内容正文:
【核心素养】16.3 电阻 分层练习 (原卷版)
(
基础巩固
)
知识点一:电阻
1.在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.库仑
2. 关于电阻,下列说法正确的是( )
A.当导体没有接入电路时,导体电阻为0
B.绝缘体不容易导电,绝缘体没有电阻
C.导体的电阻大,绝缘体的电阻小
D.导体的电阻越大,表明导体对电流的阻碍作用越大
3.关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与导体的材料有关
D.长度相同的铁丝和镍铬合金丝电阻一定不同
4.电阻
(1)在物理学中,用电阻来表示导体对 阻碍作用的大小。导体的电阻越 ,表示导体对电流的阻碍作用越大。
(2)电阻通常用字母 表示,单位是 。
(3)电阻比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们之间的换算关系是1kΩ= Ω,1 MΩ= Ω。
(4)我们经常要用到具有一定电阻的元件——电阻器,它也叫作 ,在电路图中用符号 表示。
知识点二:影响电阻大小的因素
5.在“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验中,下列物理量与电阻大小无关的是( )
A.导体两端的电压 B.导体的长度
C.导体的材料 D.导体的横截面积
6.某款电动自行车的电机效率较高,其内部导线选用了更优质的铜芯材料,且导线横截面积比普通导线更大。这一设计主要是为了( )
A.增大导线电阻 B.减小导线电阻
C.增大导线密度 D.减小导线长度
7.下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体中没电流时,电阻为零
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
8.如图为常用的铝芯导线,铝芯由多股铝线组成,外包一层绝缘皮。下列方法中,能减小铝芯导线电阻的是( )
A.减小导线两端的电压 B.减小导线中的电流
C.抽去导线中的几根铝线 D.减小导线的长度
9.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。导电性越强。下列四种铅笔芯,图中标注了各自的直径和型号。现将这些铅笔芯分别串联接入如图所示的电路中,灯泡最亮时,连入电路中的铅笔芯是
A. B.
C. D.
10.甲和乙是由同种材料制成的导体,当L甲>L乙,则关于甲和乙的横截面积S及电阻R的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若S甲>S乙,则R甲一定大于R乙
B.若S甲<S乙,则R甲一定大于R乙
C.若S甲=S乙,则R甲一定小于R乙
D.若S甲>S乙,则R甲一定等于R乙
11.“液态”导体同金属导体一样也有电阻。如图,逐渐向容器中添加同种导电液体,观察电流表示数,该实验探究影响“液态”导体电阻大小的因素是( )
A.液体的种类 B.长度 C.温度 D.横截面积
12.如图所示,将一根铅笔芯接入电路中,当将金属夹由B点向A点移动时,观察到小灯泡变亮,这一现象表明铅笔芯的电阻与其( )
A.材料有关 B.温度有关
C.长度有关 D.横截面积有关
13.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
14.一段电阻丝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。
15.一粗细均匀的镍铬丝, 截面直径为, 电阻为 。把它拉制成直径为 的均匀细丝后, 它的电阻变为( )
A. B. C. D.
16.如图所示.和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的导体,将它们串联后连入电路中,比较通过它们的电流和电阻的大小,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
17.如图是电路中常用的多芯导线,它由多根细导线制成。多芯线的电阻比每根细导线的电阻 ;维修线路时有时需要断开电路,此时多芯导线的电阻将 (选填“变大”“不变”或“变为零”)。
18.小明实验探究导体电阻与温度的关系,实验装置如题图所示,闭合开关,对导体加热,通过观察 来判断导体电阻的变化情况:为了更准确判断导体阻值的细微变化,可在电路中再串联一个 表:加热过程中灯泡变暗,说明导体的电阻变 .
19.小明、小红和小亮在做”探究影响导体电阻大小的因素“实验时,提出了如下猜想:
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4根电阻丝,其规格、材料如表所示;
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
(1)小亮设计了如图所示电路。实验时,他在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关后,通过观察 或 来比较导体电阻大小。小明认为:电流表是多余的,小红却认为:灯泡是多余的。你认为小红设计的电路不合理的理由是: ;
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N分别跟 (选填导体的编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析并比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)小丽在探究同样的问题时,手边只有一根电阻丝。她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证;
(4)要使电阻丝接入电路的阻值变大,可采用的方法是_______。
A.增大电阻丝两端的电压 B.减小通过电阻丝的电流
C.将电阻丝拉长后接入电路 D.将电阻丝对折后接入电路
知识点三:半导体和超导体
20.随着AI智能体的火爆,GPU成为了最畅销的芯片。制作芯片的主要材料属于( )
A.导体 B.绝缘体 C.超导体 D.半导体
21.21.关于超导材料,下列说法正确的是( )
A.是绝缘体材料 B.是半导体材料
C.常温常压下电阻为0 D.用来输电可减少电能损耗
22.光伏电池板主要材料由硅制成,此材料属于
A.绝缘体 B.半导体 C.导体 D.超导体
23.随着科技的发展,智能产品逐渐融入我们的生活。如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。该手表的橡胶表带是 ,手表内集成电路中的二极管主要是由 材料制成的(两空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。
(
能力提升
)
1.同种材料制成长为L、电阻为R粗细均匀的导线,对折后电阻变为( )
A.2R B.R C. D.
