍铬合金丝和锰铜丝, 分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。 ②探究电阻的大小与导体的长度关系 选用横截面积相同、 长度不同的镍铬合金丝, 分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。 ③ 探究电阻的大小与导体横截面积的关系 选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过横截面积不同的镍铬合金丝的电流大小。 ④探究电阻的大小与导体温度的关系 选用一根镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表的示数,用酒精灯对合金丝进行加热,观察电流表的示数,比较通过镍铬合金丝的电流大小。 (5)实验记录表格 次数 导线 长度 横截面积 电流/A 1 锰铜合金丝A 2L S 0.40 2 镍铬合金丝B 2L S 0.26 3 镍铬合金丝C 2L 2S 0.52 4 镍铬合金丝D L S 0.60 2. 实验结论 (1)材料:在长度和横截面积相同时,不同材料的导体电阻 (选填“相同”或“不同”)。 (2)长度:在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越 。 (3)横截面积:在材料和长度相同时,导体横截面积越大,电阻越 。 (4)温度:大多数金属导体的电阻随温度的升高而 。但也有少数物体(如某些半导体)的电阻随温度升高而 。 3. 电阻大小与各因素的关系 导体的电阻是导体本身的一种 ,其大小决定于导体的 、 、 和 ,与导体两端的电压和通过导体的电流 。 【易错提醒】 (1)控制变量法:研究电阻与材料的关系时,需控制长度和横截面积相同;研究电阻与长度的关系时,需控制材料和横截面积相同;研究电阻与横截面积的关系时,需控制材料和长度相同。 (2)长度与横截面积的影响:可以类比为“道路的宽窄和长短”——导体越长,对电流的阻碍作用越大;横截面积越大,对电流的阻碍作用越小。 (3)温度的影响:一般金属导体的电阻随温度升高而增大(如白炽灯灯丝电阻随温度升高而增大);而某些半导体材料(如热敏电阻)的电阻随温度升高而减小。 随学随练 1.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( ) A.导体的电阻由导体的长度、横截面积和材料决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关 B.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比 C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小 D.粗细相同的两根铜导线,长的那根电阻一定大 2.给你两根长度相同但横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一只电流表、一个开关、若干根导线,现需要研究的课题有: ①导体的电阻跟它的横截面积的关系; ②导体的电阻跟它的长度的关系; ③导体的电阻跟它的材料的关系。 由上述实验器材可以完成的研究课题是( ) A.只有① B.只有② C.①和② D.①和③ 3.一根铜丝其电阻为11 ,当它两端电压从220V降低到110V时,其电阻为_ ;连接电路时,需要将其剪去一段,其电
第3节 电阻
课时目标
课标要点
1. 知道电阻的概念、符号和单位,理解电阻是导体本身的一种性质;
2. 通过实验探究,了解影响电阻大小的因素(材料、长度、横截面积和温度);
3. 知道导体和绝缘体的区别,能列举常见的导体和绝缘体;
4. 能运用控制变量法分析电阻大小与各因素的关系;
5. 了解电阻在电路中的作用,能解释生活中的相关现象。
重难点
重点:电阻的概念;影响电阻大小的因素;控制变量法的应用。
难点:多因素条件下电阻变化的综合分析;导体与绝缘体在条件改变时的转化。
知识点1 电阻 电阻
1. 现象探究
将电流表、小灯泡、开关、电源等串联起来,并接出两条导线A、B,就做成了一个导电性检测器。在导线间分别接入铜线、铁线、铅笔芯等导体(长度和直径相同),观察小灯泡的亮度和电流表的示数
分析论证:
名称
现象
电流
分析
铜丝
灯泡亮
I=0.26A
对电流的阻碍作用较小
铁丝
灯泡较亮
I=0.2A
对电流的阻碍作用较大
铅笔芯
灯泡暗
I=0.16A
对电流的阻碍作用大
实验结论:导体在导电的同时,对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同
2. 电阻的定义
(1)电阻:导体对电流的阻碍作用叫作电阻,用符号R表示。
(2)电阻的单位:电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
(3)单位换算:1 kΩ = 10³ Ω;1 MΩ = 10³ kΩ = 10⁶ Ω。
3. 电阻在电路中的符号
电阻在电路图中的符号是:。
4.常见的电阻大小
小灯泡中灯丝的电阻为几Ω~十几Ω
lm/1mm2的家用铜导线,电阻为百分之几欧姆。
人体的电阻约为几千欧
电流表电阻几乎没有电阻
电压表电阻几千欧至几万欧
【特别提醒】
(1)电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻越大,对电流的阻碍作用越大。
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流无关。
(3)不同的导体,电阻一般不同。
随学随练
1.估测在实际生活中的应用十分广泛,下列所估测的数据中最接近实际的是( )
A.家庭节能灯的电流约为0.1A
B.智能手机的电池电压约为1.5V
C.人体感觉舒适的温度为37℃
D.物理实验室中一根导线的电阻约为1kΩ
【答案】A
【详解】A.家庭节能灯工作时电流较小,约为0.1A,故A符合题意;
B.智能手机的电池电压约为3.7V,1.5V是干电池的常见电压,故B不符合题意;
