14.1 电阻(四大考点) 同步练习 2026-2027学年苏科版物理九年级上学期
|
2份
|
28页
|
88人阅读
|
3人下载
内容正文:
14.1 电阻
九年级物理 · 培优练习 · 4 大考点 · 共 24 题
考点过关
大考点
考察重点
① 电阻的概念、单位与影响因素
电阻的概念、单位与影响因素
② 探究影响电阻大小的因素
探究实验的设计、数据与结论
③ 导体、绝缘体、半导体与超导
材料分类与半导体、超导的应用
④ 电阻与温度、电阻的估测
温度对电阻的影响与电阻估测
【考点1 电阻的概念、单位与影响因素】
知识梳理
(1)电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,单位欧姆(Ω)。
(2)影响因素:材料、长度、横截面积,还与温度有关。
(3)材料、横截面积相同时,长度越长电阻越大;长度、材料相同时,横截面积越小电阻越大。
(4)电阻是导体本身的性质,与两端电压、通过的电流无关。
易错提醒 R=U/I 只是计算式,不能说“电阻与电压成正比、与电流成反比”。
1. (2026 扬州 宝应 期末)知识梳理是学习的一种重要方法,请从电阻的特点和实际器材出发完成下面如图知识结构图。
①________;②________;③________。
2. (2026 镇江 期末)小明收集了很多材料和长度相同,但粗细不同的铅笔芯,自制了如图所示的简易调光灯。闭合开关,固定夹子的位置,将铜环向左移,灯泡亮度会变______,这是通过改变铅笔芯的______来改变电阻。为了使灯泡亮度变化更明显,他应选用更______(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
3. (2024 星湾 期中)请在图中画出定值电阻的阻值随电压变化的图像。
4. (2026 南通 模拟)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照如图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A. IA=IB B. IA>IB
C. IA<IB D. UA>UB
5. (2026 南通 模拟)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,应变电阻片的阻值被拉伸或压缩时会由于长度及横截面积的变化而变化,将R1和R2串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列说法中( )
①R1的电阻增大;②R2的电阻增大;③R1两端的电压小于R2两端的电压;④R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
A. 只有①②正确 B. 只有②③正确 C. 只有③④正确 D. 只有①④正确
6. (2025 南通 海安 期末)如图所示,镍铬合金制成长度相同的圆柱体甲、乙,其中甲比乙粗。用一根可自由移动的金属丝P与甲、乙连接。当金属丝P向右移动时,电流表示数变化情况是( )
A. 变大 B. 变小
C. 先变大再变小 D. 先变小再变大
【考点2 探究影响电阻大小的因素】
知识梳理
(1)控制变量法:研究一个因素时,保持其他因素相同。
(2)转换法:用电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小。
(3)结论:导体的电阻与材料、长度、横截面积有关。
(4)实验要多次测量,使结论具有普遍性。
易错提醒 比较电阻大小时要保证“只有被研究的因素不同”。
7. (2025 无锡 滨湖 期末)小明探究影响导体电阻大小的因素:
(1)如图甲所示,为探究电阻与材料的关系,实验中应选择的两根电阻丝是________(填字母);
(2)如图甲所示,实验中观察________可以更准确地显示合金丝电阻的大小;小明想探究电阻与长度的关系,他接下来的操作是________;
(3)小红使用了如图乙所示的电路,实验现象更明显,请你分析其中的原因________。
8. (2025 扬州 树人 期末)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。于是他设计了如下实验,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,说明:在______相同时,______,电阻越大;
(5)所以在其它条件相同时,电工师傅用非常粗的铜导线是因为它的电阻______。
(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0.3A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0.26A;
②只断开开关S2,读出电流表的示数为0.28A;
③只断开开关S3,读出电流表示数为1.1A。
小明发现灯泡亮度却比正常发光时暗,说明他______,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。
9. (2025 无锡 新吴 期末)某兴趣小组用如图所示的液体电阻演示器来探究影响电阻大小的因素。装置中的储存容器内装有同种导电液体,通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。电源电压恒定不变,R为未知阻值的定值电阻。
(1)该装置中电阻R的作用是______;
(2)该小组通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长度的关系如下表所示,分析可知,液体的电阻和液体长度的关系为:在材料和横截面积相同时,液体的长度越长,液体的电阻越______。实验中采用的研究方法是转换法和______法;