2.如图所示为一块长方体金属导体,分别从六个面的中心引出一个接线柱,将该导体选择其中两个接线柱接入电路,则( )
A.上下接入电阻最大 B.前后接入电阻最大
C.左右接入电阻最小 D.任意接法电阻相等
3.将长为20cm、阻值为20Ω的粗细均匀的电阻丝均匀拉长至某一长度后,再截取 20cm的长度(称为AB),则电阻丝AB 的阻值可能为( )
A.15Ω B.20Ω C.25Ω D.30Ω
4.有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化。小华查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)。
(1)小华按照图乙电路图连接好电路;
(2)检测网未放入水中,电流表无示数,检测网放入水中电流表有示数,表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。小华通过观察电路中 示数的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出刮水器刮水速度的变化;
(3)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表示数 (选填“越大”或“越小”);我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的 、长度和横截面积、温度等,由此可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的;
(4)小华设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,可是这样无法实现无雨时的车窗清洗,需要在图乙电路中加装一个开关,开关应与检测网: (选“并联”或“串联”)。
5. 阅读下面短文,并回答问题。
超导现象
通常情况下,导体都有一定的电阻,因而电流流过导体时,导体就会对电流产生阻碍作用,由于阻碍而发热就会造成能量的损耗。但科学家们发现,某些导体当其温度下降得足够低时(例如铝的温度达到﹣271℃时),其电阻会变成零,这就是超导现象。利用超导现象,有科学家作出这样的假设,在一个超导环(如图甲)中通入一定的电流I,该电流会在超导环内永久环流而不衰减。
(1)超导体在超导状态下的导电能力要比导体 (选填“强”或“弱”)。
(2)现在超导体还不能广泛应用,主要是因为要达到超导状态,对于 这一环境条件的要求非常苛刻。
(3)某种金属的电阻随温度的升高而增大,图乙是其电阻随时间变化的图像,则t2时刻的电阻比t1时刻 (选填“大”或“小”),t2时刻的温度比t1时刻 (选填“高”或“低”)。
(4)假如科学家研制出常温超导体,则它最适合应用于下面哪种情况?____ 。
A.电水壶 B.高压输电线 C.电饭煲 D.电吹风
6.现有两个不同材料制成的粗细相同的圆柱形长导体,它们的电阻均会随温度变化而发生变化。下表列出了两个导体在不同温度时的电阻.试问:怎样利用这两个导体(可以截取导体的一部分或使用导体的全部)制成一个阻值最大,但不随温度变化的电阻?
温度/℃
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
导体1/Ω
4
3.68
3.36
3.04
2.72
2.40
导体2/Ω
1.0×10-2
1.06×10-2
1.12×10-2
1.18×10-2
1.24×10-2
1.30×10-2
(
拓展实践
)
1.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、两根相同的铜棒、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)本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱,所采用的研究方法是 ;
(2)评估实验器材: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”);
(3)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I1;再向盐水中撒入少量的盐并搅拌均匀(不计液体质量变化),记录电流表的示数为I2,比较发现I1<I2,由此可得实验结论:液体质量一定时,液体的导电性能与 有关;
(4)探究猜想B:小明在上述实验的基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌均匀,且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: 。
2.跨学科实践小组的同学开展“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,小灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(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,小灯泡逐渐变亮;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,小灯泡的亮度无明显变化。甲、乙两同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把小灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方案更好的是 同学,理由是 。
(4)利用此装置可以继续探究盐水电阻大小与盐水的 是否有关。
3.某物理兴趣小组查阅资料得知:只有在两种不同导电材料(如铁丝和铜丝)构成的闭合回路中,如图所示,当两个接触点温度不同时(B端加热、A端放在冰水混合物中),即AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电流叫做“热电流”,这种电路叫“热电偶电路”。
根据图所示,通过实验另测得某合金的热电偶电路中电流的大小与温度差关系的数据如下表:
两接触点间的温度差/℃
0
1
100
200
300
500
电路中的电流/10﹣1A
0.00
0.01
0.64
1.42
2.29
4.17
请根据上述信息回答:
①若其它条件不变,将图中的铁丝换成铜丝,电路中将 (选填“有”、“无”)电流。
②上述电路中电流的大小随着两接触点间温度差的增大而 。利用此规律可将电流表改制成温度计,该温度计的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的,与实验室常用的水银温度计相比它具有的优点之一是 。
4.发光二极管,简称LED,具有单向导电性。 它的两根引脚中较长的为正极,较短的为负极。 当电流由正极经过LED流向负极时,LED发光,表明它处于导通状态。
(1)LED是由 材料制成(选填以下对应的字母);
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体
(2)按图所示的电路图,请在图中用笔画线表示导线来连接实物图;
(3)小羽按图所示电路图把LED和一个小灯泡L正确连接电路,闭合开关S,LED发光,L不发光。 小羽认为出现上述现象的原因是L断路了。 该说法是否正确? (选填“正确”或“不正确”),请写出判断依据: 。
(
中考精选
)
1.(2025·福建) 空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
2.(2025·辽宁)我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
3.(2026·江西)我国科学家在研究和应用物质的物理属性上不断取得突破。下列新科技成果中,没有应用物质良好导电性的是
A.可用于新型消防服衣料中的纳米陶瓷
B.上海投运的35千伏公里级的超导电缆