C.人体正常体温约为37℃,人感觉舒适的环境温度约为25℃,故C不符合题意;
D.物理实验室的导线一般是铜制短导线,电阻非常小,通常不到1Ω,故D不符合题意。
故选A。
2.某工人的双手间,在干燥时的电阻约4000Ω=___________kΩ=___________MΩ。
【答案】 4
【详解】[1][2]由,可得
3.电阻表示导体对电流______的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的______作用越大。
【答案】 阻碍 阻碍
【详解】[1][2]电阻的物理定义就是:导体对电流阻碍作用的大小。电阻越大,代表导体对电流的阻碍作用越大。
4.如图所示是小刘自制的调光灯,把一根导线固定在铅笔芯最左端,然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动,此过程中灯泡的亮度______,说明导体的电阻大小与导体的______有关。
【答案】 变亮 长度
【详解】当导线逐渐向左滑动时,铅笔芯接入电路的长度变短,导体的电阻随长度减小而变小,电路中的电流变大,所以灯泡的亮度变亮;过程中,导体的材料、横截面积不变,只有接入电路的长度改变,说明导体的电阻大小与导体的长度有关。
知识点2 影响电阻大小的因素
1. 实验探究:影响电阻大小的因素
(1)猜想与假设:导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
(2)实验方法:采用控制变量法,每次只改变一个因素,保持其他因素不变,观察电流表示数的变化。
(3)实验器材:电源、开关、电流表、不同规格的导体(不同材料、不同长度、不同横截面积)、导线等。
(4)实验过程:
①探究电阻的大小与导体的材料的关系
选用横截面积和长度相同的镍铬合金丝和锰铜丝, 分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。
②探究电阻的大小与导体的长度关系
选用横截面积相同、 长度不同的镍铬合金丝, 分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。
③ 探究电阻的大小与导体横截面积的关系
选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过横截面积不同的镍铬合金丝的电流大小。
④探究电阻的大小与导体温度的关系
选用一根镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表的示数,用酒精灯对合金丝进行加热,观察电流表的示数,比较通过镍铬合金丝的电流大小。
(5)实验记录表格
次数
导线
长度
横截面积
电流/A
1
锰铜合金丝A
2L
S
0.40
2
镍铬合金丝B
2L
S
0.26
3
镍铬合金丝C
2L
2S
0.52
4
镍铬合金丝D
L
S
0.60
2. 实验结论
(1)材料:在长度和横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同(选填“相同”或“不同”)。
(2)长度:在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
(3)横截面积:在材料和长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小。
(4)温度:大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大。但也有少数物体(如某些半导体)的电阻随温度升高而减小。
3. 电阻大小与各因素的关系
导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
【易错提醒】
(1)控制变量法:研究电阻与材料的关系时,需控制长度和横截面积相同;研究电阻与长度的关系时,需控制材料和横截面积相同;研究电阻与横截面积的关系时,需控制材料和长度相同。
(2)长度与横截面积的影响:可以类比为“道路的宽窄和长短”——导体越长,对电流的阻碍作用越大;横截面积越大,对电流的阻碍作用越小。
(3)温度的影响:一般金属导体的电阻随温度升高而增大(如白炽灯灯丝电阻随温度升高而增大);而某些半导体材料(如热敏电阻)的电阻随温度升高而减小。
随学随练
1.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由导体的长度、横截面积和材料决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小
D.粗细相同的两根铜导线,长的那根电阻一定大
【答案】A
【详解】A.电阻是导体本身的固有性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积决定,还受温度影响,与导体两端的电压、通过导体的电流无关,故A正确;
B.电阻不随电压、电流的改变而改变,公式只是电阻的计算式,不是决定式,故B错误;
C.没有控制长度、横截面积相同,无法比较铜导线和铁导线的电阻大小,故C错误;
D.导体的电阻大小还与温度有关,该选项没有指明温度不变,因此长的导线电阻不一定大,故D错误。
故选A。
2.给你两根长度相同但横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一只电流表、一个开关、若干根导线,现需要研究的课题有:
①导体的电阻跟它的横截面积的关系;
②导体的电阻跟它的长度的关系;
③导体的电阻跟它的材料的关系。
由上述实验器材可以完成的研究课题是( )
A.只有① B.只有② C.①和② D.①和③
【答案】C
【详解】控制变量法思路:研究电阻与某一因素的关系,要只改变这个因素,其他都不变。
①电阻与横截面积的关系:
器材:两根长度相同、材料相同(都是镍铬合金)、横截面积不同的合金线。
做法:分别接入电路,比较电流大小(电流大→电阻小)。