L/cm
1
2
3
4
5
I/mA
4.2
3.1
3.0
2.6
2.3
(3)实验过程中当两个注射器中的液柱长度相同时,发现电流表示数小于示数,由此得到的结论是:______;
(4)断开开关,更换左边注射器中的导电液,当液柱长度与表中某次长度相同时,比较更换前后电流表的示数,可探究液体的电阻和______的关系。
10. (2025 南京 秦淮 期末)如图甲所示是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,表格给出了可供选择的几种导体,分别用A~G代表。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铜
(1)为验证“导体电阻与长度有关”的猜想,应选用______三种导体(填代号)。
(2)本实验是通过观察______来比较导体电阻大小的,下列选项中研究问题的方法与之相同的是______。
A在探究重力势能与高度的关系时,选择的是两个质量相同的小球
B在探究平面镜成像实验中,比较像和物的大小关系时,选择了另一根大小相同但没有点燃的蜡烛与虚像进行比较
C在探究压力的作用效果与什么因素有关时,用桌腿陷入海绵的深度来反映压力的作用效果
(3)小海联想到课堂上做过的类似实验:
①如图乙,刚闭合开关时,灯泡不发光。用热源加热废灯泡灯芯的玻璃柱,当玻璃柱加热到红炽状态后,灯泡发光,这个现象说明:加热到红炽状态后,玻璃______。
②如图丙,闭合开关,加热电阻丝后灯泡变暗,说明导体电阻的大小与温度有关,温度升高,导体的电阻______(选填“变大”或“变小”)。
11. (2025 盐城 阜宁 期末)用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。在M、N之间分别接上不同的电阻丝,闭合开关,通过观察___________来精确比较导体电阻的大小。为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选用编号为___________的两根电阻丝,利用器材还可以探究导体电阻的大小与导体的___________的关系。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
镍铬合金
0.5
0.5
12. (2026 南京 秦淮 期末)为探究导体电阻大小与材料、长度和横截面积的关系,小美在如图所示电路中的M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度
横截面积
A
镍铬合金
①
②
B
镍铬合金
S
C
镍铬合金
2S
D
锰铜合金
S
(1)实验中应通过观察______来比较电阻的大小;
(2)为完成实验探究,请将表格补充完整:①______;②______;
(3)分别将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验,得到的实验结论被实际应用到了________的工作原理中(填字母)。
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
13. (2025 镇江 句容 期末)在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
0.5
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察______来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择0.5m,______mm2;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与______的关系;
(4)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,能探究电阻的哪些影响因素?
A. 长度 B. 材料 C. 横截面积
14. (2025 无锡 经开 期末)小明用如图所示的实验装置探究影响导体电阻大小的因素。实验中用到甲、乙两根粗细相同的镍铬合金丝。关于此实验的说法错误的是( )
A. 本实验通过电流表示数来反映导体的电阻大小
B. 本实验不能探究导体材料对导体电阻大小的影响
C. 本实验可以探究导体长度对导体电阻大小的影响
D. 甲、乙分别接入电路,接甲电阻丝时电流表示数较大
【考点3 导体、绝缘体、半导体与超导】
知识梳理
(1)导体:容易导电,如金属、石墨、人体、大地、盐水。
(2)绝缘体:不容易导电,如橡胶、玻璃、塑料、干木头。
(3)半导体:导电性介于导体与绝缘体之间,如硅、锗,用于芯片、LED。
(4)超导:温度降到足够低时电阻变为零,可减少输电损耗。
易错提醒 导体与绝缘体没有绝对界限,条件改变(如受潮、加热)可以相互转化。
15. (2026 连云港 期末)小明是一位喜欢观察与思考的同学,他观察到“寒冷的冬天,放在室外的水会凝固成冰”,便思考“冰能不能导电呢?”。请你帮他设计一个可操作的实验方案进行探究。_________
16. (2025 南京 鼓楼 期末)下列物品通常情况下不属于导体的是( )
A. 木铲 B. 人体 C. 铁锅 D. 大地
17. (2025 常州 溧阳 期末)下列物体通常情况下属于导体的是( )
A. 铅笔芯 B. 陶瓷杯 C. 橡胶垫 D. 塑料桶
18. (2025 徐州 沛县 期末)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
【考点4 电阻与温度、电阻的估测】
知识梳理