C.“中国芯”芯片封装使用的“超级铜箔”
D.“复兴号”动车组牵引电机绕组中的铜芯
4.(2026·天津) 如图所示,从玻璃管内的盐水柱两端引出A、B两根导线,并将其接入电路。若进行以下四种操作:①将两端活塞向内推;②将两端活塞向外拉;③活塞不动,向管内注入相同浓度的盐水;④活塞不动,适量减少管内盐水。其中能使接入电路的盐水柱电阻变小的是
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
5.(2026·连云港)把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金丝串联接入电路,则
A.粗镍铬合金丝的电阻大于细镍铬合金丝的电阻
B.粗镍铬合金丝的电阻等于细镍铬合金丝的电阻
C.通过粗镍铬合金丝的电流大于通过细镍铬合金丝的电流
D.通过粗镍铬合金丝的电流等于通过细镍铬合金丝的电流
6.(2025·武汉) 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
7.(2025·哈尔滨)如图甲所示,是一个导电性检测器。在M、N间接入 (选填序号:①铜丝②陶瓷③塑料尺)可以使电路接通,电流表有示数。若猜想导体电阻大小与导体长度有关,可以选取乙图中 (填字母)两根金属丝分别连入M、N间进行实验探究。
8.(2025·东营)在“探究导体电阻的大小跟哪些因素有关”实验中,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路。四根电阻丝中,a、b、c是镍铬合金丝,d是铜丝,a、c、d长度相同,a、b、d横截面积相同。
(1)选用 (填字母)两根电阻丝进行实验,可以探究电阻的大小跟横截面积的关系。
(2)实验器材中同时选用电流表和小灯泡,小灯泡的作用是 。
(3)通过实验还可以发现,导体的电阻还跟导体的 有关,这也是国家进行农村电网改造,将电线更换成铜芯线的原因。
(4)学习欧姆定律之后,该小组设计了如图乙所示的电路来测量电阻丝的电阻。
①将 MN接在电阻丝 a两端,闭合开关,电压表示数为 1.4V,电流表示数为 0.5A,则本次测量电阻丝 a的阻值是 Ω。
②请针对该实验的不足之处,写出改进方法及目的: 。
9.(2026·泸州)在学习了“金属导体电阻的影响因素”后,小红想进一步了解“液态导体电阻的影响因素”。小红设计了如图甲所示的实验,P为水平柱状玻璃管,右端电极固定,左端电极自由移动可改变管内液体的长度L,管上端开有小孔可注入液体,下端有一阀门K可放出液体。
(1)图甲所示实验方案通过 反映液态导体的电阻大小,下列 实验中也用到了同样的实验方法。
A:探究光的反射定律
B:探究液体内部的压强与哪些因素有关
C:探究杠杆的平衡条件
(2)老师建议小红在电路中增加一个灵敏电流计,如图乙所示,这样做可更灵敏地通过电流变化反映 的变化。
(3)小红先在P中注入半管盐水,关闭K,拟将左侧电极向右推,以探究电阻与长度的关系。老师指出这样设计有问题,问题是 。
(4)于是,小红控制左端电极位置不变,关闭K,继续注入盐水,发现注入的盐水越多,电流计示数越大,由此可知:盐水导体长度不变时,电阻随 增大而减小。
(5)接着,改变管中盐水的长度L,始终保持管中注满盐水。多次实验获取数据,并作出电流I与长度L的关系,如图丙中实线a所示,由图像可知,注满盐水时,长度越长, 电阻 。
(6)小红换另一种液体,重复(5)中实验步骤,采集数据,绘制出如图丙中虚线b所示的图像,可判断这种液体导电性比盐水更 (选填“好”或“差”)。
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【核心素养】16.3 电阻 分层练习 (解析版)
(
基础巩固
)
知识点一:电阻
1.在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.库仑
【答案】C
【解析】【解答】A.国际单位中,电流的单位是安培,故A不符合题意;
B.国际单位中,电压的单位是伏特,故B不符合题意;
C.国际单位中,电阻的单位是欧姆,故C符合题意;
D.库仑是电量的国际单位,故D不符合题意。
故选C。
2. 关于电阻,下列说法正确的是( )
A.当导体没有接入电路时,导体电阻为0
B.绝缘体不容易导电,绝缘体没有电阻
C.导体的电阻大,绝缘体的电阻小
D.导体的电阻越大,表明导体对电流的阻碍作用越大
【答案】D
【解析】【解答】A、导体的电阻和电压、电流无关,故A错误;
BC、绝缘体的电阻较大,导体的电阻较小,故BC错误;
D、电阻大表明对电流的阻碍作用大,故D正确。
综上选D。
3.关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与导体的材料有关
D.长度相同的铁丝和镍铬合金丝电阻一定不同
【答案】C
【解析】【解答】A、导体容易导电,但对电流仍有阻碍作用(存在电阻),并非无任何阻碍,A错误。
B、导体的电阻越大,对电流的阻碍作用越大,而非越小,B错误。
C、相同条件下,铜导线比铁导线导电性能好,说明铜的电阻更小,体现了导体的电阻与材料有关,C正确。
D、长度相同的铁丝和镍铬合金丝,因横截面积未知,无法确定电阻一定不同,D错误。
故选C。
4.电阻
(1)在物理学中,用电阻来表示导体对 阻碍作用的大小。导体的电阻越 ,表示导体对电流的阻碍作用越大。
(2)电阻通常用字母 表示,单位是 。
(3)电阻比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们之间的换算关系是1kΩ= Ω,1 MΩ= Ω。
(4)我们经常要用到具有一定电阻的元件——电阻器,它也叫作 ,在电路图中用符号 表示。
【答案】(1)电流;大
(2)R;Ω
(3)1000;106
(4)电阻;
【解析】【解答】(1) 电阻的物理意义是导体对电流的阻碍作用;电阻越大,对电流阻碍作用越强。
(2) 电阻符号为 R;国际单位是欧姆,简称欧,符号 Ω。
(3)1kΩ=1000Ω,1MΩ=106Ω;
(4) 电阻器也叫定值电阻,指阻值固定不变的电阻元件。 符号为
知识点二:影响电阻大小的因素
5.在“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验中,下列物理量与电阻大小无关的是( )
A.导体两端的电压 B.导体的长度
C.导体的材料 D.导体的横截面积
【答案】A
【解析】【解答】A、导体两端的电压,电阻是导体本身的一种性质,导体电阻大小不会随导体两端电压改变而变化,与电阻无关,故A正确; B、导体的长度,在材料、横截面积、温度相同时,导体长度越长,电阻越大,与电阻有关,故B错误;
C、导体的材料,不同材料的导体导电能力不同,电阻不同,与电阻有关,故C错误;
D、导体的横截面积,在材料、长度、温度相同时,横截面积越大,电阻越小,与电阻有关,故D错误;
故选 A。
6.某款电动自行车的电机效率较高,其内部导线选用了更优质的铜芯材料,且导线横截面积比普通导线更大。这一设计主要是为了( )
A.增大导线电阻 B.减小导线电阻
C.增大导线密度 D.减小导线长度
【答案】B
【解析】【解答】导体电阻的大小由材料、长度、横截面积三个因素决定。铜本身具有良好的导电性能,根据电阻的影响规律:当导体的长度、材料都相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。题目中这个设计选择优质铜芯、同时增大导线的横截面积,就是为了减小导线本身的电阻,进而减少导线发热消耗的电能。故B正确,ACD错误;
故选B。
7.下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体中没电流时,电阻为零
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
【答案】D
【解析】【解答】电阻是导体的特性,阻值大小和导体的材料、长度、横截面积有关,ABC错误,故D正确。
