14.1 电阻(高效培优·讲义)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-10-09
|
2份
|
63页
|
18人阅读
|
0人下载
精品
内容正文:
14.1 电阻
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 电阻的概念
考点02 影响电阻大小的因素
考点03 滑动变阻器
03 避坑指南·解题通法
角度01 电阻的决定因素的应用
角度02 滑动变阻器的使用
角度03 各式各样的滑动变阻器
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 认识电阻的概念,知道电阻是导体本身的一种性质。
2. 能画出电阻在电路中的符号,知道电阻的单位并会进行单位换算。
3. 知道电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
4. 知道滑动变阻器的结构、电路符号。
5. 认识滑动变阻器的工作原理和使用方法及其作用。
1. 通过实验探究影响电阻大小的因素,加深对控制变量法和转换法的理解。
2. 根据影响电阻大小的因素,推理得出改变电阻的可行性方法,归纳变阻器的工作原理。
3. 通过分组实验使用滑动变阻器改变小灯泡的亮度,掌握使用滑动变阻器的方法。
4. 了解变阻器在生活、生产中的应用。
考点01 电阻的概念
1. 定义:导体对电流阻碍作用的大小叫做电阻。
2. 符号:R
3. 单位:欧姆,符号是Ω;1MΩ = 106Ω,1kΩ = 10³Ω
4. 物理意义:电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积,导体的电阻还跟温度有关。不同的导体,其电阻一般不同。
【深化点拨】
1. 电阻是导体本身的一种性质,与导体两端是否有电压、通过导体是否有电流无关。即使导体两端不加电压,导体的电阻依然存在。
2. 电阻的大小由导体本身的因素决定,不能用 R = U/I 来理解——该式只是电阻的计算式(定义式),不是决定式。
3. 常见电阻值参考:
(1) 一节新干电池:约 0.1~0.5 Ω
(2) 家用电灯泡:约几百欧至几千欧
(3) 人的皮肤干燥时双手之间:约几千欧至几万欧
(4) 绝缘体:一般应在 1 MΩ 以上
1.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。
2.下图粗略而形象地反映了电流、电压和电阻的关系。图中小人 (选填“甲”或“乙”)模拟的是电压,小人丙模拟的是 (选填“电流”或“电阻”)。
3. 关于电阻,以下说法中正确的是( )
A. 导体中没有电流通过时,电阻为零
B. 导体两端的电压越大,导体的电阻越大
C. 导体的电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关
D. 通过导体的电流越大,导体的电阻越小
4.干燥环境中人的电阻为几千欧至几十千欧,5kΩ= Ω;绝缘体的电阻一般在1 MΩ以上,1MΩ= Ω;手电筒中小灯泡的电阻约为10 (填单位符号)。
考点02 影响电阻大小的因素
1. 探究方法:控制变量法
要研究电阻与多个因素的关系,每次只改变一个因素,控制其他因素不变。
2.猜想:电阻可能与导体的长度、横截面积、材料有关
3.设计实验方案。
探究导体电阻的实验装置如课本P78图14-1-2所示,演示板上固定着三根金属丝,其材料和直径见图(图中金属丝均为圆柱形,直径单位为毫米)。
4.进行实验,收集证据。
5. 实验结论:
(1) 长度相同、横截面积相同,材料不同,电阻不同。
(2) 材料相同、横截面积相同,长度越长,电阻越大。
(3) 材料相同、长度相同,横截面积越大,电阻越小。
6. 总结:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的长度、横截面积、材料,导体的电阻还跟温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
【深化点拨】
1. 控制变量法的应用:在探究电阻与某一因素的关系时,必须保持其他因素不变。例如研究电阻与长度的关系时,要选用材料相同、横截面积相同但长度不同的导体。
2. 转换法的应用:电阻的大小无法直接观察,通过观察电路中电流的大小(或小灯泡的亮度)来判断电阻的大小。电流越小(灯泡越暗),说明电阻越大。
3. 注意区分"决定式"和"计算式":
决定式:R = (ρ为电阻率,由材料决定;L为长度;S为横截面积)
计算式:R = (仅用于计算,不决定电阻大小)
1.影响电阻大小的因素
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和 等因素有关,通常也和温度有关。
(2)导体电阻与其长度和横截面积的具体关系:
①材料、横截面积均相同的导体,长度越长,电阻越 ;
②材料、长度均相同的导体,横截面积越小,电阻越 。
2.如图是自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动,灯泡亮度将变 (选填“亮”或“暗”);加热铅笔芯,发现灯泡亮度变亮,说明铅笔芯温度越高,电阻越 。若松开回形针,铅笔芯的电阻阻值 (选填“等于”或“不等于”)零。
3.(2025九上·东兴期中)一根电阻丝,下列操作能使其电阻变大的是( )
A.把它剪去一半 B.把它对折
C.把它拉长 D.减小通过它的电流
4.如图是用三根镍铬合金线来探究导体的电阻与哪些因素有关的实验装置。实验时先依次把AB和CD接入电路。
(1)实验时,通过观察 来比较电阻的大小,这是物理实验中经常用到的 法。
(2)若要探究导体的电阻与横截面积的关系,应选用 两根导线。
(3)选择AB和CD 两根导线做实验是为了探究导体的电阻与导体的 的关系,实验结论是 。
考点03 滑动变阻器
1. 结构:金属杆、电阻丝(绕在绝缘筒上)、滑片、四个接线柱。
2. 原理:通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻的大小。
3. 电路符号:
4. 接法:“一上一下”——上面两个接线柱任选一个,下面两个接线柱任选一个。
(1) 若接“两上”(C与D),相当于导线,电阻几乎为零。
(2) 若接“两下”(A与B),相当于定值电阻,阻值最大且不可调。
5. 使用注意事项:
(1) 连接电路时,开关应断开。
(2) 闭合开关前,滑片 P 应放在阻值最大的位置。
6. 作用:改变电路中的电流(或改变某部分电路两端的电压)。
【深化点拨】
1. 判断滑动变阻器接入电路的电阻变化,关键看“下接线柱”:
(1) 接左下接线柱(A):滑片向右移,电阻变大;滑片向左移,电阻变小。
(2) 接右下接线柱(B):滑片向左移,电阻变大;滑片向右移,电阻变小。
简单记忆:滑片远离下接线柱 → 电阻变大;滑片靠近下接线柱 → 电阻变小。
2. 闭合开关前滑片位置判断:
先确定下接线柱接的是哪一端,滑片应放在远离该端的位置(使接入电阻最大)。
3. 铭牌含义:“50Ω 2A”——最大阻值为 50Ω,允许通过的最大电流为 2A。
1. 关于滑动变阻器的使用,下列说法中正确的是( )
A. 滑动变阻器可以无限地改变电阻
B. 滑动变阻器接入电路时,必须串联在电路中
C. 滑动变阻器接入电路时,不需要考虑铭牌上的参数
D. 滑动变阻器在电路中只能起保护电路的作用
2在如图所示的电路中,小明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
3.小明继续优化设计,利用滑动变阻器改变灯泡亮度,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P 向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.小明想在电路中加入感光芯片,实现自动调节亮度,制造芯片的硅材料是( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
角度01 电阻的决定因素的应用
1.取口香糖锡纸,剪成如图甲所示的形状,其中AB段和CD段等长。将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( )
A.通过AB段和CD段的电流不相等 B.正常情况下,AB段会先着火
C.AB段和CD 段的电压相等 D.AB段和CD 段的电阻相等
2.滑动变阻器常用镍铬合金丝作为电阻丝。对于一段长度固定的镍铬合金丝,忽略温度变化影响,下列说法不正确的是( )
A.通过它的电流与它两端的电压成正比
B.加在它两端的电压为0时,它的电阻也为0
C.加在它两端的电压改变时,它两端的电压与通过它的电流的比值始终不变
D.加在它两端的电压一定时,通过它的电流与它接入电路的电阻成反比
3.如图所示的铝芯电缆是一种常用的输电线。铝芯由多条铝线组成,外包一层绝缘皮。下列相关说法正确的是( )
A.减小输电线两端的电压可减小输电线的电阻
B.增加铝线的长度可减小输电线的电阻
C.绝缘皮可能是石墨制成的
D.若将铝芯换为超导材料,可大大减少输电过程中的电能损耗
角度02 滑动变阻器的使用
1.(2026九上·张家界期末)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.(2021九上·集贤期末)如图所示,将两个滑动变阻器串联起来,将a端和b端接入电路中,要使两个滑动变阻器的总电阻最大,那么这两个变阻器的滑片的位置为( )
A.P1在最左端,P2在最右端 B.P1在最右端,P2在最左端
C.P1在最右端,P2在最右端 D.P1在最左端,P2在最左端
3.请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。(要求:电阻R与滑动变阻器串联,电压表测量电阻R两端电压,且滑片向右移动时,电路中电流变大)
角度03 各式各样的滑动变阻器
1.一节新干电池电压约为 V;如图甲所示,旋钮式电阻箱阻值读数为 Ω;如图乙所示,插入式电阻箱阻值读数为 Ω。
2.如图甲是一种可以调节音量的电位器结构示意图,滑杆e端相当于乙图滑动变阻器 端(选填“1”、“2”、“3”),将该电位器的铜片B和铜片C接入电路中,则滑杆e顺时针转动时,电位器接入电路的电阻 ,通过电位器的电流 ,从而调节音量。(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【例1】(2026·广东中考)小明利用图所示的电路测量小灯泡的电阻.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端.滑动变阻器用于改变灯泡两端的 ,其接入电路的阻值变小,小灯泡的亮度变 。
【例2】(2026·济南中考)小明总结了远距离输电时减少输电线上电能损失的两种方法:一种是在输电功率一定时,通过增大输电电压从而 (选填“增大”或“减小”)输电线上的电流;另一种是在输电线材料和长度一定时,更换横截面积更大的输电线从而 (选填“增大”或“减小”)电阻。
【例3】(2026·山东中考)某款智能眼镜所搭载的光学模块能将导航信息直接投射在用户视野中,语音导航时,通过手指按在镜腿上移动可调节音量,如图所示。起调节作用的“镜腿”相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.导线 D.滑动变阻器
【例4】(2026·泸州)在实践作业中,小郭拟用如图所示的器材制作一个亮度可调的台灯。要求将左边的电位器连入右边的电路、顺时针旋转滑片时灯泡变亮。忽略灯泡电阻变化,下列说法正确的是