(1)大多数金属温度升高时电阻变大;灯丝电阻随温度升高明显变大。
(2)热敏电阻:温度变化时阻值明显变化;光敏电阻:光照增强阻值减小。
(3)常见估测:小灯泡电阻约10 Ω,人体电阻约几千欧。
(4)灯丝在不同电压下温度不同,电阻不能互相代替。
易错提醒 测小灯泡电阻时不能多次测量求平均值,因为灯丝电阻随温度变化。
19. (2025 镇江 期末)如图是电子体温计,它是通过感温头中电流的大小来反映人的体温.感温头是用半导体材料制成的,这是应用了半导体的
A. 单向导电特性
B. 良好的绝缘特性
C. 电阻随压力变化而变化的特性
D. 电阻随温度变化而变化的特性
20. (2025 南通 海安 期末)小明在电子元件店发现有热敏电阻卖,他想探究热敏电阻的阻值大小与温度的关系,于是买了一个热敏电阻RT进行探究。经讨论后,小明和同学们提出了以下几种猜想:
猜想1:热敏电阻的阻值随温度的升高而升高;
猜想2:热敏电阻的阻值随温度的升高而降低。
(1)为了验证猜想,小明设计了如图甲所示的装置进行实验,其中定值电阻R0为200Ω,电源电压保持6V不变。点燃酒精灯、闭合开关进行实验,记录的数据如表所示。
温度t/℃
35
36
37
38
39
40
41
42
电压U0/V
1.3
1.4
1.5
1.65
1.7
1.8
1.85
2.0
①组装实验装置时,应当先调整图甲中_______(选填“A”或“B”)的高度。实验中,通过观察_______可以反映热敏电阻RT大小的变化。
②分析实验数据,可以验证猜想_______(选填“1”或“2”)是正确的。
③实验中_______(选填“能”或“不能”)直接用酒精灯对这个热敏电阻加热完成实验,判断的依据是_______。
(2)小华添加了一个如图乙的电流表,利用这个热敏电阻RT和小明的实验器材设计了图丙所示的电路自制了简易电子体温计(在电流表的表盘上电流刻度线上标注相对应的温度)。则小华自制的简易电子体温计方案是_______(选填“可行”或“不可行”)的,你的理由是_________。
21. (2026 苏州 期末)根据下列学科实践活动,回答问题。
自制电子温度计
【项目导入】电子温度计是一种用电子元件测量温度的仪器。小明想利用热敏电阻和毫安表(一种小量程电流表)等器材制作一个电子温度计。
【项目设计与制作】
(1)他首先利用图甲所示电路探究热敏电阻的阻值随温度t的变化规律。
①将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合,断开,记录毫安表示数为。然后________,调节电阻箱R直至________,此时;
②将热敏电阻置于不同温度的环境中,重复步骤①,测得数据如下表:
温度t/℃
阻值/Ω
温度t/℃
阻值/Ω
温度t/℃
阻值/Ω
温度t/℃
阻值/Ω
0
5600
30
1650
50
800
80
300
10
3650
35
1350
60
550
90
220
20
2500
40
1150
70
400
100
170
(2)根据以上探究结果,设计并制作一个量程为20~50℃的电子温度计。
实验器材:电源(2节新的干电池)、热敏电阻、电阻箱R(0~9999Ω)、毫安表(0~1mA)、开关、导线若干。
设计思路:将器材连成如图乙所示电路,热敏电阻相当于温度计的玻璃泡,毫安表表盘(如图丙所示)直接显示对应的测量温度,请你为小明补全制作步骤。
①为了将电子温度计的最大测量值标在毫安表满偏的位置,应将电阻箱阻值调在________Ω,并保持不变;
②根据计算,小明应将20℃的刻度线标在毫安表对应的________mA的刻度线上;
③用相同的方法,小明在毫安表上依次标好了20~50℃的其他温度对应的刻度线,则该电子温度计的刻度线分布是________(左密右疏/左疏右密)的。
【项目测试与改进】
(3)小华用制作好的电子温度计测量一杯热水温度时,发现水温超过了温度计的量程。她想用现有器材制作一个量程为20~100℃的电子温度计,则上述设计思路的步骤①中,应将电阻箱的阻值调________(大/小);
(4)同组小刚发现小明制作的电子温度计的刻度盘,示数集中偏右,为更好地利用原有表盘,小刚提出改进方案:在原有50℃满偏刻度线不变的基础上,让20℃等其余的刻度线左移,使刻度与刻度之间的间距变大,在不增加器材的前提下,他的具体调整方案是________。
22. (2026 盐城 盐都 期末)阅读短文,回答问题
热敏电阻
在智能家居日益普及的今天,温度自动控制装置成为很多家电的核心部件。比如我们常用的电饭煲,能自动实现“煮饭—保温”的切换;冰箱的制冷系统,能根据箱内温度自动启停压缩机。这些功能的实现,都离不开一种对温度变化非常敏感的特殊电阻——热敏电阻。热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。图乙所示为热敏电阻R的阻值随温度t变化的图像(为方便计算,已将图线作了近似处理),如图丙为某实验小组利用R做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图。
(1)热敏电阻R是_______(正/负)温度系数热敏电阻。
(2)如图乙所示,在标准大气压下,将R放入冰水混合物中时,R的阻值是_______Ω;写出电阻R与温度t的关系式:R= _______Ω。(用含有t的代数式表示R)
(3)如图丙所示,R恒定,当滑片P向右移动时,电流表A的示数_________(变大/变小/不变)。
(4)测温时要求温度降低,温度计示数减小,则图丙中将_______表(电流/电压)表盘的刻度改成相应的温度刻度。
(5)当滑动变阻器阻值为某一定值时,电阻R随温度均匀变化时,此时改装后的温度计的刻度分布_______(是/不是)均匀的。