满足:材料、长度相同,只改变横截面积→可以完成。
②电阻与长度的关系:
器材只有两根长度相同的合金线,但可以用其中一根,改变接入电路的有效长度(比如只接入一半、全部)。
做法:同一根合金线,材料、横截面积不变,只改变接入长度,比较电流。
满足控制变量→可以完成。
③电阻与材料的关系:
要研究材料,必须长度、横截面积相同,材料不同的导线。
题目里只有镍铬合金一种材料,没有铜、铝等其他材料导线。
无法改变“材料”这个变量→不能完成。
综上,可以完成的研究课题是:①和②。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.一根铜丝其电阻为11Ω,当它两端电压从220V降低到110V时,其电阻为____________Ω;连接电路时,需要将其剪去一段,其电阻将____________。
【答案】
11
变小
【详解】因导体电阻是自身固有属性,与两端电压大小无关,故电压降低时铜丝电阻仍为11Ω;由导体电阻的影响因素可知,材料、横截面积、温度不变时,导体长度越小电阻越小,故剪去一段铜丝后,其电阻变小。
4.在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关:
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积
为了验证上述猜想,他用如图甲器材进行实验,①②③为镍铬合金,④为锰铜合金;①②④横截面积相同,③横截面积最大;①③④长度相同,②的长度最长。
(1)连接电路时,开关应处于______(选填“闭合”或“断开”)状态。在该实验中,小明通过观察_____________(选填“电流表示数”或“灯泡亮度”)来反应电阻的大小更精确,这种物理研究方法是____________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想________(选填“A”、“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的______(选填“材料”或“长度”)有关。
(4)将①③两段金属丝分别接入同一电路中,流过①③的电流关系是I①________I③。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1) 断开 电流表示数 转换法
(2)B
(3)材料
(4)小于
【详解】(1)为防止电路连接过程中出现短路,损坏元件,实验前开关应处于断开状态;当电路中电流变化比较小时,灯泡亮度变化不明显,电流表读数更准确,所以实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小,采用的是转换法。
(2)①②两根导体材料、横截面积相同,而长度不同,所以是验证猜想B。
(3)①④两根导体,长度、横截面积相同,材料不同,而电流表的示数不同,说明两导体的电阻不同,因此可以得出在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的材料有关。
(4)材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小,③的横截面积大,所以电阻小,即R①>R③,所以I①小于I③。
知识点3 导体与绝缘体
1. 导体
(1)定义:容易导电的物体叫作导体。
(2)常见导体:金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等。
(3)导电原因:导体中有大量的自由电荷(金属中就是自由电子)。
2. 绝缘体
(1)定义:不容易导电的物体叫作绝缘体。
(2)常见绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、干燥的木头等。
(3)不易导电原因:绝缘体中几乎没有自由电荷。
3. 半导体
(1)定义:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫作半导体。
(2)常见半导体:硅、锗等。
(3)特点:半导体的导电性受温度、光照、杂质等外界因素影响较大。 (4)应用:制作二极管、三极管、集成电路、芯片、光敏电阻、热敏电阻等。
4. 超导体
(1)定义:某些物质在温度很低时,电阻变为零,这种现象叫超导现象,发生超导现象的物体叫作超导体。
(2)特点:电阻为 0。
(3)优点:电流通过时不会发热,没有电能损耗。
(4)应用前景:远距离大功率输电、超导磁悬浮列车、超导电动机;不能用于制作电热器(电热器利用电流热效应,需要电阻)。
5. 导体与绝缘体的转化
导体和绝缘体之间没有绝对的界限。在条件改变时,绝缘体可以变为导体。例如:玻璃在常温下是绝缘体,在高温下可以变为导体。
【易错提醒】
(1)导体容易导电是因为有大量的自由电荷;绝缘体不容易导电是因为几乎没有自由电荷。
(2)导体和绝缘体的划分与物体是否带电无关。带电体可以是导体,也可以是绝缘体。
(3)纯净的水是绝缘体,含有杂质的水是导体。
随学随练
1.通常情况下,下列物质属于导体的是( )
A.玻璃 B.人体 C.塑料 D.硅
【答案】B
【详解】AC.玻璃和塑料都不容易导电,是常见绝缘体,故AC不符合题意;
B.人体容易导电,是常见导体,故B符合题意;
D.硅属于半导体,导电性介于导体和绝缘体之间,故D不符合题意。
故选B。
2.重庆永川是中国首个实现全域开放的自动驾驶示范城市,自动驾驶需要强大的AI芯片支持,制作芯片的主要材料是( )
A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体
【答案】B
【详解】A.导体(如铜、铝)导电性好,主要用于制作导线、电极,不能用于制造芯片,芯片需要可控的导电性,故A不符合题意;
B.半导体(如硅、锗)的导电性介于导体和绝缘体之间,可通过掺杂等工艺制成二极管、三极管、集成电路,是制造 AI 芯片、计算机芯片的核心材料,故B符合题意;
C.超导体在特定低温下电阻为零,主要用于超导输电、强磁体等,无法用于制造芯片(芯片需要电阻可控的半导体特性),故C不符合题意;