故选D。
8.如图为常用的铝芯导线,铝芯由多股铝线组成,外包一层绝缘皮。下列方法中,能减小铝芯导线电阻的是( )
A.减小导线两端的电压 B.减小导线中的电流
C.抽去导线中的几根铝线 D.减小导线的长度
【答案】D
【解析】【解答】AB.导体的电阻是其本身的一种性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流大小无关,故AB不符合题意;
C.抽去导线中的几根铝线,相当于减小了导体的横截面积,那么电阻会增大。故C不符合题意;
D.导体的电阻与长度成正比,即减小导线的长度,导线的电阻会减小,故D符合题意。
故选D。
9.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。导电性越强。下列四种铅笔芯,图中标注了各自的直径和型号。现将这些铅笔芯分别串联接入如图所示的电路中,灯泡最亮时,连入电路中的铅笔芯是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】根据图片可知,D中的铅笔芯的长度最小;4B表示含石墨最多,则导电能力最强,电阻最小,因此灯泡最亮,故D正确,而ABC错误。
故选D。
10.甲和乙是由同种材料制成的导体,当L甲>L乙,则关于甲和乙的横截面积S及电阻R的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若S甲>S乙,则R甲一定大于R乙
B.若S甲<S乙,则R甲一定大于R乙
C.若S甲=S乙,则R甲一定小于R乙
D.若S甲>S乙,则R甲一定等于R乙
【答案】B
【解析】【解答】A.当横截面积满足S甲>S乙时,虽然导体甲的长度L甲更长,但由于其横截面积也更大,根据电阻公式R=ρL/S可知,长度和横截面积对电阻的影响是相反的。因此无法直接判定R甲必然大于R乙,故选项A错误。
B.当横截面积满足S甲<S乙时,导体甲不仅长度更长,而且横截面积更小。根据电阻的决定因素,在材料相同的情况下,电阻与长度成正比,与横截面积成反比。因此可以确定R甲必定大于R乙,故选项B正确。
C.若横截面积相等(S甲=S乙),在相同材料条件下,电阻仅与长度成正比。由于L甲>L乙,因此R甲>R乙的结论与选项表述矛盾,故选项C错误。
D.当S甲>S乙时,即使考虑长度因素,由于横截面积的增大效应可能抵消或超过长度增加的影响,无法保证R甲一定等于R乙,故选项D错误。
正确答案为B。
11.“液态”导体同金属导体一样也有电阻。如图,逐渐向容器中添加同种导电液体,观察电流表示数,该实验探究影响“液态”导体电阻大小的因素是( )
A.液体的种类 B.长度 C.温度 D.横截面积
【答案】D
【解析】【解答】向容器中添加同种导电液体,液体的液体种类、长度、温度均不变,横截面积变大,探究的是横截面积对“液态”导体电阻大小的影响,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.如图所示,将一根铅笔芯接入电路中,当将金属夹由B点向A点移动时,观察到小灯泡变亮,这一现象表明铅笔芯的电阻与其( )
A.材料有关 B.温度有关
C.长度有关 D.横截面积有关
【答案】C
【解析】【解答】当金属夹从B点向A点移动时,铅笔芯接入电路的长度减小,导致铅笔芯的电阻减小,电路中的电流增大,因此小灯泡变亮。这一现象表明铅笔芯的电阻与其长度有关,长度越短,电阻越小。由此可以确定选项C是正确的,而选项A、B、D不符合题意。
故选C。
13.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
【解析】【解答】A、实验采用转换法,通过灯泡亮度判断电阻大小。电源电压不变时,灯泡越亮,说明电路中电流越大,根据,接入的金属丝电阻越小。因此“灯泡越亮,电阻越大”的说法错误。
B、金属丝①(锰铜丝,长度1.0m,横截面积0.2mm2)和③(镍铬合金丝,长度1.0m,横截面积0.2mm2),长度、横截面积相同,材料不同,符合控制变量法要求,可探究电阻与导体材料的关系。该说法正确。
C、金属丝②(长度0.5m,横截面积0.2mm2)和④(长度1.0m,横截面积0.6mm2),长度、横截面积均不同,存在两个变量,无法单独探究电阻与长度的关系。该说法错误。
D、金属丝①(锰铜丝,横截面积0.2mm2)和④(镍铬合金丝,横截面积0.6mm2),材料、横截面积均不同,存在两个变量,无法探究电阻与横截面积的关系。该说法错误。
故答案为:B。
2、转换法:电阻大小无法直接测量,通过灯泡亮度(或电流表示数)间接判断,亮度越暗(电流越小),电阻越大。
3、影响电阻大小的因素:导体的电阻与材料、长度、横截面积(及温度)有关;长度越长、横截面积越小,电阻越大(同种材料)。
14.一段电阻丝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
【解析】【解答】(1) 电阻的属性分析
电阻是导体本身的固有属性,忽略温度影响时,其阻值与两端电压、通过的电流无关。因此:
接入6V电源时,电阻丝阻值仍为;
电压降到0V时,电阻丝阻值仍为。
(2) 电阻丝对折后的阻值计算
电阻丝对折后,长度变为原来的,横截面积变为原来的倍。
根据电阻决定式 ,对折后的电阻 。
已知原电阻,因此对折后的阻值为 。
综上,答案为:
(1) ;
(2)
15.一粗细均匀的镍铬丝, 截面直径为, 电阻为 。把它拉制成直径为 的均匀细丝后, 它的电阻变为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【解答】当直径从d变为时,新的横截面积S'与原横截面积S的关系为:,即S'=。
拉制过程中,导体的体积V保持不变,即V=LS=L'S' 。因此,新的长度L'与原长度L的关系为:。
新的电阻R'为:,所以,电阻变为 10000R,对应选项D。
故答案为:D。
2、导体拉制问题的核心规律
导体被拉制或折叠时,其总体积保持不变。这意味着横截面积减小,长度必然按比例增大,反之亦然。在分析电阻变化时,必须同时考虑长度和横截面积两个因素的改变。
16.如图所示.和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的导体,将它们串联后连入电路中,比较通过它们的电流和电阻的大小,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【解答】导体的电阻与材料、长度、横截面积有关。
已知AB和BC是同种材料、长度相同的导体,但AB的横截面积SAB小于BC的横截面积SBC。
在材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。因此:RAB>RBC。
AB和BC是串联在电路中的。根据串联电路的电流特点:串联电路中各处的电流相等。因此:IAB=IBC。综上,正确的说法是D:RAB>RBC。
故答案为:D。
2、串联电路的电流规律
串联电路中,通过各个用电器的电流大小相等,即I总=I1=I2=...。
17.如图是电路中常用的多芯导线,它由多根细导线制成。多芯线的电阻比每根细导线的电阻 ;维修线路时有时需要断开电路,此时多芯导线的电阻将 (选填“变大”“不变”或“变为零”)。
【答案】小;不变
【解析】【解答】(1)多芯线的各根细导线之间是并联的,相当于增大了导体的横截面积,根据“导体电阻与横截面积成反比”的规律可知,多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻;
(2)维修线路时有时需要断开电路,此时多芯导线的电阻将不变,因为电阻与导体的材料、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。
18.小明实验探究导体电阻与温度的关系,实验装置如题图所示,闭合开关,对导体加热,通过观察 来判断导体电阻的变化情况:为了更准确判断导体阻值的细微变化,可在电路中再串联一个 表:加热过程中灯泡变暗,说明导体的电阻变 .