23. (2025 扬州 高邮 期末)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。图乙为某热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像。图丙是用R1作热敏电阻温度计的电路图,R2为定值电阻,阻值为100Ω,电源电压可调节变化。该电路的工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1的表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.2V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是________(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是________Ω;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是15℃,此时电源电压为______V;
(4)若电源电压可在0.6~1.2V之间调节,该热敏电阻温度计的测温范围为________℃。
24. (2025 常州 溧阳 期末)如图甲所示为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度,某次环境温度从10℃上升到20℃,电压表的示数变化了12mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。由此可知:每升高1℃,R的阻值增大___________Ω;环境温度为30℃时,电压表的示数为___________mV;若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更_____(大/小)的恒流源。
九年级物理 · 培优练习
学科网(北京)股份有限公司
$
14.1 电阻
九年级物理 · 培优练习 · 4 大考点 · 共 24 题
考点过关
大考点
考察重点
① 电阻的概念、单位与影响因素
电阻的概念、单位与影响因素
② 探究影响电阻大小的因素
探究实验的设计、数据与结论
③ 导体、绝缘体、半导体与超导
材料分类与半导体、超导的应用
④ 电阻与温度、电阻的估测
温度对电阻的影响与电阻估测
【考点1 电阻的概念、单位与影响因素】
知识梳理
(1)电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,单位欧姆(Ω)。
(2)影响因素:材料、长度、横截面积,还与温度有关。
(3)材料、横截面积相同时,长度越长电阻越大;长度、材料相同时,横截面积越小电阻越大。
(4)电阻是导体本身的性质,与两端电压、通过的电流无关。
易错提醒 R=U/I 只是计算式,不能说“电阻与电压成正比、与电流成反比”。
1. (2026 扬州 宝应 期末)知识梳理是学习的一种重要方法,请从电阻的特点和实际器材出发完成下面如图知识结构图。
①________;②________;③________。
【答案】 ①. 材料 ②. 长度 ③. 温度
【详解】导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积有关,与外界因素温度有关。
2. (2026 镇江 期末)小明收集了很多材料和长度相同,但粗细不同的铅笔芯,自制了如图所示的简易调光灯。闭合开关,固定夹子的位置,将铜环向左移,灯泡亮度会变______,这是通过改变铅笔芯的______来改变电阻。为了使灯泡亮度变化更明显,他应选用更______(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
【答案】 ①. 亮 ②. 长度 ③. 细
【详解】[1][2]闭合开关,固定夹子的位置,将铜环向左移,铅笔芯接入的长度变小,铅笔芯接入的电阻变小,灯泡亮度会变亮。
[3]其它条件相同时,铅笔芯越细,电阻越大,铜环向左移动时,电阻变化较大,灯泡亮度变化更明显。
3. (2024 星湾 期中)请在图中画出定值电阻的阻值随电压变化的图像。
【答案】
【详解】定值电阻的阻值只与其自身的材料、长度、横截面积有关,与其两端的电压无关,故电压变化时,其阻值不变,完整图像如图所示:
4. (2026 南通 模拟)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照如图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A. IA=IB B. IA>IB
C. IA<IB D. UA>UB
【答案】A
【详解】ABC.因为A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,所以RA<RB,由图可知,两电阻串联,根据串联电路中各部分导体的电流相等,可得IA=IB,故A正确,BC错误;
D.因为串联电路中电压的分配与电阻成正比,RA<RB,所以UA<UB,故D错误。
故选A。
5. (2026 南通 模拟)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,应变电阻片的阻值被拉伸或压缩时会由于长度及横截面积的变化而变化,将R1和R2串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列说法中( )
①R1的电阻增大;②R2的电阻增大;③R1两端的电压小于R2两端的电压;④R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
A. 只有①②正确 B. 只有②③正确 C. 只有③④正确 D. 只有①④正确