D.绝缘体(如塑料、玻璃)几乎不导电,无法实现芯片的电流控制与信号处理,故D不符合题意。
故选B。
3.有下列物体:①食用油、②酱油、③铅笔芯、④空气、⑤人体、⑥食盐水、⑦瓷砖、⑧橡皮、⑨干毛巾,其中通常情况下属于导体的有_______(填序号)某些物质在温度很低时,电阻会突然变为0,这种现象被叫做_______现象。发光二极管具有_________的性质。
【答案】
②③⑤⑥
超导
单向导电
【详解】通常情况下,容易导电的物体是导体。酱油、食盐水含有大量自由移动的离子可以导电,铅笔芯主要成分是石墨、人体含有大量可自由移动的带电粒子,都属于导体;而食用油、空气、瓷砖、橡皮、干毛巾几乎没有可自由移动的电荷,属于绝缘体。因此属于导体的是②③⑤⑥;
特定物质在温度极低时电阻突变为0的现象,是超导现象;
发光二极管是半导体材料制成的元件,核心特性是单向导电性,仅在电流按特定方向通过时才会导通发光。
4.从发电站到用电地区,通常都有一段相当长的距离,为减少远距离输电中的电能损失。根据焦耳定律,就要尽可能地减少输电线中的电阻,因此在目前技术水平下要采用高电压输电。________(选填“纳米材料”“半导体材料”或“超导材料”)的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能;实际输电过程中采用如图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。
【答案】 超导材料 横截面积 电阻
【详解】[1]远距离输电的电能损失源于输电线有电阻,根据焦耳定律,电阻为0时,输电过程中不会产生热量,能从根本上消除电能损耗;超导材料的关键特性是零电阻,在特定低温条件下电阻可降为0。纳米材料、半导体材料均无零电阻特性。
[2][3]将四根导线并联,相当于把多根导线的横截面积合并,增大了导线的横截面积。根据并联电路电阻规律,并联后的总电阻小于任意一个分电阻;结合焦耳定律,在输电电流和时间不变的情况下,减小电阻,输电线上产生的热量会减少,从而达到降低损耗的目的。
题型1 电阻概念的理解
解题核心规律
(1)电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关;
(2)电阻的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度;
(3)同一导体的电阻在同一温度下是一定的,不会因电压和电流的改变而改变。
活学活用
1.关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电流总是由正电荷定向移动形成的
B.电路两端有电压,电路中不一定有电流
C.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相同
D.通过导体的电流为零时,导体的电阻也为零
【答案】B
【详解】A.电荷的定向运动形成电流,电荷包括正电荷和负电荷,故A 错误;
B.产生持续电流的两个条件:①电路两端有电压;②电路是通路。 若电路断路,即便两端有电压,也不会有电流。因此有电压不一定有电流。故B 正确;
C.物理学规定:正电荷定向移动方向为电流方向。 金属中自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反。故C 错误;
D.电阻是导体本身的一种固有属性,只与材料、长度、横截面积、温度有关,和导体两端电压、通过的电流无关。电流为零时,电阻不为零。故D 错误。
故选B。
2.一段电阻丝R的阻值为12Ω。
(1)若把R接入到6V的实验电源的两端,忽略温度的影响,电阻丝阻值为___________Ω,当把电阻丝的两端电压降到0V,它的电阻为___________Ω;
(2)若把该电阻丝对折后重新接入到6V的实验电源的两端,它的阻值为___________Ω。
【答案】(1) 12 12
(2)3
【详解】(1)[1][2]电阻是导体的本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,与导体两端的电压大小无关,因此把R接入到6V的实验电源的两端,忽略温度的影响,电阻丝阻值为12Ω;当把电阻丝的两端电压降到0V,它的电阻不变,仍为12Ω。
(2)导体的材料和温度一定时,导体电阻的大小与长度成正比、与横截面积成反比。将电阻丝R对折接入原电路,电阻丝的长度变成原来的一半,横截面积变成原来的两倍,则电阻丝的电阻变为原来的四分之一,为
3.(多选)不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.当一个导体两端的电压为0V时,它的阻值为0Ω
B.当一个导体两端的电压为0V时,流过它的电流为0A
C.当一个导体两端电压增大时,它的电阻不变
D.当流过一个导体的电流增大时,该导体的电阻变小
【答案】BC
【详解】ACD.电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系;不考虑温度对电阻的影响,当一个导体两端电压增大或变为0时,或者通过它的电流增大时,它的电阻不变,故AD错误,C正确;
B.电压是电流产生的原因,当导体两端的电压为0V时,电流为0A,故B正确。
故选BC。
题型2 影响电阻大小因素的分析
解题核心规律
(1)材料:不同材料导电性能不同,电阻不同;
(2)长度:导体越长,电阻越大;
(3)横截面积:导体横截面积越大,电阻越小;
(4)温度:一般金属导体温度越高,电阻越大。
活学活用
1.(多选)如图所示,甲、乙是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,甲实验中,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中电流表的示数和灯泡的亮度;乙实验中,用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电流表的示数。下列说法正确的是( )