A.电位器应与灯泡并联
B.电位器应连接O、Q接线柱
C.闭合开关S前,滑片应旋至Q 处
D.滑片从Q移到P的过程中,电源总功率变小
【例5】(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
【例6】(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
【例7】(2026·成都)小聪设计了如图所示的电路,在G、H间接入滑动变阻器,闭合开关S,滑片P向右移动时,电流表示数变大。以下四种接入方式中,符合要求的是
A. B.
C. D.
【例8】(2026·青海)某同学在灯下看书时光线刺眼,因此他想制作一盏简易调光台灯。于是他选用了2节干电池、标有“2.5V”字样的小灯泡、若干导线、不同材料的电阻丝设计如图甲所示的模拟电路。
(1)根据如表信息,应选用 作为调光变阻器,实现更明显调光。
电阻丝
长度/m
横截面积/mm2
电阻/Ω
镍铬合金丝
1.0
0.2
5
铁丝
1.0
0.2
0.5
(2)在图甲中,固定夹子A,移动夹子B,通过改变接入电路中电阻丝的 ,改变了电路中的电阻,从而改变小灯泡两端的 ,由此改变了小灯泡的 (选填“额定功率”或“实际功率”),达到调光的目的。若使小灯泡变暗,应将夹子B向 (选填“左”或“右”)滑动。
(3)当给图甲中小灯泡串联一个电流表,并联一个电压表,缓慢移动夹子B,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留两位小数)。
⚡基础速刷
1.以下科学家中,以其名字命名为电阻单位的是( )
A.安培 B.欧姆 C.瓦特 D.焦耳
2.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.铜导线比铁导线的导电性能好,说明电阻与导体的材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
3.如图所示,小福制作了一个简易调光台灯,可通过调节两个夹子在铅笔芯上的位置改变小灯泡的亮度。下列说法正确的是( )
A.断开开关后,铅笔芯的电阻变为零
B.闭合开关后,夹子在铅笔芯上相距更近时,灯泡更亮
C.用塑料吸管替代铅笔芯,同样可以调节小灯泡的亮度
D.夹子在铅笔芯上不同位置时,小灯泡的亮度不同,额定功率也不同
4.小明选取一根粗细均匀的铅笔芯,连接成图示电路,把左端夹子固定,移动右端夹子,观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中,影响导体电阻大小的因素是( )
A.长度 B.横截面积 C.电流 D.电压
5.铅笔芯的型号主要根据石墨和黏土的比例来划分,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,它们长度相同,图中标注了各自的直径和型号,其中电阻最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.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
7.将两段电阻丝A和B先后接入同一电路中,通过电阻丝A的电流较大,通过电阻丝B的电流较小,则电阻丝 的电阻较大。已知电阻丝A的电阻为65 Ω,65Ω= kΩ= MΩ。
8.高压输电线上电流较大,为减少输电过程中的电能损耗,根据焦耳定律,输电线的电阻应尽可能小,这就要求制作输电线的材料具有良好的 (填“导电”或“绝缘”)性能。高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置,这是通过增大导体的 从而减小导体的电阻。
9.如图所示是一排新能源汽车充电桩,各充电桩之间的连接方式是 。充电桩有快充与慢充,快充的充电电缆更粗,其电阻更 ,从而使相同时间内,电流通过电缆时产生的热量更小。
10.如图所示,多芯线是生产、生活中常用的导线,由多根细导线制成。多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)每根细导线的电阻,因为多芯线中各根细导线之间的连接方式是 。
11.如图所示,电阻箱的示数为 Ω。
12.图甲为小明自制的一个模拟调光台灯,电位器是调节其亮度的装置;图乙为电位器的内部结构示意图,A、B、C是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。此时灯泡和电位器之间是 (选填“串”或“并”)联。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将 (选填“A、B”“B、C”或“A、C”)接线柱接入电路。
13.(新编)如图甲所示为某可调节亮度的台灯。图乙为其用于调光的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡的亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变灯泡亮度的;若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡的亮度将 。
14.图是台灯中用于调节灯泡亮度的电位器的内部结构示意图,a、b、c是电位器上的三个接线柱,旋钮可带动滑片转动。该电位器通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的大小,它应与灯泡 联;若想要顺时针转动旋钮时灯泡变亮,则需将 (选填“a和b”“b和c”或“a和c”)两个接线柱接入电路。
15.电阻箱也是一种变阻器,如图所示,该旋转式电阻箱的分度值为 Ω,电阻可调范围为 Ω,此时的示数为 Ω。
16.某调光灯的简化电路如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,为使小灯泡变得更亮,应沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向移动滑片P;工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片P,小灯泡一直很亮且亮度不变,则电路中发生的故障可能是电位器 。
17.如图甲所示的是电位器(一种滑动变阻器)的结构示意图,图中A、B、C为三个接线柱。滑杆e相当于图乙中的 (选填“接线端1”“接线端2”“接线端3”或“滑片 P”);若将 BC接入电路中,滑杆e顺时针转动时,电位器接入电路的电阻变 。
18.我国新能源汽车技术先进、节能环保,已走进千家万户。小明家购买了一辆新能源汽车,准备在自家车库安装一个7kW家用充电桩以方便使用。经过测量,从专用电表到他家车库位置,需要加装近100m长的符合安全要求的三芯线缆(如图所示)。经过调研,小明收集到当地市场上铜、铝两种材质三芯线缆的相关数据,如下表。根据相关规定,线缆的最大承载功率应大于充电桩额定功率,允许足够电流通过且产生热量较少;在车位处还应将线缆穿过配置的PVC管(最粗允许线缆穿过),方便固定于墙面。请你帮小明分析:
序号
材质
三芯线缆规格(3×单芯横截面积,/)
单位长度的电阻/Ω
最大承载功率/kW
1
铝
0.47
5.5
2
铝
0.28
7
3
铝
0.18
10
4
铜
0.26
8
5
铜
0.15
11
6
铜
0.1
14
(1)铜、铝两种材质相比, 的导电性能更好。
(2)根据相关条件,小明家可以选用表格中序号为 、 的线缆。
(3)其他条件一定时,不同材质线缆的最大承载功率不同。线缆的最大承载功率还与哪些因素有关?请你提出一个可探究的科学问题: 。
19.如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向a端移动滑片P,小灯泡变暗。
20.请用笔画线代替导线完成电路的连接。要求:①闭合开关S后,小灯泡L才能发光;②向右移动滑动变阻器(20Ω 0.5 A)的滑片P,小灯泡L亮度不变,电流表的示数变大。
🚀能力跃升
1.如图所示,甲实验说明绝缘体在一定条件下会变成 ;乙实验说明钨丝的温度越高,电阻越 ;丙实验说明铅笔芯的温度越高,电阻越 。由此可以得出结论: 能够影响物质的导电性能。
2.如图所示的电路中,将开关S闭合,灯和灯均发光,则下列说法中正确的是( )
A.两个灯泡的电阻一定相等
B.两灯亮度一定相同
C.通过灯和灯的电流一定相等
D.灯和灯两端的电压一定相等
3.将电阻丝缠绕在绝缘棒上就可制成定值电阻。如图所示,电阻分别为R1、R2的两定值电阻分别由甲、乙两根电阻丝缠绕而成,这两根电阻丝的材料相同,但电阻丝甲的长度更长、横截面积更小,则 ( )
A.电阻R1更大
B.电阻R2更大
C.电阻. 相等
D.无法判断电阻R1、R2的大小关系
4.图为部分金属导电性能的排序,从下至上,金属的导电性能依次增强。下列说法正确的是( )
A.银线的电阻一定小于铜线的电阻
B.温度、长度和粗细均相同时,铝线的电阻比铁线的大
C.温度、粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大
D.对铜线加热,其电阻不变
5.在农村电网巩固提升工程中,用较粗的铜质输电线替换原有较细的铝质输电线,目的是 ( )
A.增大输电线电阻 B.减小输电线电阻
C.使输电线更美观 D.降低输电线造价
6.偷工减料的电线比较细,容易发热,如果被应用到工程项目中,安全隐患和危害性不言而喻。偷工减料的电线与相同长度的国标电线相比,其电阻( )
A.相同 B.偏小 C.偏大 D.无法判断
7.电位器实质上是一种变阻器,如图所示是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向C端旋转时,连入电路的电阻( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
8..图是四段材料相同且粗细均匀的电阻丝,其中电阻最大的是( )
A.① B.② C.③ D.④
9.小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,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,表示接入的合金丝的电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻的大小和导体横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻的大小和导体横截面积、导体长度的关系
D.为了准确比较两根合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表
10.从图中的长方形金属薄板abcd中剪出一块,下列哪种剪法得到的金属板条电阻最大 ( )
A.剪出abfe B.剪出efcd
C.剪出阴影部分的细金属条 D.保留整块金属板
🌟思维挑战