【答案】灯泡亮度;电流;大
【解析】【解答】由图可知,闭合开关,对导体加热,通过观察灯泡亮度来判断导体电阻的变化情况;为了更准确判断导体阻值的细微变化,可在电路中再串联一个电流表;加热过程中灯泡变暗,说明电路中的电流变小,根据欧姆定律可知,电源电压不变,导体的电阻变大。
故答案为:灯泡亮度;电流;大。
19.小明、小红和小亮在做”探究影响导体电阻大小的因素“实验时,提出了如下猜想:
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4根电阻丝,其规格、材料如表所示;
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
(1)小亮设计了如图所示电路。实验时,他在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关后,通过观察 或 来比较导体电阻大小。小明认为:电流表是多余的,小红却认为:灯泡是多余的。你认为小红设计的电路不合理的理由是: ;
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N分别跟 (选填导体的编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析并比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)小丽在探究同样的问题时,手边只有一根电阻丝。她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证;
(4)要使电阻丝接入电路的阻值变大,可采用的方法是_______。
A.增大电阻丝两端的电压 B.减小通过电阻丝的电流
C.将电阻丝拉长后接入电路 D.将电阻丝对折后接入电路
【答案】(1)灯泡的亮度;电流表的示数;有可能造成短路
(2)A、C
(3)三
(4)C
【解析】【解答】(1)当导体的电阻较大时,电路中的电流会减小,导致小灯泡亮度降低。因此,可以通过观察小灯泡的亮度变化来判断导体电阻的大小。在实验中,将不同导体连接在M、N之间并闭合开关后,会形成由小灯泡和导体组成的串联电路。由于电源电压保持不变,导体的电阻越大,电流表的示数越小。因此,可以通过电流表的示数变化来比较导体电阻的大小。
同时使用灯泡和电流表更为合理:电流表用于精确测量电阻大小,而灯泡可以起到保护电路的作用,避免因电流过大而损坏电流表或造成短路。
(2)为了验证猜想二(电阻与横截面积的关系),需要保持导体材料和长度相同,仅改变横截面积。根据表中数据,应选择编号为A和C的两根电阻丝进行对比实验。
(3)在研究电阻与导体材料的关系时,必须控制电阻丝的长度和横截面积相同,仅改变材料。由于小丽只有一根电阻丝,无法满足材料变化的实验条件,因此她无法利用现有器材完成对猜想三(电阻与材料关系)的实验验证。
(4)A、B导体的电阻是其固有的物理特性,与所加电压或通过的电流无关,因此选项A和B均不正确。
C、将导线拉长会导致其长度增加、横截面积减小,从而使电阻增大,这种方法可以增大接入电路的导线电阻。
D、对折导线会使其长度缩短、横截面积增大,导致电阻减小,因此不符合要求。
正确答案是C。
2、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
(1)[1]当导体电阻大,电路中的电流变小,小灯泡变暗,所以还可以通过观察小灯泡的亮度知道导体电阻的大小。
[2]实验时,在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关后,电路连通,形成小灯泡与导体的串联电路,电源电压一定,导体电阻越大,电流表示数越小,所以通过观察电流表示数可以知道导体电阻的大小。
[3]灯泡和电流表同时使用更好,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,造成短路。
(2)要验证猜想二,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)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,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完成对猜想三的实验验证。
(4)AB.导体的电阻是导体阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;故AB均不符合题意;
C.将这根导线拉长,长度变长、横截面积变小,电阻变大,可以使连入电路的导线电阻变大,故C符合题意;
D.将导线对折后接入电路,长度变小、横截面积变大,导体的电阻变小,故D不符合题意。
故选C。
知识点三:半导体和超导体
20.随着AI智能体的火爆,GPU成为了最畅销的芯片。制作芯片的主要材料属于( )
A.导体 B.绝缘体 C.超导体 D.半导体
【答案】D
【解析】【解答】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,硅是十分典型的半导体材料,芯片正是依托半导体的特殊电学特性制备而成,因此A、B、C不符合题意,D符合题意。
故选 D。
21.关于超导材料,下列说法正确的是( )
A.是绝缘体材料 B.是半导体材料
C.常温常压下电阻为0 D.用来输电可减少电能损耗
【答案】D
【解析】【解答】 A、超导材料电阻为零,可以导电,不属于绝缘体,故 A 错误;
B、半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,超导材料不属于半导体材料,故 B 错误;
C、大部分超导材料需要在低温条件下电阻才变为零,常温常压下不能实现零电阻,故 C 错误;
D、超导材料电阻为零,输电时不会产生电热,能够减少电能损耗,故 D 正确;
故答案为:D;
22.光伏电池板主要材料由硅制成,此材料属于
A.绝缘体 B.半导体 C.导体 D.超导体
【答案】B
【解析】【解答】半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,且容易受到压力、光照、温度、湿度等外界因素的影响而改变大小,所以具有优良的电器性能,因此光伏板主要材料硅就是半导体材料。
故选B。
23.随着科技的发展,智能产品逐渐融入我们的生活。如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。该手表的橡胶表带是 ,手表内集成电路中的二极管主要是由 材料制成的(两空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。
【答案】绝缘体;半导体
【解析】【解答】 (1)橡智能手表的橡胶表带不容易导电,是绝缘体;
(2)半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,在外界压力、温度、湿度、光照等因素改变时阻值会发生改变,具有优良的电器性能,因此手表内集成电路中的二极管主要是由半导体材料制成的。
故填:绝缘体;半导体。
(
能力提升
)
1.同种材料制成长为L、电阻为R粗细均匀的导线,对折后电阻变为( )
A.2R B.R C. D.