A.甲实验中,将小灯泡去掉,仍能正常完成实验
B.甲实验中,小灯泡越暗,表示接入的金属丝电阻越大
C.乙实验中,可以探究导体电阻大小与导体长度的关系
D.乙实验中,将电流表换成电压表串联接入电路也能完成本次实验
【答案】BC
【详解】A.当接入电路的电阻较小时,电路中接入灯泡,可以起到保护电路的作用,所以甲实验中,将小灯泡去掉有可能会导致电路中电流过大,烧坏电源和电流表,故A错误;
B.小灯泡越暗,说明电路中的电流越小,表示接入的合金丝电阻越大,故B正确;
C.乙实验中,用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝分别接入电路,导体的材质和粗细都相同,长度不同,可以探究导体电阻大小与导体长度的关系,故C正确;
D.乙实验中,将电路中的电流表换成电压表,此时电压表串联在电路中测电源电压,改变电阻的大小,电压表示数不变,无法通过电压表示数的大小来判断电阻的大小,不能完成本实验,故D错误。
故选BC。
2.甲、乙、丙三条相同材料制成的金属线的相关数据如下表所示,根据表中提供的数据,则下列判断正确的是( )
金属线
长度 /cm
横截面积 /mm²
甲
10
10
乙
10
1
丙
30
1
A.金属丝甲电阻阻值最大 B.金属丝乙电阻阻值最大
C.金属丝丙电阻阻值最大 D.金属丝甲、乙、丙电阻阻值一样大
【答案】C
【详解】甲乙金属线材料和长度相同,甲的横截面积大,电阻小,因此,乙丙材料和横截面积相同,乙的长度小,电阻小,因此,因此,故选C。
3.小马同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素(电源电压不变),实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法错误的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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小
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①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
D.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
【答案】C
【详解】A.在该实验装置中,当灯泡越亮时,说明电路中的电流越大;电流越大,则接入电路中金属丝的电阻越小,故A正确,不符合题意;
B.金属丝①和③,其长度都是1.0m,横截面积都是,而材料不同,可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,故B正确,不符合题意;
C.要探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,需要控制材料和长度相同,横截面积不同。但金属丝①和④的材料不同,不能探究电阻与横截面积的关系,故C错误,符合题意;
D.金属丝②和③,材料都是镍铬合金丝,横截面积都是,长度不同,能够探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,某小组在实验时所用导体的相关物理量如下表。
编号
长度/m
横截面积/
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)由下图可知,该小组通过观察_______________来判断电阻大小的,此方法为____________________。
(2)要探究导体电阻大小与长度关系,应选用____________________两根导体。
(3)选用b和c两根导体,是为了探究导体电阻与____________________的关系。
(4)下图电路中,闭合开关,灯泡发光;再用酒精灯加热钨丝后,灯泡亮度变暗,说明钨丝的电阻随温度升高而__________。
(5)我国改造输电线路时,将细铝线换成粗铝线,是通过增大横截面积来__________电阻,从而减小电能损失。
【答案】(1) 电流表示数 转换法
(2)c、d
(3)横截面积
(4)增大
(5)减小
【详解】(1)由图可知,电路中串联一个电流表,是通过观察电流表的示数来比较电阻大小的,这种方法是转换法。
(2)要研究导体电阻大小与长度的关系,根据控制变量法,就要选取导体材料、横截面积都相同,而长度不同的两根导体作为实验器材,故选用c和d两根导体。
(3)比较b和c两根导体,可知材料和长度相同,横截面积不同,依据控制变量法可知,是为了探究导体电阻大小与横截面积的关系。
(4)用酒精灯对钨丝进行加热,钨丝的温度升高,会发现灯泡亮度变暗,这说明通过灯泡的电流变小,电路中的电源电压不变,总电阻变大,所以钨丝的电阻变大。
(5)其它条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就减小了输电线的电阻。
题型3 导体绝缘体的辨析
解题核心规律
(1)导体:金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液等——有大量自由电荷;
(2)绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油、干燥木头等——几乎没有自由电荷;
(3)导体和绝缘体无绝对界限,条件改变时可相互转化。
活学活用
1.清华大学的研究人员发明了一种新型陶瓷,既能像陶瓷一样隔热、绝缘,也能像海绵一样变形,同时具有超轻、高韧性等特点。这种材料最适合用来制造( )
A.自行车的车架 B.新型消防服 C.输电导线 D.水果刀
【答案】B
【详解】A.自行车的车架必须用坚硬的材料来制作,而这种新型陶瓷会像海绵一样变形,故A不符合题意;
B.新型消防服需要有良好的隔热性,该新型陶瓷符合要求,故B符合题意;
C.该新型陶瓷不具有电阻小的特点,故不能用来制作输电导线,故C不符合题意;