1.某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验时,设计了如图所示的实验装置,实验中分别将 A、B、C、D 四根导体接入电路,四根导体的材料和规格如表所示。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表的示数/A
A
1.0
0.4
锰铜合金
1.4
B
0.5
0.4
锰铜合金
2.7
C
1.0
0.6
锰铜合金
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
(2)为比较A、B、C、D 四根导体电阻的大小,可通过观察 来判断。
(3)要探究导体电阻的大小与长度的关系,应选用 两根导体进行实验。
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验,可得出:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越 。
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,请你根据该实验结论,帮老师想出一种方法: (写出一种合理方法即可)。
2.小林在台灯下看书时,感觉灯光太亮,于是他想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。
(1)小林利用铅笔芯和鳄鱼夹连接了如图1所示的电路,连接电路时开关应处于 状态,电路连线有一处明显错误是 ;改正后,闭合开关,调节鳄鱼夹M、N之间的距离,发现灯泡亮度和电流表示数都会发生变化,这一现象说明导体的电阻与其 有关。
(2)由于铅笔芯易断,小林在实验室找了如图2所示的电位器来替代铅笔芯,其内部结构如图3所示。小林查找到下表中的信息,为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能,电位器内的电阻丝应选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)更合适。
电阻丝
长度/m
横截面积
阻值/Ω
铜丝
0.5
0.02
0.5
镍铬合金丝
0.5
0.02
50
(3)小林连接的部分电路如图4所示,为了保证顺时针转动电位器的旋钮时灯泡变亮,应该选择 (选填“a、b”“b、c”“a、c”)两个接线柱接入电路。按此接法,在电位器接入电路的阻值最大时,灯泡仍发光,于是他设想在电阻片某一端加上一层绝缘层,通过转动旋钮,可使灯泡从亮到暗直至熄灭,则绝缘层应靠近图中 (选填“a”或“c”)端。
(4)同班的小明同学设计了如图5所示的电路,也能改变灯泡的亮度,与图4电路对比,其缺点是 。
3.在“探究导体电阻的大小与什么因素有关”实验中,同学们交流后提出下列猜想:
猜想一:导体电阻的大小可能与导体的长度有关;
猜想二:导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体电阻的大小可能与导体的材料有关。
如图所示,小雪所在的实验小组依次将①、②、③、④四根电阻丝接入M、N之间,得到的实验现象和数据如下表所示。
电阻丝编号
材料
长度
横截面积
灯泡亮度
电流表示数/A
①
镍铬合金
L
S
正常
0.22
②
镍铬合金
2L
S
较暗
0.20
③
镍铬合金
L
2S
较亮
0.24
④
锰铜合金
L
S
很亮
0.28
(1)实验中,小雪通过观察 来比较电阻丝电阻的大小会更准确,此处用到的研究方法是 法。
(2)小雪对比了电阻丝①和②接入M、N之间时的数据,发现接入电阻丝①时,电流表的示数较大,说明电阻丝①对电流的阻碍作用较 (选填“大”或“小”),即电阻丝①的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)电阻丝②的电阻,由此可得出结论:当导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越 ,电阻越大。
(3)为了验证猜想二,小雪应对比电阻丝①和 接入M、N之间时的数据,对比后可得出结论: 。
(4)为了验证猜想三,小雪应对比电阻丝 和 接入M、N之间时的数据。
(5)同组的小红猜想导体电阻的大小还可能与温度有关,为了验证此猜想,同学们设计了图 所示的电路。闭合开关后,用酒精灯加热合金丝,发现灯泡亮度变暗,说明合金丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”或“减小”),小红的猜想得到验证。
4.在“调节滑动变阻器改变灯泡亮度”的实验中,同学们连接了图所示的电路。
(1)请在虚线框内画出相应的电路图 。
(2)正确操作后,在进行实验的过程中,要使灯泡的亮度变亮,应将滑动变阻器的滑片 P 向 (选填“A”或“B”)端移动,此过程中电流表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明、小军和小安在进行实验时,所用元器件都无故障,但出现了如下异常现象,请分析可能的原因。
①小明连接电路时,当接完最后一根导线后,灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭,实验操作中的两个不当之处(已知滑动变阻器连接正确): 。
②小军进行实验时,发现灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑片,灯泡的亮度都不变,原因可能是 。
③小安闭合开关后,发现灯泡发光较亮,且无论怎样移动滑片,灯泡的亮度都不变,原因可能是 。
2 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$
14.1 电阻
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 电阻的概念
考点02 影响电阻大小的因素
考点03 滑动变阻器
03 避坑指南·解题通法
角度01 电阻的决定因素的应用
角度02 滑动变阻器的使用
角度03 各式各样的滑动变阻器
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 认识电阻的概念,知道电阻是导体本身的一种性质。
2. 能画出电阻在电路中的符号,知道电阻的单位并会进行单位换算。
3. 知道电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
4. 知道滑动变阻器的结构、电路符号。
5. 认识滑动变阻器的工作原理和使用方法及其作用。
1. 通过实验探究影响电阻大小的因素,加深对控制变量法和转换法的理解。
2. 根据影响电阻大小的因素,推理得出改变电阻的可行性方法,归纳变阻器的工作原理。
3. 通过分组实验使用滑动变阻器改变小灯泡的亮度,掌握使用滑动变阻器的方法。
4. 了解变阻器在生活、生产中的应用。
考点01 电阻的概念
1. 定义:导体对电流阻碍作用的大小叫做电阻。
2. 符号:R
3. 单位:欧姆,符号是Ω;1MΩ = 106Ω,1kΩ = 10³Ω
4. 物理意义:电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积,导体的电阻还跟温度有关。不同的导体,其电阻一般不同。
【深化点拨】
1. 电阻是导体本身的一种性质,与导体两端是否有电压、通过导体是否有电流无关。即使导体两端不加电压,导体的电阻依然存在。
2. 电阻的大小由导体本身的因素决定,不能用 R = U/I 来理解——该式只是电阻的计算式(定义式),不是决定式。
3. 常见电阻值参考:
(1) 一节新干电池:约 0.1~0.5 Ω
(2) 家用电灯泡:约几百欧至几千欧
(3) 人的皮肤干燥时双手之间:约几千欧至几万欧
(4) 绝缘体:一般应在 1 MΩ 以上
1.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
2.下图粗略而形象地反映了电流、电压和电阻的关系。图中小人 (选填“甲”或“乙”)模拟的是电压,小人丙模拟的是 (选填“电流”或“电阻”)。
【答案】甲;电阻
【解析】【解答】 电压是促使电荷定向移动形成电流的动力,对应图中甲;电阻是对电流的阻碍作用,丙站在通道中间,阻碍电荷流动,代表电阻;乙代表电荷定向移动形成的电流。
3. 关于电阻,以下说法中正确的是( )
A. 导体中没有电流通过时,电阻为零
B. 导体两端的电压越大,导体的电阻越大
C. 导体的电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关
D. 通过导体的电流越大,导体的电阻越小
【答案】C
【解析】电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端是否有电压、通过导体是否有电流无关。因此 A、B、D 错误,C 正确。故选 C。
4.干燥环境中人的电阻为几千欧至几十千欧,5kΩ= Ω;绝缘体的电阻一般在1 MΩ以上,1MΩ= Ω;手电筒中小灯泡的电阻约为10 (填单位符号)。
【答案】;;Ω
【解析】【解答】,因此。。手电筒小灯泡的电阻约为。
考点02 影响电阻大小的因素
1. 探究方法:控制变量法
要研究电阻与多个因素的关系,每次只改变一个因素,控制其他因素不变。
2.猜想:电阻可能与导体的长度、横截面积、材料有关
3.设计实验方案。
探究导体电阻的实验装置如课本P78图14-1-2所示,演示板上固定着三根金属丝,其材料和直径见图(图中金属丝均为圆柱形,直径单位为毫米)。
4.进行实验,收集证据。
5. 实验结论:
(1) 长度相同、横截面积相同,材料不同,电阻不同。
(2) 材料相同、横截面积相同,长度越长,电阻越大。
(3) 材料相同、长度相同,横截面积越大,电阻越小。
6. 总结:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的长度、横截面积、材料,导体的电阻还跟温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
【深化点拨】
1. 控制变量法的应用:在探究电阻与某一因素的关系时,必须保持其他因素不变。例如研究电阻与长度的关系时,要选用材料相同、横截面积相同但长度不同的导体。
2. 转换法的应用:电阻的大小无法直接观察,通过观察电路中电流的大小(或小灯泡的亮度)来判断电阻的大小。电流越小(灯泡越暗),说明电阻越大。
3. 注意区分"决定式"和"计算式":
决定式:R = (ρ为电阻率,由材料决定;L为长度;S为横截面积)
计算式:R = (仅用于计算,不决定电阻大小)
1.影响电阻大小的因素
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和 等因素有关,通常也和温度有关。
(2)导体电阻与其长度和横截面积的具体关系:
①材料、横截面积均相同的导体,长度越长,电阻越 ;
②材料、长度均相同的导体,横截面积越小,电阻越 。
【答案】(1)长度;横截面积;材料(2)大;大
【解析】【解答】 (1)电阻是导体本身的性质,影响因素为材料、长度、横截面积,另外温度也会影响电阻大小;电阻大小和导体两端电压、通过的电流无关。
