内容正文:
第三节 电阻
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知识点1 电阻
1.描述导体对电流的阻碍作用大小的物理量是_________,这个物理量的国际制单位是以物理学家_________的名字命名的。
2.在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.伏特(V) B.库仑(C)
C.安培(A) D.欧姆(Ω)
3.关于电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻大小只跟材料有关
B.导体容易导电,是因为它们没有电阻
C.铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小
D.将一根铝导线均匀拉长后,其电阻变大
知识点2 影响电阻大小的因素
4.用如图所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,甲、乙的横截面积和材料相同,下列说法错误的是( )
A.若电路电流变化较大时,可以用小灯泡代替电流表
B.将两根合金丝分别接入电路,接入乙时电流表示数较小
C.该电路探究的是导体的电阻大小与导体长度的关系
D.根据图中的实验可以得出结论:导体电阻的大小与导体的材料有关
5.白炽灯长期使用后,钨丝会变细,这是一种升华现象,变细后的钨丝与原来相比电阻____________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
6.小明想改用铅笔芯来调节台灯亮度,他发现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,导电性越强。下列四种长度相同的铅笔芯串联在电路中,各自的直径和型号如图所示,其中电阻最小的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
7.如图所示为常用的铝芯导线,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.从内芯中抽出几条铝线
8.部分金属在通常条件下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,铝线比铁线的电阻大
9.如图所示,用纯铜制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱体,甲比乙的横截面积小,将它们焊接在一起接入电路中,通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲导体中的电流大于乙导体
B.甲导体的电阻大于乙导体
C.甲导体中的电流小于乙导体
D.甲导体的电阻小于乙导体
10.小明在探究“导体的电阻与哪些因素有关”时产生了疑惑,实验为什么选择不常见的镍铬合金丝作为研究的导体,而不选用常见的铜丝?难道选用铜丝会不利于探究?小明决定进行实验验证,实验装置如图所示,实验数据如下表所示。
导体
铜丝
镍铬合金丝
长度/cm
100
80
50
100
80
50
100
直径/mm
0.5
0.5
0.5
0.7
0.5
0.5
0.7
灯泡亮度
很亮
很亮
很亮
很亮
较亮
亮
亮
(1)实验中,选择带鳄鱼夹的导线,主要是为了便于改变____________。
(2)小明想探究镍铬合金丝的电阻与横截面积的关系,应该补充一根长度为100cm,直径为________mm的镍铬合金丝进行实验。
(3)实验时,小明发现灯泡的亮度变化不明显,为了更好地反映电阻的变化,应该在实验电路中再接入一个________表。
知识点3 半导体和超导现象
11.下列不能用超导体材料制作的是( )
A.输电线 B.电动机线圈
C.电热丝 D.发电机线圈
12.石墨烯作为一种新型的特殊材料,有很多特殊的性质。科学家研究发现,它在室温下传递电子的速度快,电子很容易通过它被传输,可见,这种材料具有电阻________(填“较大”或“较小”)的特点。
【实践探究】13.如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,说明盐水的电阻越_________(选填“大”或“小”),此实验表明:电阻的大小和导体的_________(选填“材料”、“长度”或“横截面积”)有关。
【实践应用】14.小明为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力,将它们切成大小相同的长方条,分别接在如图1所示的电路a、b间。
(1)该实验的目的是探究导体电阻大小与_______的关系。
(2)实验设计中,小明想通过观察比较________来比较三者导电能力的大小。
(3)在实际操作过程中,小明发现实验现象不明显,无法达到实验目的。他通过查阅资料发现,有一种电波感应器(如图2所示),能向物体发射电波,并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力,物体对电波反射越弱,则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波,反射回来的电波强弱如表所示(+号越多表示电波越强),则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是______________________。
材料
反射回来的电波强弱