【答案】D
【解析】【解答】 在电阻丝温度不变的条件下,电阻的影响因素是材料、长度、横截面积,当电阻线对折后,长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,此时电阻变为原来的四分之一。
故选:D。
2.如图所示为一块长方体金属导体,分别从六个面的中心引出一个接线柱,将该导体选择其中两个接线柱接入电路,则( )
A.上下接入电阻最大 B.前后接入电阻最大
C.左右接入电阻最小 D.任意接法电阻相等
【答案】B
【解析】【解答】根据图片可知,当长方体金属导体前后接入时,导体的横截面积最小,长度最长,因此电阻最大。上下接入时,长度最短,横截面积最大,电阻最小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.将长为20cm、阻值为20Ω的粗细均匀的电阻丝均匀拉长至某一长度后,再截取 20cm的长度(称为AB),则电阻丝AB 的阻值可能为( )
A.15Ω B.20Ω C.25Ω D.30Ω
【答案】C,D
【解析】【解答】当电阻丝的长度均匀拉长至某一长度后,再截20cm的长度(称为AB),则电阻AB与原来20cm的粗细均匀的电阻丝相比较,它们的材料、长度相同,但横截面积变小,电阻变大,即大于20Ω,故AB错误,CD正确。
故选CD。
4.有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化。小华查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)。
(1)小华按照图乙电路图连接好电路;
(2)检测网未放入水中,电流表无示数,检测网放入水中电流表有示数,表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。小华通过观察电路中 示数的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出刮水器刮水速度的变化;
(3)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表示数 (选填“越大”或“越小”);我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的 、长度和横截面积、温度等,由此可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的;
(4)小华设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,可是这样无法实现无雨时的车窗清洗,需要在图乙电路中加装一个开关,开关应与检测网: (选“并联”或“串联”)。
【答案】导体;电流表;越大;材料;横截面积;并联
【解析】【解答】(2)由题可知,按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数;将检测网放入雨水中,电流表有示数,所以雨水是导体;
在该实验中,通过观察电路中的电流表示数(电流)的变化来判断变化电动机转速的变化;
(3)金属网浸入雨水中的深度越深,横截面积越大,电阻越小,由可知,电流表示数越大。影响导体电阻的大小的因素有:导体的材料、长度和横截面积、温度等,由(3)可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的,横截面积越大,电阻越小。(4)开关应与检测网并联,在没有雨时,闭合开关,电路为通路,刮水器开始刮水。
故答案为:
(1)导体;电流表;
(2)越大;材料;横截面积;
(3)并联。
5. 阅读下面短文,并回答问题。
超导现象
通常情况下,导体都有一定的电阻,因而电流流过导体时,导体就会对电流产生阻碍作用,由于阻碍而发热就会造成能量的损耗。但科学家们发现,某些导体当其温度下降得足够低时(例如铝的温度达到﹣271℃时),其电阻会变成零,这就是超导现象。利用超导现象,有科学家作出这样的假设,在一个超导环(如图甲)中通入一定的电流I,该电流会在超导环内永久环流而不衰减。
(1)超导体在超导状态下的导电能力要比导体 (选填“强”或“弱”)。
(2)现在超导体还不能广泛应用,主要是因为要达到超导状态,对于 这一环境条件的要求非常苛刻。
(3)某种金属的电阻随温度的升高而增大,图乙是其电阻随时间变化的图像,则t2时刻的电阻比t1时刻 (选填“大”或“小”),t2时刻的温度比t1时刻 (选填“高”或“低”)。
(4)假如科学家研制出常温超导体,则它最适合应用于下面哪种情况?____ 。
A.电水壶 B.高压输电线 C.电饭煲 D.电吹风
【答案】(1)强
(2)温度
(3)小;低
(4)B
【解析】【解答】 (1)超导体在超导状态下的导电能力要比导体强。
(2)现在超导体还不能广泛应用,主要是因为要达到超导状态,对于温度这一环境条件的要求非常苛刻。
(3)某种金属的电阻随温度的升高而增大,图乙是其电阻随时间变化的图像,则t2时刻的电阻比t1时刻小,t2时刻的温度比t1时刻低。
(4)超导体的电阻为零;不能用来制作发热元件,但是可以用来做成高压输电的导线,降低输电过程中的电能损失。
A.滑动变阻器的电阻丝必须要有较大的电阻,而超导体的电阻为零,故A不符合题意;
B.高压输电线如果用超导体来做,电阻为零,可以大大降低输电过程中的电能损失,故B符合题意;
C.电饭煲的发热丝不能用超导体来做,因为超导材料不会发热,故C不符合题意;
D.电吹风的发热丝不能用超导体来做,因为超导材料不会发热,故D不符合题意.