(2) ①材料、横截面积相同时,导体越长,电荷定向移动受到阻碍更多,电阻越大。 ②材料、长度相同时,横截面积越小,电荷通过的通道越窄,电阻越大。
2.如图是自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动,灯泡亮度将变 (选填“亮”或“暗”);加热铅笔芯,发现灯泡亮度变亮,说明铅笔芯温度越高,电阻越 。若松开回形针,铅笔芯的电阻阻值 (选填“等于”或“不等于”)零。
【答案】亮;小;不等于
【解析】【解答】当回形针向左移动时,接入电路的铅笔芯长度缩短,由于导体的电阻随长度减小而减小,因此电路总电阻变小。电源电压保持不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变大,所以灯泡的亮度会变亮。
加热铅笔芯后,观察到灯泡变亮,说明此时电路中的电流变大,电路总电阻变小,由此可知铅笔芯的温度越高,它的电阻越小。电阻是导体本身的固有属性,与电路是否通电无关。铅笔芯是导体,它本身就带有电阻,因此松开回形针后,铅笔芯的阻值不会变为零。
3.(2025九上·东兴期中)一根电阻丝,下列操作能使其电阻变大的是( )
A.把它剪去一半 B.把它对折
C.把它拉长 D.减小通过它的电流
【答案】C
【解析】【解答】A.把电阻丝剪去一半,根据“导体电阻与长度成正比”的规律可知,因此电阻减小,故A不符合题意;
B.把电阻丝对折,长度减小一半,横截面积增大一倍,根据“导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比”的规律可知,因此电阻减小,故B不符合题意;
C.把电阻丝拉长,长度增大一倍,横截面积减小一半,根据“导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比”的规律可知,因此电阻增大,故C符合题意;
D.电阻的大小与通过的电流大小无关,即减小电流时电阻不变,故D不符合题意。
故选 C。
4.如图是用三根镍铬合金线来探究导体的电阻与哪些因素有关的实验装置。实验时先依次把AB和CD接入电路。
(1)实验时,通过观察 来比较电阻的大小,这是物理实验中经常用到的 法。
(2)若要探究导体的电阻与横截面积的关系,应选用 两根导线。
(3)选择AB和CD 两根导线做实验是为了探究导体的电阻与导体的 的关系,实验结论是 。
【答案】(1)灯泡的亮度;转换(2)EF、AB
(3)长度;当导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大
【解析】【解答】(1)电源电压不变时,接入电路的导体电阻变大时,电路中的电流会变小,灯泡会变暗,所以实验时,通过观察灯泡的亮度来比较电阻的大小,这是物理实验中经常用到的转换法;
(2)若要探究导体的电阻与横截面积的关系,应控制导体的材料和长度相同,改变导体的横截面积,所以应选用EF、AB两根导线;
(3)由图可知,AB和CD 两根导线的材料和横截面积相同,长度不同,可以探究导体的电阻与导体的长度的关系,实验结论是:当导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。
考点03 滑动变阻器
1. 结构:金属杆、电阻丝(绕在绝缘筒上)、滑片、四个接线柱。
2. 原理:通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻的大小。
3. 电路符号:
4. 接法:“一上一下”——上面两个接线柱任选一个,下面两个接线柱任选一个。
(1) 若接“两上”(C与D),相当于导线,电阻几乎为零。
(2) 若接“两下”(A与B),相当于定值电阻,阻值最大且不可调。
5. 使用注意事项:
(1) 连接电路时,开关应断开。
(2) 闭合开关前,滑片 P 应放在阻值最大的位置。
6. 作用:改变电路中的电流(或改变某部分电路两端的电压)。
【深化点拨】
1. 判断滑动变阻器接入电路的电阻变化,关键看“下接线柱”:
(1) 接左下接线柱(A):滑片向右移,电阻变大;滑片向左移,电阻变小。
(2) 接右下接线柱(B):滑片向左移,电阻变大;滑片向右移,电阻变小。
简单记忆:滑片远离下接线柱 → 电阻变大;滑片靠近下接线柱 → 电阻变小。
2. 闭合开关前滑片位置判断:
先确定下接线柱接的是哪一端,滑片应放在远离该端的位置(使接入电阻最大)。
3. 铭牌含义:“50Ω 2A”——最大阻值为 50Ω,允许通过的最大电流为 2A。
1. 关于滑动变阻器的使用,下列说法中正确的是( )
A. 滑动变阻器可以无限地改变电阻
B. 滑动变阻器接入电路时,必须串联在电路中
C. 滑动变阻器接入电路时,不需要考虑铭牌上的参数
D. 滑动变阻器在电路中只能起保护电路的作用
【答案】B
【解析】滑动变阻器的阻值变化范围由铭牌决定,不能无限改变,A 错误;滑动变阻器通常串联在电路中改变电流或分压,B 正确;必须考虑铭牌参数(最大阻值和允许最大电流),C 错误;滑动变阻器既能保护电路,又能改变电路中的电流和电压,D 错误。故选 B。
2在如图所示的电路中,小明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
【解析】A、电阻大小与导体质量无关,加热过程合金丝质量不变,故A错误。
B、加热时镍铬合金丝长短没有发生变化,长短不是阻值变大的原因,故B错误。
C、镍铬合金丝粗细保持不变,粗细不会引起本次电阻变化,故C错误。
D、蜡烛加热使镍铬合金丝温度升高,导体温度改变,电阻增大,小灯泡电流减小,灯光变暗,导致阻值变化的主要因素是温度,故D正确。
故选:D。
3.小明继续优化设计,利用滑动变阻器改变灯泡亮度,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P 向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、滑动变阻器同时接上接线柱,接入电阻为0,无法调节电阻,灯泡亮度不变,故A错误。
B、采用“一上一下” 接线,滑片P向左滑动,接入电路电阻丝变长,电阻变大,电路电流减小,灯泡变暗,符合题意,故B正确。
C、滑片P向左滑动,接入电路电阻丝变短,电阻变小,电流变大,灯泡变亮,故C错误。
D、滑动变阻器同时接下接线柱,接入最大阻值,滑片移动阻值不变,亮度不变,故D错误。
故选:B。
4.小明想在电路中加入感光芯片,实现自动调节亮度,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】A、导体导电能力很强,不能用来制作感光芯片,故A错误。
B、绝缘体几乎不导电,无法制作感光芯片,故B错误。
C、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体,可制作感光芯片、集成电路,故C正确。
D、超导体电阻为零,不适宜制造感光芯片,故D错误。
故选:C。
角度01 电阻的决定因素的应用
1.取口香糖锡纸,剪成如图甲所示的形状,其中AB段和CD段等长。将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( )
A.通过AB段和CD段的电流不相等 B.正常情况下,AB段会先着火
C.AB段和CD 段的电压相等 D.AB段和CD 段的电阻相等
【答案】B
【解析】【解答】A.根据甲图可知,AB和CD段锡纸串联电路中,由于串联电路中的电流处处相等,所以通过AB和CD段的电流相等,故A错误;
BD.根据题意可知,在材料和长度相同时,AB段的横截面积小于CD段的横截面积,所以AB段的电阻大于CD段的电阻。根据Q=I2Rt可知,AB段产生的热量多,温度高,先着火,故B正确,D错误;
C.AB段的电阻大于CD段的电阻,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,AB段的电压大于CD段的电压,故C错误。
故选:B。
2.滑动变阻器常用镍铬合金丝作为电阻丝。对于一段长度固定的镍铬合金丝,忽略温度变化影响,下列说法不正确的是( )
A.通过它的电流与它两端的电压成正比
B.加在它两端的电压为0时,它的电阻也为0
C.加在它两端的电压改变时,它两端的电压与通过它的电流的比值始终不变
D.加在它两端的电压一定时,通过它的电流与它接入电路的电阻成反比
【答案】B
【解析】【解答】 A. 镍铬合金丝电阻不变,根据欧姆定律,通过它的电流与它两端的电压成正比,故 A 正确;
B. 电阻是导体本身的性质,电压为 0 时,导体电阻不变,不为 0,故 B 错误;
C. 电压与电流的比值等于电阻,电阻不变,比值始终不变,故 C 正确;
D. 电压一定时,根据欧姆定律,通过导体的电流与接入的电阻成反比,故 D 正确。
故选 B。
3.如图所示的铝芯电缆是一种常用的输电线。铝芯由多条铝线组成,外包一层绝缘皮。下列相关说法正确的是( )
A.减小输电线两端的电压可减小输电线的电阻
B.增加铝线的长度可减小输电线的电阻
C.绝缘皮可能是石墨制成的
D.若将铝芯换为超导材料,可大大减少输电过程中的电能损耗
【答案】D
【解析】【解答】A、电阻是导体本身的一种性质,电阻与导体两端电压、通过的电流无关。改变电压不会改变导线电阻。错误。
B、材料、横截面积不变时,导体长度越长,电阻越大。增加长度,电阻变大。错误。
C、石墨属于导体;绝缘皮需要绝缘体,石墨不能做绝缘皮。错误。
D、超导体电阻为零,根据Q=I2Rt,导线不会产生电热,输电线上电能损耗几乎为零。正确。
故答案为:D。
角度02 滑动变阻器的使用
1.(2026九上·张家界期末)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】A . 接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,图中滑动变阻器是左上右上是导线,电阻始终为0不符合要求,故A错误;
B . 根据题目信息,要求滑片向左滑动灯泡变暗即总电流变小总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连,图中滑动变阻器接入的是右下侧电阻丝接口,滑片P向左移动时接入电阻增大,电流减小,灯泡变亮,符合要求,故B正确;
C . 图中符合“一上一下”连,滑动变阻器P向左时接入的电阻丝变短,电阻变小电流增大,不符合要求,故C错误;
D . 图中滑动变阻器接入的是下下连,不符合“一上一下”原则,电阻始终是最大值,阻值无法改变,故D错误;
故选B;
2.(2021九上·集贤期末)如图所示,将两个滑动变阻器串联起来,将a端和b端接入电路中,要使两个滑动变阻器的总电阻最大,那么这两个变阻器的滑片的位置为( )
A.P1在最左端,P2在最右端 B.P1在最右端,P2在最左端
C.P1在最右端,P2在最右端 D.P1在最左端,P2在最左端
【答案】D
【解析】【解答】解:如图,将a端和b端接入电路中,要使滑动变阻器的阻值最大,则两个滑动变阻器的电阻线都应连入电路,故在最左端,在最左端,所以D选项符合题意.