D.水果刀需要有一定的硬度,而这种新型陶瓷会像海绵一样变形,故D不符合题意。
故选B。
2.如图甲所示是控制某电铃的开关,其内部结构简图如图乙所示。按住按钮①后,②、③元件接触,电铃响;松开按钮①后,②、③元件分开,电铃不响。下列说法正确的是( )
A.①可能是塑料制成的,②可能是铜制成的
B.②、③可能都是塑料制成的
C.①、②可能都是铜制成的
D.①可能是铜制成的,③可能是塑料制成的
【答案】A
【详解】塑料不容易导电,属于绝缘体;铜容易导电,属于导体。
按住按钮①后,②、③元件接触,电铃响,说明②、③元件容易导电,属于导体,可能是铜制成的;人体要接触①,所以①应不容易导电,属于绝缘体,可能是塑料制成的,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.如图,将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来,闭合开关后,下列说法中正确的是( )
A.图甲中电压表示数为零 B.图乙中电压表示数等于电源电压
C.图甲中,灯泡发光,二极管不发光 D.图乙中,二极管和灯泡都发光
【答案】D
【详解】AC.开关闭合后,甲图中二极管正负极接反,相当于断路,灯泡和二极管都不发光;此时电压表测量电源电压,示数接近电源电压,示数不为零,故AC错误;
BD.开关闭合后,图乙中发光二极管与灯泡串联。电流从二极管的正极流入,负极流出,电路是通路,二极管和灯泡都发光;此时电压表测量二极管两端的电压,根据串联电路的电压规律可知,此时二极管两端的电压小于电源电压,即电压表示数小于电源电压,故B错误,D正确。
故选D。
4.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
【详解】[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。
基础通关
1.随着现代科技的发展,国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机,在技术和功能上都实现了前所未有的突破,手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管核心的材料主要是( )
A.超导体材料 B.导体材料 C.半导体材料 D.绝缘体材料
【答案】C
【详解】发光二极管的核心制作材料是半导体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,具有适合制作二极管的特殊电学特性。故选C。
2.下列单位换算正确的是( )
A.0.2A=20mA B.103kV=1000V C.1MΩ=103Ω D.2μA=2×10-6A
【答案】D
【详解】A.,则,故A错误;
B.,则,故B错误;
C.,故C错误;
D.,则,故D正确。
故选D。
3.关于半导体和超导体,下列说法中正确的是( )
A.半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间
B.半导体的电阻为零
C.超导体适合做电饭锅的发热体
D.半导体材料不能制成二极管和三极管
【答案】A
【详解】A.半导体的定义就是半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,故A正确;
B.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻不为零,故B错误;
C.超导体的特性是电阻为零,而电饭锅的发热体电阻较高,因此超导体不能作为电饭锅的发热体,故C错误;
D.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,例如硅、锗等材料就是制造二极管和三极管的半导体材料,故D错误。
故选A。
4.将一段电阻丝对折后接入电路中,对折后的电阻与原来相比( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【详解】导体的电阻与长度、横截面积、材料等有关,将电阻丝对折后,其长度变为原来的一半,横截面积变为原来的两倍,故电阻变为原来的,电阻值变小,故选B。
5.如图所示,将a和b两段导体串联连入电路中,这两段导体的材料、长度相同,横截面积不同。下列关于这两段导体的说法中正确的是( )
A.a的电阻较大 B.b的电阻较大
C.通过a的电流较大 D.通过b的电流较大
【答案】B
【详解】
AB.在材料和长度相同时,导体横截面积越小电阻越大,对于a和b是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由于a段的横截面积大,b段的横截面积小,故a段的电阻较小,b段的电阻较大,故A错误,B正确;
CD.此两段导体串联,根据串联电路电流处处相等可知,这两段导体中的电流是相等的,故CD错误。
故选B。
6.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B.通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C.通过导体的电流越大,导体电阻越小
D.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
【答案】D
【详解】ABC.电阻是导体本身的固有属性,大小仅由导体的材料、长度、横截面积、温度决定,与两端电压、通过的电流无关,故ABC错误;故D正确。
故选D。
素养提升
7.(多选)导体的电阻大小与下列哪些因素有关( )
A.导体的长度 B.导体的横截面积
C.导体中的电流 D.导体的温度
【答案】ABD
【详解】ABCD.电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,故ABD符合题意,C不符合题意。
故选ABD。
8.(多选)如图所示,对以下实验情景,叙述正确的是( )