故选:B。
故答案为:(1)强;(2)温度;(3)小;低;(4)B。
(
拓展实践
)
1.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、两根相同的铜棒、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)本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱,所采用的研究方法是 ;
(2)评估实验器材: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”);
(3)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I1;再向盐水中撒入少量的盐并搅拌均匀(不计液体质量变化),记录电流表的示数为I2,比较发现I1<I2,由此可得实验结论:液体质量一定时,液体的导电性能与 有关;
(4)探究猜想B:小明在上述实验的基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌均匀,且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: 。
【答案】(1)电流表示数;转换法
(2)塑料;自由电荷
(3)液体的密度
(4)不可行;没有控制液体的密度不变
【解析】【解答】(1)液体的导电性能越强,其电阻越小,对电流的阻碍作用越弱,因此电路中电流越大。通过观察电流表示数的变化可以间接判断液体导电能力的强弱,这种研究方法属于转换法。
(2)第1空、实验时应选用塑料水槽盛放盐水,以防止电流通过容器泄漏至大地。
第2空、盐水导电性良好的原因是其内部存在大量自由移动的带电粒子,包括正电荷和负电荷。
(3)在保持液体质量不变的条件下,改变盐水的密度会导致电流表示数变化,说明液体的导电性能受其密度影响。
(4)第1、2空小明在实验过程中向盐水中加入清水并搅拌,虽然改变了液体密度,但同时液体的质量也发生变化,因此无法单独验证密度对导电性能的影响,该实验设计存在缺陷。
综上答案:(1) 电流表示数,转换法;(2) 塑料,自由电荷;(3) 液体的密度(或浓度);(4) 不可行,加入清水会改变液体的密度(浓度),无法控制变量唯一。
2.跨学科实践小组的同学开展“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,小灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(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,小灯泡逐渐变亮;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,小灯泡的亮度无明显变化。甲、乙两同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把小灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方案更好的是 同学,理由是 。
(4)利用此装置可以继续探究盐水电阻大小与盐水的 是否有关。
【答案】(1)导体
(2)盐;能
(3)乙;防止电流过大,可以起到保护电路的作用
(4)横截面积
【解析】【解答】(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后,小灯泡发光,表明盐水导电,故盐水是导体;
(2)探究猜想A时,为了改变盐水的浓度,向塑料管中添加盐,并搅拌均匀,观察灯泡的亮度变化;
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,这时盐水的截面积没有变,长度变小,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由可知总电阻变小,盐水的电阻变小,所以盐水的浓度和横截面积一定时,盐水的电阻与盐水的长度成正比,故这一实验能验证猜想B;
(3)将灯泡换为电流表,盐水的电阻决定电路中的电流,因此,当盐水的电阻过小时,电流会过大,损坏电流表和电源;在原电路中串联一个电流表,即能知道电路中电流的大小,也可以起到保护电路的作用,因此乙同学的方案更好;
(4)因为电阻的大小与导体的材料、长度以及横截面积有关,如果倒掉玻璃管中的一部分盐水保持玻璃管的盐水部分的长度不变,相当于盐水的横截面积减小,因此可以探究盐水电阻的大小与盐水的横截面积有关;
故答案为:(1)导体;(2)盐;能(3)乙;防止电流过大,可以起到保护电路的作用;(4)横截面积。
3.某物理兴趣小组查阅资料得知:只有在两种不同导电材料(如铁丝和铜丝)构成的闭合回路中,如图所示,当两个接触点温度不同时(B端加热、A端放在冰水混合物中),即AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电流叫做“热电流”,这种电路叫“热电偶电路”。
根据图所示,通过实验另测得某合金的热电偶电路中电流的大小与温度差关系的数据如下表:
两接触点间的温度差/℃
0
1
100
200
300
500
电路中的电流/10﹣1A
0.00
0.01
0.64
1.42
2.29
4.17
请根据上述信息回答:
①若其它条件不变,将图中的铁丝换成铜丝,电路中将 (选填“有”、“无”)电流。
②上述电路中电流的大小随着两接触点间温度差的增大而 。利用此规律可将电流表改制成温度计,该温度计的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的,与实验室常用的水银温度计相比它具有的优点之一是 。
【答案】无;增大;不均匀;测量范围大,并且可以测水银温度计无法测量的高温
【解析】【解答】由题意知,电路中产生回路的条件:相互连接的金属丝的材料不同;跟相互连接的两个节点间的温度差有关;且电流的大小与材料的种类和温度差的大小有关;(1)其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,这样相互连接的材料相同,电路中不会有电流。(2)由表格可知,两触电温差越大,电路中的电流越大。所以电路中电流的大小随着两接触点间温度差的增大而增大。(3)由表中的数据可知,两接触点间的温度差变为原来的几倍时,电路中的电流增大,但变化量不同,因此改制成温度计,该温度计的刻度是不均匀的。因为两点间的温差可达到500 ,因此测量范围大,并且可以测水银温度计无法测量的高温。
4.发光二极管,简称LED,具有单向导电性。 它的两根引脚中较长的为正极,较短的为负极。 当电流由正极经过LED流向负极时,LED发光,表明它处于导通状态。
(1)LED是由 材料制成(选填以下对应的字母);
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体
(2)按图所示的电路图,请在图中用笔画线表示导线来连接实物图;
(3)小羽按图所示电路图把LED和一个小灯泡L正确连接电路,闭合开关S,LED发光,L不发光。 小羽认为出现上述现象的原因是L断路了。 该说法是否正确? (选填“正确”或“不正确”),请写出判断依据: 。
【答案】B;;不正确;灯泡与LED串联,LED发光,说明电路是通路
【解析】【解答】(1)LED又名发光二极管,由半导体材料制成的,故选B。
(2)根据电路图可知,电流从电池的正极出发,经过二极管的长脚、短脚,开关后回到负极,如下图所示:
(3)我认为小羽的说法不正确,理由是:灯泡与LED串联,LED发光,说明电路是通路。
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中考精选
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1.(2025·福建) 空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【答案】B