故答案为:D
3.请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。(要求:电阻R与滑动变阻器串联,电压表测量电阻R两端电压,且滑片向右移动时,电路中电流变大)
【答案】
【解析】【解答】解:电压表测量定值电阻R两端电压,按照电路规则,电压表必须并联接在电阻R的两个接线柱上,将电阻一侧接线端子和电压表左端接线端子完成连线。题目条件为滑片向右滑动,电路电流增大,由欧姆定律可知,电路总电阻减小,代表滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,因此要选用滑动变阻器右下角的接线柱,连接至电阻R右端接线柱。最后把电源左端接线柱与开关右侧接线柱连通,完成实物电路连接。
角度03 各式各样的滑动变阻器
1.一节新干电池电压约为 V;如图甲所示,旋钮式电阻箱阻值读数为 Ω;如图乙所示,插入式电阻箱阻值读数为 Ω。
【答案】1.5;4 705;7
【解析】【解答】一节新的干电池,标准电压约为\(\boldsymbol{1.5\,\mathrm{V}}\),多节干电池串联时总电压等于每节电池电压相加。
旋钮式电阻箱读数方法:每个旋钮对应的数字乘下方倍率,之后全部相加。
1000档位指向4:4×1000Ω=4000Ω
100档位指向7:7×100Ω=700Ω
10档位指向0:0×10Ω=0Ω
1档位指向5:5×1Ω=5Ω
总阻值:4000Ω+700Ω+0Ω+5Ω=4705Ω。
插入式电阻箱原理:铜塞插进去,对应电阻丝被短路,该部分电阻不计;铜塞拔出来,对应电阻丝接入电路。
图乙拔出的铜塞对应的电阻是5Ω和2Ω,其余铜塞插入,电阻被短路。
总阻值:5Ω+2Ω=7Ω。
2.如图甲是一种可以调节音量的电位器结构示意图,滑杆e端相当于乙图滑动变阻器 端(选填“1”、“2”、“3”),将该电位器的铜片B和铜片C接入电路中,则滑杆e顺时针转动时,电位器接入电路的电阻 ,通过电位器的电流 ,从而调节音量。(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】3;变大;变小
【解析】【解答】电位器的滑杆 e 可以在弧形电阻上滑动,起到滑片的作用,对应乙图滑动变阻器的滑片端 3。
铜片 B、C 接入电路,滑杆 e 顺时针转动时,接入电路的弧形电阻丝长度增加,电位器接入电路的电阻变大。
电源电压不变,接入电阻变大,根据欧姆定律,电路中的电流变小。
故答案为:3;变大;变小;
【例1】(2026·广东中考)小明利用图所示的电路测量小灯泡的电阻.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端.滑动变阻器用于改变灯泡两端的 ,其接入电路的阻值变小,小灯泡的亮度变 。
【答案】B;电压;亮
【解析】【解答】闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端,即B端,以保护电路。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻,来改变灯泡两端的电压。
当滑动变阻器接入电路的阻值变小时,电路总电阻减小,电流增大,灯泡的实际功率增大,亮度变亮。
答案:B;电压;亮
【例2】(2026·济南中考)小明总结了远距离输电时减少输电线上电能损失的两种方法:一种是在输电功率一定时,通过增大输电电压从而 (选填“增大”或“减小”)输电线上的电流;另一种是在输电线材料和长度一定时,更换横截面积更大的输电线从而 (选填“增大”或“减小”)电阻。
【答案】增大;减小
【解析】【解答】输电功率保持一定,由公式P=UI可知,增大输电电压U,则输电线上的电流I就会减小,根据Q=I2Rt可知,电流减小减少导线上面产生的热量,降低电能损失;导体的电阻与横截面积有关,当输电线的材料、长度不变时,输电线横截面积越大,导线的电阻越小。更换横截面积更大的输电线从而减小电阻。
【例3】(2026·山东中考)某款智能眼镜所搭载的光学模块能将导航信息直接投射在用户视野中,语音导航时,通过手指按在镜腿上移动可调节音量,如图所示。起调节作用的“镜腿”相当于电路中的( )
A.电源 B.开关 C.导线 D.滑动变阻器
【答案】D
【解析】【解答】镜腿内部通常集成了触摸传感器(如电容式触控条),当手指在镜腿上滑动时,相当于改变了滑动变阻器的接入电阻,从而调节电路中的电流大小,实现音量的调节。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【例4】(2026·泸州)在实践作业中,小郭拟用如图所示的器材制作一个亮度可调的台灯。要求将左边的电位器连入右边的电路、顺时针旋转滑片时灯泡变亮。忽略灯泡电阻变化,下列说法正确的是
A.电位器应与灯泡并联
B.电位器应连接O、Q接线柱
C.闭合开关S前,滑片应旋至Q 处
D.滑片从Q移到P的过程中,电源总功率变小
【答案】D
【解析】【解答】A、电位器为了调节灯泡亮度,需要与灯泡:串联,而不是并联,故A错误;
B、若只将O、Q接入电路,顺时针转动旋钮时,接入电路中的电阻变大,电流变小,灯泡变暗,故B错误;
C、闭合开关前,滑片应置于阻值最大处以防电流过大。图中P端对应最大阻值,非Q端,故C错误;
D、滑片从Q移到P为顺时针转动,电阻增大,总功率变小,故D正确。
故答案为:D
【例5】(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。
【例6】(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。
【例7】(2026·成都)小聪设计了如图所示的电路,在G、H间接入滑动变阻器,闭合开关S,滑片P向右移动时,电流表示数变大。以下四种接入方式中,符合要求的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【解答】由图可知,在G、H间接入滑动变阻器后,定值电阻R和滑动变阻器串联,电源电压不变,根据欧姆定律,电流表示数变大说明电路总电阻变小,即滑动变阻器接入电路的阻值需要随滑片右移变小,滑动变阻器按“一上一下”连接,所以滑动变阻器接右下接线柱和任意一个上接线柱。
故选:C。
【例8】(2026·青海)某同学在灯下看书时光线刺眼,因此他想制作一盏简易调光台灯。于是他选用了2节干电池、标有“2.5V”字样的小灯泡、若干导线、不同材料的电阻丝设计如图甲所示的模拟电路。
(1)根据如表信息,应选用 作为调光变阻器,实现更明显调光。
电阻丝
长度/m
横截面积/mm2
电阻/Ω
镍铬合金丝
1.0
0.2
5
铁丝
1.0
0.2
0.5
(2)在图甲中,固定夹子A,移动夹子B,通过改变接入电路中电阻丝的 ,改变了电路中的电阻,从而改变小灯泡两端的 ,由此改变了小灯泡的 (选填“额定功率”或“实际功率”),达到调光的目的。若使小灯泡变暗,应将夹子B向 (选填“左”或“右”)滑动。
(3)当给图甲中小灯泡串联一个电流表,并联一个电压表,缓慢移动夹子B,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留两位小数)。
【答案】(1)镍铬合金丝
(2)长度;电压;实际功率;右
(3)0.3;8.33
【解析】【解答】(1)为了能更好地改变电路中的电阻,应选用电阻较大的材料,根据表格数据,在长度和横截面积相同的情况下,镍铬合金丝的阻值远大于铜丝的阻值,所以应选用镍铬合金丝作为调光变阻器。
(2)固定夹子 A、移动夹子 B 时,是改变接入电路中电阻丝的长度,以此改变电路总电阻;根据欧姆定律,电路电流会变化,进而改变小灯泡两端的电压;小灯泡的亮度由实际功率决定,额定功率是灯泡本身固定的参数,所以改变的是小灯泡的实际功率,实现调光。若要小灯泡变暗,需要减小电路电流,就要增大接入电路的电阻丝长度,应将夹子B向右滑动(接入的电阻丝变长,电阻变大,电流变小,实际功率变小,灯光变暗)。
(3)由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;标有“2.5V”字样的小灯泡,小灯泡正常发光时两端电压为2.5V,由I可得,此时小灯泡的电阻为:R8.33Ω。
⚡基础速刷
1.以下科学家中,以其名字命名为电阻单位的是( )
A.安培 B.欧姆 C.瓦特 D.焦耳
【答案】B
【解析】【解答】A、安培,是电流的单位,故A错误。
B、欧姆,是电阻的单位,故B正确。
C、瓦特,是电功率的单位,故C错误。
D、焦耳,是功、热量、能量的单位,故D错误。
故答案为:B。
2.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.铜导线比铁导线的导电性能好,说明电阻与导体的材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
【答案】C
【解析】【解答】 电阻是导体本身的一种固有属性,任何导体都会对电流产生一定程度的阻碍,其阻值大小只取决于导体自身的材料、长度、横截面积以及温度,和导体两端施加的电压、流过导体的电流大小没有关系。
A、导体容易导电,只代表导体的电阻较小,并非对电流完全没有阻碍作用,故A错误。
B、电阻的物理含义就是导体对电流的阻碍作用,导体电阻越大,对电流产生的阻碍作用也就越强,故B错误。
C、铜导线与铁导线相比,在长度、横截面积相同的条件下铜的导电性能更好,由此能够看出导体电阻大小和制作导体的材料有关,故C正确。
D、导体电阻是导体本身自带的属性,并不会随着导体两端电压、通过电流的变化而发生改变,故D错误。
3.如图所示,小福制作了一个简易调光台灯,可通过调节两个夹子在铅笔芯上的位置改变小灯泡的亮度。下列说法正确的是( )
A.断开开关后,铅笔芯的电阻变为零
B.闭合开关后,夹子在铅笔芯上相距更近时,灯泡更亮
C.用塑料吸管替代铅笔芯,同样可以调节小灯泡的亮度
D.夹子在铅笔芯上不同位置时,小灯泡的亮度不同,额定功率也不同
【答案】B
【解析】【解答】A.电阻是导体自身固有的性质,不会因为电路通断就消失,断开开关后,铅笔芯仍然具有电阻,电阻不为零,因此A错误;
B.铅笔芯属于导体,当两个夹子距离更近时,接入电路的铅笔芯长度变短,接入电阻变小,电路中的电流会随之变大,灯泡的亮度也就更亮,因此B正确;
C.塑料吸管属于绝缘体,不能够导电,把铅笔芯换成塑料吸管后电路无法导通,也就不能起到调节灯泡亮度的作用,因此C错误;
D.小灯泡的额定功率是小灯泡本身固定不变的属性,是额定电压下的功率,不会随着实际亮度的改变而发生变化,因此D错误。
4.小明选取一根粗细均匀的铅笔芯,连接成图示电路,把左端夹子固定,移动右端夹子,观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中,影响导体电阻大小的因素是( )
A.长度 B.横截面积 C.电流 D.电压
【答案】A
【解析】【解答】铅笔芯粗细均匀,左端夹子固定,移动右端夹子,接入电路中铅笔芯的长度改变;材料、横截面积、温度均保持不变。接入长度变化,铅笔芯电阻随之改变,电路中电流改变,小灯泡亮度发生变化。所以本实验探究的是长度对导体电阻大小的影响,答案选A。B横截面积:铅笔芯粗细不变,横截面积没有改变;C电流、D电压:电流、电压是电阻改变之后带来的结果,不是影响电阻大小的因素,电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关。
故答案为:A。
5.铅笔芯的型号主要根据石墨和黏土的比例来划分,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,它们长度相同,图中标注了各自的直径和型号,其中电阻最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】A
【解析】【解答】A、甲:长度和其他笔芯相同,直径最小,横截面积最小;B 数字最小,石墨含量最低,导电性能最差,材料电阻更大,所以甲电阻最大,故 A 正确;
B、乙:直径大于甲,横截面积更大,石墨含量比甲高,电阻小于甲,故 B 错误;
C、丙:直径更大,石墨含量更高,导电更好,电阻更小,故 C 错误;
D、丁:直径最大,石墨含量最高,导电性能最好,电阻最小,故 D 错误;
故答案为:A。
6.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。
7.将两段电阻丝A和B先后接入同一电路中,通过电阻丝A的电流较大,通过电阻丝B的电流较小,则电阻丝 的电阻较大。已知电阻丝A的电阻为65 Ω,65Ω= kΩ= MΩ。
【答案】B;6.5×10-2;6.5×10-5
【解析】【解答】 同一电路,电源电压 U 不变,根据欧姆定律 U=IR,电压一定时,电流与电阻成反比。电流越小,电阻越大。 所以B的电阻较大。 1kΩ = 1000Ω,1MΩ = 106Ω, 65Ω = 6.5×10-2 kΩ =6.5×10-5 MΩ .