A.图中用丝绸摩擦过的两根玻璃棒相互排斥,说明同种电荷相互排斥
B.图中实验器材叫做验电器,它的原理是异种电荷互相吸引
C.图是塑料电吹风的简化电路,电热丝A和电动机B的位置不能互换
D.图是用来研究电阻与哪些因素有关,研究过程中采用了控制变量法和转换法
【答案】ACD
【详解】A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,根据电荷之间的相互作用,用丝绸摩擦过的两根玻璃棒相互排斥,说明同种电荷相互排斥,故A正确;
B.验电器是用来检验物体是否带电的仪器,构成验电器的金属球、金属杆以及金属箔属于导体,绝缘垫属于绝缘体,故B错误;
C.电吹风可以吹热风也可以吹冷风,S1是干路开关,若将电热丝A和电动机B位置互换,则不能吹冷风,只闭合S1只能使电热丝工作,而不会吹风,因此电热丝A和电动机B的位置不能互换,故C正确;
D.电阻的大小由材料、长度和横截面积决定,研究电阻与哪些因素有关,需要控制其他量不变,只改变其中一个量的变化,这是控制变量法的应用。同时我们不能直接观察到材料、长度和横截面积变化时电阻的变化,因此需要借助电流表示数的变化来进行判断,这是转换法的应用。故研究过程中采用了控制变量法和转换法,故D正确。
故选ACD。
9.(多选)下列说法正确的是( )
A.金属、油、大地都是导体
B.发光二极管具有单向导电性
C.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D.金属容易导电,靠的是内部大量的自由电子
【答案】BCD
【详解】A.金属和大地属于导体,油是绝缘体,故A错误;
B.发光二极管由半导体材料制成,具有单向导电性,仅在正向通电时能导通发光,故B正确;
C.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,当带电体接触其金属球时,金属箔片会带上同种电荷,因相互排斥而张开,故C正确;
D.金属内部存在大量自由电子,这些自由电子可定向移动形成电流,这是金属容易导电的原因,故D正确。
故选BCD。
10.(多选)下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电,说明它对电流没有任何阻碍作用
B.通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C.同种材料的导体,长度相同,横截面积越小,电阻越大
D.将一段导体均匀拉长后,该导体的电阻会变小
E.电阻是导体本身的一种性质,它与导体的材料、长度、横截面积等有关
【答案】CE
【详解】
A.导体容易导电说明它对电流的阻碍作用小,但有电阻,故A错误;
B.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,是导体的属性,与电流无关,故B错误;
C.同种材料的导体,长度相同,横截面积越小,电阻越大,故C正确;
D.将一段导体均匀拉长后,该横截面积变小,材料不变,导体的电阻会变大,故D错误;
E.电阻是导体本身的一种性质,它与导体的材料、长度、横截面积等有关,故E正确。
故选CE。
11.(多选)如图所示,线路板上的三根合金丝长度相同,①和②粗细相同但比③细,小乐用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
A.实验中是通过比较电灯亮暗来判断导体电阻大小的
B.探究电阻大小与导体材料是否有关,应选合金丝①和③
C.探究电阻大小与导体长度是否有关,选合金丝②即能完成
D.电路中灯泡换成电压表,可更准确地比较导体电阻大小
【答案】AC
【详解】A.导体电阻越大,电路中电流越小,电灯越暗,实验通过电灯亮暗判断电阻大小,这是转换法,故A正确;
B.探究电阻与材料的关系,要控制长度、横截面积相同,①和②长度、粗细相同,材料不同,应选①和②,①和③横截面积不同,变量不唯一,故B错误;
C.只用合金丝②,改变夹子位置,就能改变接入电路的导体长度,材料、横截面积保持不变,可以探究电阻与长度的关系,故C正确;
D.如果把电路中的灯泡换成电压表,整个电路相当于断路,电路中几乎没有电流,无法通过电表示数反映导体对电流的阻碍作用,也就不能比较导体电阻大小,想要更准确比较电阻大小,应该在电路里串联电流表,通过电流表示数来判断电阻,而不是换用电压表,故D错误。
故选AC。
12.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:
猜想一:可能与盐水的浓度有关;
猜想二:可能与盐水的体积有关;
猜想三:可能与盐水的横截面积有关。
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)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______可以判断盐水的电阻大小。
(2)探究猜想二时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗,这一实验过程是否能完整验证猜想二______(选填“能”或“不能”)。
(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________________________。
(4)加入电流表后,为了探究盐水的电阻与盐水温度是否有关系,他们拿来酒精灯,则接下来该进行的操作是用酒精灯加热盐水__________________,则说明盐水的电阻与温度有关。
【答案】(1) 导体 灯泡的亮度
(2)不能
(3) 乙 灯泡可以保护电路,避免盐水电阻过小时电流过大烧坏电流表和电源
(4)观察电流表的示数,若电流表示数发生改变
【详解】(1)容易导电的物体是导体,盐水能让电路导通、灯泡发光,说明盐水是导体;
本实验用转换法,通过灯泡亮度反映盐水电阻大小:电阻越大,电路电流越小,灯泡越暗,因此根据灯泡亮度判断盐水电阻大小。
(2)探究电阻与体积的关系时,需要控制盐水浓度不变,同时保证只有体积改变,避免同时改变长度、横截面积。