【解析】【解答】 发光二极管是由半导体材料制成的,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】 容易导电的物体属于导体,不容易导电的物体属于绝缘体,导电性能介于导体和绝缘体之间的材料属于半导体。
2.(2025·辽宁)我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
【答案】C
【解析】【解答】 硅材料是制造芯片的重要材料,它属于半导体材料;半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,且可以通过掺杂等工艺调整其导电性能,是制造各种电子器件的基础材料。
故选C。
3.(2026·江西)我国科学家在研究和应用物质的物理属性上不断取得突破。下列新科技成果中,没有应用物质良好导电性的是
A.可用于新型消防服衣料中的纳米陶瓷
B.上海投运的35千伏公里级的超导电缆
C.“中国芯”芯片封装使用的“超级铜箔”
D.“复兴号”动车组牵引电机绕组中的铜芯
【答案】A
【解析】【解答】A:纳米陶瓷用于消防服,主要利用其耐高温、隔热等性能,不是利用导电性,故正确;
B:超导电缆利用材料在低温下电阻为零的特性,属于导电性应用,故错误;
C:铜箔用于芯片封装,利用其良好的导电性,故错误;
D:铜芯用于电机绕组,利用其良好的导电性,故错误;
故答案选 A。
4.(2026·天津) 如图所示,从玻璃管内的盐水柱两端引出A、B两根导线,并将其接入电路。若进行以下四种操作:①将两端活塞向内推;②将两端活塞向外拉;③活塞不动,向管内注入相同浓度的盐水;④活塞不动,适量减少管内盐水。其中能使接入电路的盐水柱电阻变小的是
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
【答案】A
【解析】【解答】导体电阻与材料、长度、横截面积有关;盐水浓度不变,材料不变。
①将两端活塞向内推:盐水柱长度变短、横截面积变大,电阻变小;
②将两端活塞向外拉:盐水柱长度变长、横截面积变小,电阻变大;
③活塞不动,注入同浓度盐水:横截面积变大,长度不变,电阻变小;
④活塞不动,减少盐水:横截面积变小,电阻变大;
能让电阻变小的是①③,
故答案为:A。
5.(2026·连云港)把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金丝串联接入电路,则
A.粗镍铬合金丝的电阻大于细镍铬合金丝的电阻
B.粗镍铬合金丝的电阻等于细镍铬合金丝的电阻
C.通过粗镍铬合金丝的电流大于通过细镍铬合金丝的电流
D.通过粗镍铬合金丝的电流等于通过细镍铬合金丝的电流
【答案】D
【解析】【解答】AB、两个电阻四的材料,粗细不同,所以电阻不同,但是从题目所给信息不能判断哪种材料的电阻大,故AB错误;
CD、材料电路中电流处处相等,故D正确,C错误;
故选D。
6.(2025·武汉) 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
【解析】【解答】A、灯泡越亮,说明电路的电流越大,电源电压不变,电流越大,根据欧姆定律计算可知,电阻越小,故A错误;
B、 金属丝①和③ 只有材料不同,所以探究材料对电阻的影响,故B正确;
C、 金属丝②和④ 的变量不唯一,所以不能得出有效结论,故C错误;
D、 金属丝①和④ 变量不唯一,所以不能处有效结论,故D错误。
综上选B。
7.(2025·哈尔滨)如图甲所示,是一个导电性检测器。在M、N间接入 (选填序号:①铜丝②陶瓷③塑料尺)可以使电路接通,电流表有示数。若猜想导体电阻大小与导体长度有关,可以选取乙图中 (填字母)两根金属丝分别连入M、N间进行实验探究。
【答案】①;bc
【解析】【解答】要想使得电路接通,需要使用导体,铜丝属于导体,所以选①, 猜想导体电阻大小与导体长度有关 ,则变量为长度,需要控制其余因素相同,所以选择bc。
8.(2025·东营)在“探究导体电阻的大小跟哪些因素有关”实验中,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路。四根电阻丝中,a、b、c是镍铬合金丝,d是铜丝,a、c、d长度相同,a、b、d横截面积相同。
(1)选用 (填字母)两根电阻丝进行实验,可以探究电阻的大小跟横截面积的关系。
(2)实验器材中同时选用电流表和小灯泡,小灯泡的作用是 。
(3)通过实验还可以发现,导体的电阻还跟导体的 有关,这也是国家进行农村电网改造,将电线更换成铜芯线的原因。
(4)学习欧姆定律之后,该小组设计了如图乙所示的电路来测量电阻丝的电阻。
①将 MN接在电阻丝 a两端,闭合开关,电压表示数为 1.4V,电流表示数为 0.5A,则本次测量电阻丝 a的阻值是 Ω。
②请针对该实验的不足之处,写出改进方法及目的: 。
【答案】(1)a、c
(2)保护电路
(3)材料
(4)2.8;串联一个滑动变阻器,多次测量求平均值减小误差
【解析】【解答】(1)探究电阻的大小跟横截面积的关系,变量为横截面积,选择ac进行实验;
(2)电阻无法在实验中直接观察,所以需要电灯泡以及电流表作为指标,同时小灯泡可以保护电路;
(3)分析题目可知,电阻和电阻丝的材料有关;
(4)根据欧姆定律计算可知,电阻丝的电阻,该实验只进行一组,具有较大的误差,需要串联一个滑动变阻器,多次测量求平均值减小误差。
9.(2026·泸州)在学习了“金属导体电阻的影响因素”后,小红想进一步了解“液态导体电阻的影响因素”。小红设计了如图甲所示的实验,P为水平柱状玻璃管,右端电极固定,左端电极自由移动可改变管内液体的长度L,管上端开有小孔可注入液体,下端有一阀门K可放出液体。
(1)图甲所示实验方案通过 反映液态导体的电阻大小,下列 实验中也用到了同样的实验方法。
A:探究光的反射定律
B:探究液体内部的压强与哪些因素有关
C:探究杠杆的平衡条件
(2)老师建议小红在电路中增加一个灵敏电流计,如图乙所示,这样做可更灵敏地通过电流变化反映 的变化。
(3)小红先在P中注入半管盐水,关闭K,拟将左侧电极向右推,以探究电阻与长度的关系。老师指出这样设计有问题,问题是 。
(4)于是,小红控制左端电极位置不变,关闭K,继续注入盐水,发现注入的盐水越多,电流计示数越大,由此可知:盐水导体长度不变时,电阻随 增大而减小。
(5)接着,改变管中盐水的长度L,始终保持管中注满盐水。多次实验获取数据,并作出电流I与长度L的关系,如图丙中实线a所示,由图像可知,注满盐水时,长度越长, 电阻 。
(6)小红换另一种液体,重复(5)中实验步骤,采集数据,绘制出如图丙中虚线b所示的图像,可判断这种液体导电性比盐水更 (选填“好”或“差”)。
【答案】(1)灯泡的亮度;B
(2)液态导体电阻
(3)改变液体长度的同时,液体的横截面积也发生了改变,没有控制横截面积相同
(4)横截面积
(5)越大
(6)好
【解析】【解答】(1) 电源电压不变,液态导体电阻越大,电路电流越小,灯泡亮度越暗;实验通过灯泡亮度反映液态导体电阻大小,该方法为转换法。
A:探究光的反射定律采用观察法,无转换;
B:探究液体内部压强利用U型管液面高度差反映压强大小,转换法;
C:探究杠杆平衡条件为多次测量归纳,无转换。
故答案为:灯泡的亮度;B;
(2) 灵敏电流计可精准显示电路中电流大小变化,电源电压不变,电流由导体电阻决定,因此能更灵敏反映液态导体电阻的变化。
故答案为:液态导体电阻;
(3) 将左侧电极向右推时,管内盐水横截面积、长度同时发生改变,没有控制横截面积不变,违背控制变量法,无法单独探究电阻与长度的关系。
故答案为:改变液体长度的同时,液体的横截面积也发生了改变,没有控制横截面积相同;
(4) 电极位置不变,注入盐水越多,液体横截面积越大,电流越大,说明电阻越小;可得:盐水导体长度不变时,电阻随横截面积增大而减小。
故答案为:横截面积;
(5) 管内注满盐水,液体横截面积固定,长度L越长,电流I越小,由可知电路总电阻越大,即盐水电阻越大。
故答案为:越大;
(6) 相同液体长度L下,虚线b的电流大于实线a,说明该液体电阻更小,导电性能更好。
故答案为:好;
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