8.高压输电线上电流较大,为减少输电过程中的电能损耗,根据焦耳定律,输电线的电阻应尽可能小,这就要求制作输电线的材料具有良好的 (填“导电”或“绝缘”)性能。高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置,这是通过增大导体的 从而减小导体的电阻。
【答案】导电;横截面积
【解析】【解答】输电线路工作时会产生电能损耗,选用导电性能优异的材料制作输电线,能够减小导线自身电阻,降低电能损耗。
当导线的材质、长度保持不变时,横截面积越大,电阻越小。四线并联的方式,实质是增大了导体的横截面积,以此达到减小电阻的目的。
故答案为:导电;横截面积。
9.如图所示是一排新能源汽车充电桩,各充电桩之间的连接方式是 。充电桩有快充与慢充,快充的充电电缆更粗,其电阻更 ,从而使相同时间内,电流通过电缆时产生的热量更小。
【答案】并联;小
【解析】【解答】 (1)各充电桩之间采用并联的方式,能够独立工作,互不干扰,便于维修和使用。
(2)快充充电的电缆粗,横截面积大,材料和长度一定,快充的充电电缆电阻小,根据Q=I2Rt可知,使相同时间内,电流通过电缆时产生的热量更小。
故答案为:并联;小。
10.如图所示,多芯线是生产、生活中常用的导线,由多根细导线制成。多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)每根细导线的电阻,因为多芯线中各根细导线之间的连接方式是 。
【答案】小于;并联
【解析】【解答】多芯线里面每根细导线两端都接在一起,属于并联。
导体并联时,相当于增大了导体的横截面积。在材料、长度不变时,横截面积越大,电阻越小。所以多芯线整体电阻小于每一根细导线的电阻。
故答案为:小于;并联。
11.如图所示,电阻箱的示数为 Ω。
【答案】2035
【解析】【解答】×1000挡位指向数字2,对应电阻:2×1000Ω=2000Ω;
×100挡位指向数字0,对应电阻:0×100Ω=0Ω;
×10挡位指向数字3,对应电阻:3×10Ω=30Ω;
×1挡位指向数字5,对应电阻:5×1Ω=5Ω;
将所有挡位电阻相加:R=2000Ω+0Ω+30Ω+5Ω=2035Ω。
故答案为:2035。
12.图甲为小明自制的一个模拟调光台灯,电位器是调节其亮度的装置;图乙为电位器的内部结构示意图,A、B、C是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。此时灯泡和电位器之间是 (选填“串”或“并”)联。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将 (选填“A、B”“B、C”或“A、C”)接线柱接入电路。
【答案】串;B、C
【解析】【解答】电位器调节灯泡亮度,需要改变电路中电流大小,因此电位器要和灯泡串联。并联时电位器无法改变灯泡支路电流,不能调光。
灯泡变亮,说明电路电流变大,电位器接入电路的电阻变小。顺时针旋转旋钮,B、C 之间电阻丝长度变短,电阻减小,电流变大,灯泡变亮;若接 A、B,顺时针转动时电阻变大,灯变暗;接 A、C,接入全部电阻丝,电阻不变,亮度不变。
13.(新编)如图甲所示为某可调节亮度的台灯。图乙为其用于调光的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡的亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变灯泡亮度的;若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡的亮度将 。
【答案】长度;变亮
【解析】【解答】滑动变阻器调节电阻的工作原理,就是依靠改变接入电路当中电阻丝的长度,从而改变接入电路的阻值大小。所以电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度。 若只将b、c两个接线柱接入电路,那么滑片到c点之间的这段电阻丝就接入电路。当顺时针转动旋钮时,滑片向着接线柱c的方向移动,接入电路当中的电阻丝长度变短,电位器接入电路的电阻减小。在电源电压保持不变的条件下,由欧姆定律可以得知,电路当中的电流将会变大,流过小灯泡的电流增大,灯泡的实际功率变大,因此灯泡的亮度将变亮。
故答案为:长度;变亮。
14.图是台灯中用于调节灯泡亮度的电位器的内部结构示意图,a、b、c是电位器上的三个接线柱,旋钮可带动滑片转动。该电位器通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的大小,它应与灯泡 联;若想要顺时针转动旋钮时灯泡变亮,则需将 (选填“a和b”“b和c”或“a和c”)两个接线柱接入电路。
【答案】长短;串联;bc
【解析】【解答】 电位器本质是滑动变阻器,依靠改变接入电路电阻丝的长短改变电阻;调节灯泡亮度时,电位器要与灯泡串联;顺时针转动旋钮灯泡变亮,说明接入电阻变小,接入电阻丝变短,应接 b 和 c 接线柱。
15.电阻箱也是一种变阻器,如图所示,该旋转式电阻箱的分度值为 Ω,电阻可调范围为 Ω,此时的示数为 Ω。
【答案】1;0~9999;
【解析】【解答】电阻箱 ×1 旋钮对应分度值为;四个旋钮最大均调至 9,最大阻值,可调范围。
档位指向8,挡位指向5,挡位指向2,挡位指向4。
示数:。
故答案为:1;;;
16.某调光灯的简化电路如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,为使小灯泡变得更亮,应沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向移动滑片P;工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片P,小灯泡一直很亮且亮度不变,则电路中发生的故障可能是电位器 。
【答案】顺时针;短路
【解析】【解答】小灯泡变得更亮,说明电路电流变大,电位器接入电路电阻需要变小,由图可知滑片 P 沿顺时针转动时接入电阻减小
灯泡一直很亮、亮度不可调节,电路总电阻很小,无论怎么移动滑片电阻都不改变,故障为电位器发生短路
故答案为:顺时针;短路;
17.如图甲所示的是电位器(一种滑动变阻器)的结构示意图,图中A、B、C为三个接线柱。滑杆e相当于图乙中的 (选填“接线端1”“接线端2”“接线端3”或“滑片 P”);若将 BC接入电路中,滑杆e顺时针转动时,电位器接入电路的电阻变 。
【答案】滑片P;大
【解析】【解答】使用图甲的电位器时,必须将B接线柱接入电路,A、C任意接线柱接入电路即可,使用时移动滑杆e可改变接入电路的电阻丝的长度,从而改变接入电路的电阻值,可知滑杆e相当于图乙中的滑片P;
若将 BC接入电路中,滑杆e顺时针转动时,电位器接入电路的电阻丝的长度变长,电阻变大。
18.我国新能源汽车技术先进、节能环保,已走进千家万户。小明家购买了一辆新能源汽车,准备在自家车库安装一个7kW家用充电桩以方便使用。经过测量,从专用电表到他家车库位置,需要加装近100m长的符合安全要求的三芯线缆(如图所示)。经过调研,小明收集到当地市场上铜、铝两种材质三芯线缆的相关数据,如下表。根据相关规定,线缆的最大承载功率应大于充电桩额定功率,允许足够电流通过且产生热量较少;在车位处还应将线缆穿过配置的PVC管(最粗允许线缆穿过),方便固定于墙面。请你帮小明分析:
序号
材质
三芯线缆规格(3×单芯横截面积,/)
单位长度的电阻/Ω
最大承载功率/kW
1
铝
0.47
5.5
2
铝
0.28
7
3
铝
0.18
10
4
铜
0.26
8
5
铜
0.15
11
6
铜
0.1
14
(1)铜、铝两种材质相比, 的导电性能更好。
(2)根据相关条件,小明家可以选用表格中序号为 、 的线缆。
(3)其他条件一定时,不同材质线缆的最大承载功率不同。线缆的最大承载功率还与哪些因素有关?请你提出一个可探究的科学问题: 。
【答案】(1)铜
(2)4;5
(3)探究最大承载功率与导线横截面积关系
【解析】【解答】(1)导电性能的好坏可以通过比较电阻的大小来判断,在长度和横截面积相同的情况下,电阻越小,导电性能越好。根据表格数据,比较相同规格的铜线和铝线,由表可知,对于的线缆,铜的电阻为 ,铝的电阻为。对于的线缆,铜的电阻为 ,铝的电阻为。在横截面积相同的情况下,铜的电阻均小于铝的电阻,因此铜的导电性能更好。
故答案为:铜
(2)根据题意,1号(铝)和2号(铝,)的最大承载功率分别为 和,不满足“大于”的要求。3(铝, )和6(铜,)的横截面积超过了PVC管允许的 ,不符合尺寸要求。只有4(铜,)和5(铜,),满足要求。
故答案为:4;5
(3)从表格中可以看出,除了材质,另一个变化的物理量是“三芯线缆规格”,即导线的横截面积。可以观察到,对于同一种材质(如铝),横截面积越大(从到),最大承载功率也越大(从到 )。因此,可以提出探究最大承载功率与导线横截面积关系。
故答案为:探究最大承载功率与导线横截面积关系
19.如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向a端移动滑片P,小灯泡变暗。
【答案】(1)【解析】【解答】(1)根据题意可知,电压表测量小灯泡两端电压,所以电压表与小灯泡并联,因此将电压表的“-”接线柱与灯泡的左接线柱相连。闭合开关S,向a端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变暗,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故将b接线柱与灯泡的右接线柱相连,如下图所示:
20.请用笔画线代替导线完成电路的连接。要求:①闭合开关S后,小灯泡L才能发光;②向右移动滑动变阻器(20Ω 0.5 A)的滑片P,小灯泡L亮度不变,电流表的示数变大。
【答案】
【解析】【解答】连接思路:小灯泡亮度不变,说明灯泡两端电压不变,灯泡与滑动变阻器并联;开关 S 控制整个电路,接在干路。向右移动滑片 P,电流表示数变大,说明电流表测滑动变阻器支路电流,滑片右移,变阻器接入电阻变小。 滑动变阻器接线:接右下接线柱与上面任意一个接线柱。 接线步骤:电源正极→开关 S,开关出来分成两条支路;支路 1:小灯泡 L,直接回到电源负极;支路 2:电流表、滑动变阻器(一上一下,右下接线柱)串联,回到电源负极;开关在干路,闭合开关,灯才发光;并联后灯泡亮度不受滑动变阻器影响;滑片右移,滑动变阻器接入电阻减小,该支路电流变大,电流表示数变大。
🚀能力跃升
1.如图所示,甲实验说明绝缘体在一定条件下会变成 ;乙实验说明钨丝的温度越高,电阻越 ;丙实验说明铅笔芯的温度越高,电阻越 。由此可以得出结论: 能够影响物质的导电性能。
【答案】导体;大;小;温度
【解析】【解答】(1) 甲图中玻璃珠常温属于绝缘体,加热到红炽状态后小灯泡发光,说明电路导通,绝缘体在一定条件下可以变成导体。
故答案为:导体;
(2) 乙实验加热钨丝,小灯泡逐渐变暗,电路电流变小,电源电压不变,由公式可知钨丝电阻变大,说明钨丝的温度越高,电阻越大。
故答案为:大;
(3) 丙实验加热铅笔芯,小灯泡逐渐变亮,电路电流变大,电源电压不变,由公式可知铅笔芯电阻变小,说明铅笔芯的温度越高,电阻越小。
故答案为:小;
(4) 三组实验都改变物体温度,观察导电能力变化,由此得出结论:温度能够影响物质的导电性能。
故答案为:温度;
2.如图所示的电路中,将开关S闭合,灯和灯均发光,则下列说法中正确的是( )
A.两个灯泡的电阻一定相等
B.两灯亮度一定相同
C.通过灯和灯的电流一定相等
D.灯和灯两端的电压一定相等
【答案】D
【解析】【解答】A.根据图片可知,灯泡L1和L2并联。只知道两个灯泡发光,不能比较它们的电阻大小,故A错误;
B.只知道两个灯泡发光,无法比较它们的亮度大小,故B错误;
CD.根据并联电路两端电压相等的规律可知,灯L1和灯L2两端的电压一定相等,因为不知道两个灯泡的电阻大小关系,所以无法比较二者电流大小,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.将电阻丝缠绕在绝缘棒上就可制成定值电阻。如图所示,电阻分别为R1、R2的两定值电阻分别由甲、乙两根电阻丝缠绕而成,这两根电阻丝的材料相同,但电阻丝甲的长度更长、横截面积更小,则 ( )
A.电阻R1更大
B.电阻R2更大
C.电阻. 相等
D.无法判断电阻R1、R2的大小关系
【答案】A
【解析】【解答】A、材料相同时,甲电阻丝长度更长、横截面积更小,两个因素都会使电阻变大,因此更大,故 A 正确;
B、乙电阻丝更短、横截面积更大,电阻更小,更小,故 B 错误;
C、两根电阻丝长度、横截面积均不一样,电阻不相等,故 C 错误;
D、已知材料、长度、横截面积条件,可以比较电阻大小,故 D 错误;
故答案为:A;
4.图为部分金属导电性能的排序,从下至上,金属的导电性能依次增强。下列说法正确的是( )
A.银线的电阻一定小于铜线的电阻
B.温度、长度和粗细均相同时,铝线的电阻比铁线的大
C.温度、粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大
D.对铜线加热,其电阻不变
【答案】C
【解析】【解答】 A:电阻大小由材料、长度、横截面积、温度共同决定,只知道材料是银和铜,不知道长度、横截面积,无法比较电阻大小,故 A 错误;
B:由图可知,铝导电性能比铁强,温度、长度和粗细均相同时,铝线电阻比铁线小,故 B 错误;
C:导体材料、温度、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。温度、粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大,故 C 正确;
D:金属导体的电阻随温度升高而变大,对铜线加热,温度升高,电阻变大,故 D 错误;
故选 C。
5.在农村电网巩固提升工程中,用较粗的铜质输电线替换原有较细的铝质输电线,目的是 ( )
A.增大输电线电阻 B.减小输电线电阻
C.使输电线更美观 D.降低输电线造价
【答案】B
【解析】【解答】 A、铜的导电性能优于铝,同时导线变粗,横截面积增大,电阻会减小,不是增大,故 A 错误;
B、铜的电阻率更小,导线较粗,横截面积大,能够减小输电线的电阻,减少输电线上的电能损耗,故 B 正确;
C、更换导线的目的是改善输电性能,和美观无关,故 C 错误;
D、铜材料价格高于铝,该操作会提高造价,故 D 错误;
故答案为:B;
6.偷工减料的电线比较细,容易发热,如果被应用到工程项目中,安全隐患和危害性不言而喻。偷工减料的电线与相同长度的国标电线相比,其电阻( )
A.相同 B.偏小 C.偏大 D.无法判断
【答案】C
【解析】【解答】 A、材料、长度相同时,导线横截面积越小电阻越大,两根电线电阻不相同,故 A 错误; B、电线变细,横截面积变小,电阻会变大,不是偏小,故 B 错误;
C、材料、长度相同,电线越细,横截面积越小,电阻偏大,故 C 正确;
D、根据影响电阻大小的因素可以做出判断,故 D 错误;
故答案为:C;
7.电位器实质上是一种变阻器,如图所示是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向C端旋转时,连入电路的电阻( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
【答案】A
【解析】【解答】滑动变阻器的A、B两个接线柱接入电路,此时接入电路的是滑片到A点之间的电阻片。当滑片向C端转动时,接入电路的电阻片长度变长,因此滑动变阻器接入电路的电阻变大,因此A符合题意,B、C、D不符合题意。
故选A。
8..图是四段材料相同且粗细均匀的电阻丝,其中电阻最大的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】【解答】 A、①:材料相同,长度 l,横截面积 4S,横截面积大、长度短,电阻小,故 A 错误;
B、②:材料相同,长度 2l,横截面积 4S,横截面积大,电阻较小,故 B 错误;
C、③:材料相同,长度 2l,横截面积 S,长度最长,横截面积最小,电阻最大,故 C 正确;
D、④:材料相同,长度 l,横截面积 S,长度比③短,电阻比③小,故 D 错误;
故选 C。
9.小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,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,表示接入的合金丝的电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻的大小和导体横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻的大小和导体横截面积、导体长度的关系
D.为了准确比较两根合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表
【答案】C
【解析】【解答】A、电源电压不变,小灯泡越亮,电路中电流越大,说明接入合金丝电阻越小,故错误。
B、实验装置中,夹子可以在同一根电阻丝上移动,改变接入长度;也可以分别接入a、b,改变横截面积。不只探究横截面积,故错误。
C、接入a、b可探究电阻与横截面积的关系;固定一根合金丝,移动夹子改变接入长度,可探究电阻与长度的关系,故正确。
D、电压表内阻很大,串联在电路中电路近似断路,不能用来比较电阻大小;应该串联电流表,故错误。
故答案为:C。
10.从图中的长方形金属薄板abcd中剪出一块,下列哪种剪法得到的金属板条电阻最大 ( )
A.剪出abfe B.剪出efcd
C.剪出阴影部分的细金属条 D.保留整块金属板
【答案】C
【解析】【解答】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度,对同一块金属板要想电阻最大,只需要使得金属板条最长、最细就可以,根据题目所提供的四种方法进行比较发现C的剪裁方法可以使得金属板条最长最细,电阻最大,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
🌟思维挑战
1.某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验时,设计了如图所示的实验装置,实验中分别将 A、B、C、D 四根导体接入电路,四根导体的材料和规格如表所示。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表的示数/A
A
1.0
0.4
锰铜合金
1.4
B
0.5
0.4
锰铜合金
2.7
C
1.0
0.6
锰铜合金
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
(2)为比较A、B、C、D 四根导体电阻的大小,可通过观察 来判断。
(3)要探究导体电阻的大小与长度的关系,应选用 两根导体进行实验。
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验,可得出:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越 。