萝卜
++++
土豆
+++++++
番薯
++
答案以及解析
1.答案:电阻;欧姆
解析:表示导体对电流的阻碍作用的大小的物理量是电阻,其单位是欧姆(Ω),是以德国物理学家的名字命名的。
2.答案:D
解析:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆(Ω)。
3.答案:D
解析:导体电阻大小的影响因素:长度、横截面积、材料等,A错误;导体容易导电,是因为其对电流的阻碍作用较小,即电阻较小,B错误;不能确定铜导线和铝导线的长短及横截面积的大小关系,无法比较铜导线和铝导线电阻的大小,C错误;将一根铝导线均匀拉长后,材料不变,长度变长,横截面积变小,其电阻增大,D正确。故选D。
4.答案:D
解析:在探究“影响电阻大小的因素”实验时,若电路电流变化较大时,用灯泡代替电流表,在安全范围内灯泡的亮度变化较明显,易观察,所以可通过观察灯泡亮度来反映导体对电流阻碍作用的大小,故A正确,不符合题意;将两根合金丝分别接入电路,接入合金丝乙时,其他条件不变,合金丝长度较长,电阻变大,电流表示数较小,故B正确,不符合题意;图中的实验控制了导体的材料和横截面积不变,探究的是导体的电阻与导体的长度的关系,故C正确,不符合题意;根据图中的实验可得出的结论是:在温度、导体的材料和横截面积一定时,导体的电阻大小与导体的长度有关,故D错误,符合题意。故选D。
5.答案:变大
解析:导体的电阻大小和导体的材料、长度、横截面积有关;因钨丝的材料、长度均不变,变细后横截面积减小,其电阻变大。
6.答案:D
解析:石墨是导体,含有石墨越多,铅笔芯的导电能力越强,四种铅笔芯长度相同,④中石墨含量最高,横截面积最大,电阻最小,故选D。
7.答案:D
解析:导体的电阻大小与导体长度有关,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;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它的电流大小无关,故B、C不符合题意;导体的电阻与横截面积有关,在导体的材料、长度、温度不变时,从内芯中抽出几条铝线,减小了导体的横截面积,导体的电阻变大,故D符合题意。故选D。
8.答案:C
解析:若不考虑温度对电阻的影响,导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关;银线和铜线的材料不同,但不知道导体的长度和横截面积,无法确定银线与铜线电阻的大小关系,A错误;电阻相同时,不知道导线的长度,只根据材料,无法判定铜线和铝线的粗细程度,B错误;粗细相同时,铝线的长度越长,电阻越大,C正确;长度和粗细均相同时,铝线比铁线的电阻小,D错误。故选C。
9.答案:B
解析:由于甲、乙两导体串联,根据串联电路的电流规律可知,甲导体中的电流等于乙导体中的电流,故A、C错误;甲、乙两导体材料相同,长度相同,甲比乙的横截面积小,则甲导体的电阻大于乙导体,故B正确,D错误。
10.答案:(1)导体接入电路的长度
(2)0.5
(3)电流
解析:(1)鳄鱼夹可以灵活改变在电阻丝上的夹接位置,从而方便改变接入电路的导体长度,因此带鳄鱼夹的导线作用是便于改变导体接入电路的长度。
(2)探究电阻与横截面积的关系时,需要控制导体材料、长度相同,只改变横截面积(直径)。现有长度为100cm的镍铬合金丝直径为0.7mm,因此需要补充一根长度100cm、直径0.5mm的镍铬合金丝进行对比实验。
(3)灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化很小,肉眼难以分辨。电流表可以准确显示电流的微小变化,能更精准地反映电阻的变化,因此应该在电路中再串联一个电流表。
11.答案:C
解析:远距离输电中的输电导线若用超导体材料制成,将降低输电过程中的电能损耗,节约能源,故远距离输电中的输电导线可以用超导材料制作,故A不符合题意;电动机的线圈是利用电流的磁效应来工作的,若用超导体材料制作将会降低工作过程中的电能损耗,节约能源,故电动机的线圈可以用超导材料制作,故B不符合题意;电热丝的工作原理是电流的热效应,是用电阻较大的材料制成的,超导体材料电阻为零,若使用超导体材料就不能产生热量,不能工作,故C符合题意;发电机工作时将机械能转化为电能,若用超导体材料制作将会提高能量的转化效率,故发电机的线圈可以用超导材料制作,故D不符合题意。
12.答案:较小
解析:电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越小,电荷越容易通过。石墨烯在室温下传递电子的速度快,电子很容易通过它被传输,说明这种材料的电阻较小。
13.答案:小;横截面积
解析:盐水柱与灯泡串联,注入的盐水越多,灯泡越亮,说明通过灯泡电流越大,串联电路电流处处相等,则此时电路电流越大,由欧姆定律得,此时电路电阻越小,则盐水的电阻越小。
注入的盐水越多,盐水的长度不变,盐水的横截面积变大,盐水的电阻越小,说明电阻的大小和导体的横截面积有关。
14.答案:(1)材料(2)灯泡的亮度(3)番薯
解析:(1)该实验设计中导体的长度和横截面积相同,但材料不同,故探究的是导体电阻大小与材料的关系。
(2)小明想通过观察比较灯泡的亮度来比较三者的导电能力大小,这里运用了转换法。
(3)因物体对电波反射越弱,导电能力越强,由表中数据知,番薯反射回来的电波最弱,则番薯导电能力最强。
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