抽取盐水时,盐水体积减小的同时,盐水的横截面积也会改变,没有遵循控制变量法,因此不能完整验证猜想二。
(3)如果直接把灯泡换成电流表,电流表本身电阻很小,若盐水电阻太小,电路电流会过大,烧坏器材;
乙在原电路中串联电流表,灯泡仍然保留在电路中,可以起到保护电路的作用,因此乙的改进更好。
(4)探究盐水电阻与温度的关系时,改变盐水温度后,观察电流表示数:若电流表示数发生变化,说明盐水电阻发生了改变,即可证明盐水电阻与温度有关。
13.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
导体的电阻可能与①导体的长度有关②导体的横截面积有关;③导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如右表所示。
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
(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①,应该选用编号______________两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两根电阻丝接入图示电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟______________有关。
【答案】(1)电流表示数/小灯泡亮度
(2)A、B
(3)材料
【详解】(1)本实验利用转换法比较电阻大小。电源电压一定时,导体电阻越大,电路电流越小。因此可以通过观察电流表示数,也可通过小灯泡亮度间接比较电阻大小。
(2)验证猜想①“电阻与导体长度有关”时,根据控制变量法,需要保持导体的材料、横截面积相同,只改变长度。表格中A、B两根电阻丝满足材料、横截面积相同,长度不同,因此选A、B。
(3)A和D的长度、横截面积都相同,只有材料不同,接入后电流不同说明电阻不同,因此可得结论:长度和横截面积相同时,导体电阻与导体的材料有关。
迁移创新
14.阅读下面有关二极管和发光二极管的短文,并解决相关问题:
(一)电子线路中有一种常用的器材叫二极管,在电路图中的符号为。它在电路中的作用是:当电流从“+”极端流入时,二极管对电流的阻碍作用很小,相当于一个阻值很小的电阻,此时二极管可视为一段导线;当电流从“﹣”极端流入时,二极管相当于一个阻值很大的电阻,使电流几乎不能通过它,即电流几乎为零,此时二极管可视为绝缘体。
(二)发光二极管简称LED,是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是一种新型节能、环保的光源产品,其电光的转化效率很高。目前正在积极推广使用。
(1)某同学按照图A所示电路图连接了电路,电路中两个电源两端电压均为3V不变,当S接a端时,电压表的示数为________V;当S接b端时,电压表的示数为________V。能否去掉电路中的定值电阻R1?________(填“能”或“不能”)。
(2)图B是小明设计的判断电源正负极的电路图,闭合开关S后,小灯泡L发光,则B端是电源的________极(选填“正”或“负”)。
(3)图C中,甲是一种常见的LED手电筒,发光元件由5个发光二极管并联组成,每个发光二极管的额定电流(指正常工作时的电流)为30mA。它的能量是由可反复充电使用的电池提供,且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化,如表格所示。
请回答下列问题:
两端的电压/V
2
2.4
3.2
LED灯的颜色
红
黄
蓝
①这种LED手电筒正常工作时的总电流为__________mA。
②图C中,乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联,已知电源电压为4.2V保持不变,闭合开关S,毫安表(为读数更精确的电流表)的读数为20mA,通过计算可知此时LED灯所发出光的颜色为________色。
(4)当电流从二极管“+”极端流入时,二极管对电流的阻碍作用很小,相当于一个阻值很小的电阻,我们把它称为正向电阻。看下面一个二极管曲线图,由图D可知,随着二极管两端电压的升高,正向电阻__________(填“变大”“变小”“不变”),当电压为0.6V时,二极管的正向电阻为__________Ω。
【答案】(1) 3 0 不能
(2)负
(3) 150/ 蓝
(4) 变小 120
【详解】(1)[1]由图分析可知,当开关接a端时,电流从二极管“﹣”端流入,由题意可知,此时二极管相当于绝缘体,电路断路,电压表测电源两端的电压,其示数为3V。
[2]由图分析可知,当开关接b端时,电流从二极管“+”端流入,由题意可知,此时二极管相当于一段导线,则电压表被短路,其示数为0V。
[3]若没有定值电阻R1,当开关接b端时,二极管相当于一段导线,电源将短路,所以不能去掉电路中的定值电阻R1。
(2)开关闭合后,小灯泡发光,说明电流从二极管“+”极端流入,“﹣”极端流出,则B端是电源的负极。
(3)[1]由题可知,LED手电筒由5个发光二极管并联组成,每个发光二极管的额定电流为30mA,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以这种LED手电筒正常工作时的总电流
[2]一个LED灯与50Ω的定值电阻R串联时,电路中的电流为
由可得,定值电阻R两端的电压为
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以LED灯两端的电压为
由表格数据可知,此时LED灯发出蓝颜色的光。
(4)[1]由图D可知,二极管两端电压的增加量相同时,通过电流的增加量越来越大,由可知,随着二极管两端电压的升高,正向电阻变小。
[2]由图D可知,当电压为0.6V时,通过二极管的电流为,则二极管的正向电阻为
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