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,请你根据该实验结论,帮老师想出一种方法: (写出一种合理方法即可)。
【答案】(1)
(2)电流表的示数(3)A、B(4)小(5)在电阻丝的材料和横截面积不变时,换用较短的电阻丝
【解析】【解答】 (1)在该实验中,导体电阻的大小是通过电流的大小(电流表的示数)来体现的;
(2)探究导体电阻大小与长度的关系时,需要让导体的材料和横截面积都相同,而长度不同,所以需要选择A、B两根导体进行实验;分析实验数据可知,当导体的横截面积和材料相同时,长度越小,电流越大,说明电阻越小;
(3)由表中信息可知,A、C两根导体的材料和长度都相同,而横截面积不同,且横截面积越大,电流越大,说明电阻越小,故可得出结论:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小;
(4)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,在电阻丝材料和横截面积不变时,可以减小电阻丝的长度来减小电阻(即换用较短的电阻丝)。
故答案为:(1)电流表示数;(2)A、B;(3)小;(4)在电阻丝的材料和横截面积不变时,换用较短的电阻丝。
2.小林在台灯下看书时,感觉灯光太亮,于是他想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。
(1)小林利用铅笔芯和鳄鱼夹连接了如图1所示的电路,连接电路时开关应处于 状态,电路连线有一处明显错误是 ;改正后,闭合开关,调节鳄鱼夹M、N之间的距离,发现灯泡亮度和电流表示数都会发生变化,这一现象说明导体的电阻与其 有关。
(2)由于铅笔芯易断,小林在实验室找了如图2所示的电位器来替代铅笔芯,其内部结构如图3所示。小林查找到下表中的信息,为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能,电位器内的电阻丝应选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)更合适。
电阻丝
长度/m
横截面积
阻值/Ω
铜丝
0.5
0.02
0.5
镍铬合金丝
0.5
0.02
50
(3)小林连接的部分电路如图4所示,为了保证顺时针转动电位器的旋钮时灯泡变亮,应该选择 (选填“a、b”“b、c”“a、c”)两个接线柱接入电路。按此接法,在电位器接入电路的阻值最大时,灯泡仍发光,于是他设想在电阻片某一端加上一层绝缘层,通过转动旋钮,可使灯泡从亮到暗直至熄灭,则绝缘层应靠近图中 (选填“a”或“c”)端。
(4)同班的小明同学设计了如图5所示的电路,也能改变灯泡的亮度,与图4电路对比,其缺点是 。
【答案】(1)断开;电流表的正负接线柱接反了;长度(2)镍铬合金丝
(3)b、c;a(4)不能连续调节灯泡亮度
【解析】【解答】(1)在连接电路的过程中,为避免电路接通后元件电流过大损坏器材,起到保护电路的作用,开关必须保持断开状态;
电流表接入电路时,需要满足电流从正接线柱流入、从负接线柱流出的规则,题图中电流表的接线不满足该要求,故障是电流表的正负接线柱接反了;
当改变金属夹M、N的间距时,接入电路的导体长度发生改变,导体的电阻随之改变,进一步观察到灯泡亮度、电路电流都发生变化,由此可以得出结论:导体的电阻与导体的长度有关。
(2)在长度和横截面积都相同的条件下,镍铬合金丝的电阻比铜丝大得多,实验中改变接入长度时电阻变化更显著,能够更明显地改变电路中的电流大小,更方便实现调节灯泡亮度的实验目的,因此应当选择镍铬合金丝。
(3)顺时针转动旋钮时灯泡变亮,说明此时电位器接入电路的电阻需要减小;若将电位器的b、c接线柱接入电路,顺时针转动滑片后,接入电路的电阻丝长度变短,接入电阻变小,电路电流变大,符合题目描述的现象;
如果要求转动旋钮时,灯泡能够从亮逐渐变暗,最终完全熄灭,需要滑片转动到电阻最大的位置时让电路断开;当b、c接线柱接入电路时,电阻最大的位置对应滑片靠近a端,因此需要将绝缘层设置在a端。
(4)题图5的电路只能通过通断不同的开关,切换得到几个固定的接入电阻,无法连续改变接入电路的电阻大小,因此这个设计的缺点是不能连续调节灯泡的亮度。
3.在“探究导体电阻的大小与什么因素有关”实验中,同学们交流后提出下列猜想:
猜想一:导体电阻的大小可能与导体的长度有关;
猜想二:导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体电阻的大小可能与导体的材料有关。
如图所示,小雪所在的实验小组依次将①、②、③、④四根电阻丝接入M、N之间,得到的实验现象和数据如下表所示。
电阻丝编号
材料
长度
横截面积
灯泡亮度
电流表示数/A
①
镍铬合金
L
S
正常
0.22
②
镍铬合金
2L
S
较暗
0.20
③
镍铬合金
L
2S
较亮
0.24
④
锰铜合金
L
S
很亮
0.28
(1)实验中,小雪通过观察 来比较电阻丝电阻的大小会更准确,此处用到的研究方法是 法。
(2)小雪对比了电阻丝①和②接入M、N之间时的数据,发现接入电阻丝①时,电流表的示数较大,说明电阻丝①对电流的阻碍作用较 (选填“大”或“小”),即电阻丝①的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)电阻丝②的电阻,由此可得出结论:当导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越 ,电阻越大。
(3)为了验证猜想二,小雪应对比电阻丝①和 接入M、N之间时的数据,对比后可得出结论: 。
(4)为了验证猜想三,小雪应对比电阻丝 和 接入M、N之间时的数据。
(5)同组的小红猜想导体电阻的大小还可能与温度有关,为了验证此猜想,同学们设计了图 所示的电路。闭合开关后,用酒精灯加热合金丝,发现灯泡亮度变暗,说明合金丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”或“减小”),小红的猜想得到验证。
【答案】(1)电流表大小;转换
(2)小;小于;长
(3)③;当导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小
(4)①;④
(5)增大
【解析】【解答】(1)实验中,电阻的大小无法直接观察,电源电压不变时,电阻越大电流越小。对比电流表示数,比灯泡亮度判断更准确;将电阻大小转换为电流大小,这种方法叫转换法。
(2) 电阻丝①和②材料、横截面积相同,①长度更短。接入①时电流大,代表对电流阻碍作用小,电阻更小。可得结论:当导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。
(3) 验证猜想二(电阻与横截面积关系),要控制材料、长度相同,改变横截面积,选①和③。①横截面积 S,③横截面积 2S,③电流更大,电阻更小。
(4)验证猜想三(电阻与材料关系),控制长度、横截面积相同,材料不同。①是镍铬合金,④是锰铜合金,长度 L、横截面积 S 一致。
(5) 加热合金丝,灯泡变暗,说明电路电流变小,电源电压不变,电路总电阻变大,灯泡电阻变化很小,说明合金丝电阻随温度升高而增大。
4.在“调节滑动变阻器改变灯泡亮度”的实验中,同学们连接了图所示的电路。
(1)请在虚线框内画出相应的电路图 。
(2)正确操作后,在进行实验的过程中,要使灯泡的亮度变亮,应将滑动变阻器的滑片 P 向 (选填“A”或“B”)端移动,此过程中电流表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明、小军和小安在进行实验时,所用元器件都无故障,但出现了如下异常现象,请分析可能的原因。
①小明连接电路时,当接完最后一根导线后,灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭,实验操作中的两个不当之处(已知滑动变阻器连接正确): 。
②小军进行实验时,发现灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑片,灯泡的亮度都不变,原因可能是 。
③小安闭合开关后,发现灯泡发光较亮,且无论怎样移动滑片,灯泡的亮度都不变,原因可能是 。
【答案】(1)
(2)A;变大
(3)连接电路时没有断开开关,没有将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大;将滑动变阻器的两个下接线柱接入了电路;将滑动变阻器的两个上接线柱接入了电路
【解析】【解答】(1) 实物图中电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联,画出对应的串联电路图。如图所示:;
故答案为:;
(2) 灯泡变亮,电路电流需要变大,滑动变阻器接入电阻要变小,滑片P向端移动;电路总电阻减小,电源电压不变,电流表示数变大。
故答案为:;变大;
(3)①接完最后一根导线灯泡立刻发光、随后熄灭,两处不当操作:连接电路时开关没有断开,闭合开关前滑动变阻器滑片没有调到最大阻值处。
②灯泡发光较暗,移动滑片亮度不变,说明滑动变阻器接入全部电阻丝,原因是滑动变阻器接下面两个接线柱。③灯泡发光较亮,移动滑片亮度不变,滑动变阻器接入电阻几乎为零,原因是滑动变阻器接上面两个接线柱。
故答案为:连接电路时没有断开开关,没有将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大;将滑动变阻器的两个下接线柱接入了电路;将滑动变阻器的两个上接线柱接入了电路;
2 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。