【答案】D
【详解】①②在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即R1变长,横截面积变小,电阻变大;R2变短,横截面积变大,电阻变小,故①正确,②错误;
③在R1和R2发生形变前是完全一样的,即R1和R2发生形变前的电阻相同,因此发生形变后,R1的电阻大于R2的电阻,通过两个电阻的电流相同,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压,故③错误;
④根据欧姆定律可知,R1和R2两端电压的差值越大,说明R1和R2的阻值的差值越大,所以R1被拉伸的更长,R2被压缩的越短,从而说明A端受到的压力越大,故④正确。
综合上述分析可知,①④正确。
故选D。
6. (2025 南通 海安 期末)如图所示,镍铬合金制成长度相同的圆柱体甲、乙,其中甲比乙粗。用一根可自由移动的金属丝P与甲、乙连接。当金属丝P向右移动时,电流表示数变化情况是( )
A. 变大 B. 变小
C. 先变大再变小 D. 先变小再变大
【答案】A
【详解】由电路图知道,金属丝甲、乙串联接入电路中,电流表测量电路中的电流;甲、乙的材料和长度相同,甲比乙粗,则甲的电阻小于乙的电阻;当金属丝P向右移动时,甲增加的长度等于乙减小的长度,甲接入电路的电阻变大,乙接入电路的电阻变小,根据影响导体电阻的因素知道,甲增大的电阻小于乙减小的电阻,所以整个电路的电阻变小,根据欧姆定律知道,电路中电流变大,电流表示数变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【考点2 探究影响电阻大小的因素】
知识梳理
(1)控制变量法:研究一个因素时,保持其他因素相同。
(2)转换法:用电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小。
(3)结论:导体的电阻与材料、长度、横截面积有关。
(4)实验要多次测量,使结论具有普遍性。
易错提醒 比较电阻大小时要保证“只有被研究的因素不同”。
7. (2025 无锡 滨湖 期末)小明探究影响导体电阻大小的因素:
(1)如图甲所示,为探究电阻与材料的关系,实验中应选择的两根电阻丝是________(填字母);
(2)如图甲所示,实验中观察________可以更准确地显示合金丝电阻的大小;小明想探究电阻与长度的关系,他接下来的操作是________;
(3)小红使用了如图乙所示的电路,实验现象更明显,请你分析其中的原因________。
【答案】(1)A、B (2) ①. 电流表示数大小 ②. 移动金属夹b,改变接入电路中金属丝的长度
(3)小灯泡的电阻比较大,定值电阻的阻值可以比较小,所以用定值电阻串联在电路中来探究导体电阻的影响因素,更换不同的金属丝可以使电流变化较大实验现象更明显,所以乙图实验现象更明显。
【解析】
【小问1详解】
根据控制变量法的思想,要想探究电阻与材料的关系,需要控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,因此应选择A、B两根电阻丝。
【小问2详解】
[1]电阻变化过小时会导致电流变化过小,灯泡的亮度变化不明显,因此可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,这样更准确。
[2]小明想探究电阻与长度的关系,应控制材料和横截面积相同,只改变导体的长度,因此他接下来的操作是移动金属夹b,改变接入电路中金属丝的长度。
【小问3详解】
略。
8. (2025 扬州 树人 期末)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。于是他设计了如下实验,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,说明:在______相同时,______,电阻越大;
(5)所以在其它条件相同时,电工师傅用非常粗的铜导线是因为它的电阻______。
(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0.3A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0.26A;
②只断开开关S2,读出电流表的示数为0.28A;
③只断开开关S3,读出电流表示数为1.1A。
小明发现灯泡亮度却比正常发光时暗,说明他______,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】 ①. 保护电路 ②. B ③. 材料和长度 ④. 导体的横截面积越小 ⑤. 小 ⑥. 误将小量程看成了大量程,读错了电流表的示数 ⑦. 0.22 ⑧. 2
【详解】(一)(2)[1]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,还可以避免电路中的电流过大,起到保护电路的作用。
(3)[2]为了探究导体电阻与材料的关系,应选择材料不同,长度和横截面积都相同的电阻线,所以先将电阻线D接入电路后,应再将电阻线B接入电路,比较电流表的示数。
(4)[3][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)[5]根据(4)中结论可知,电工师傅用非常粗的铜导线是因为它的电阻小。
(二)③[6][7]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
④[8]只断开开关S1,打结法1与灯泡串联,电流表的示数为0.26A;
只断开开关S2,打结法2与灯泡串联,电流表的示数为0.28A;
只断开开关S3,打结法3和灯泡串联,电流表示数为0.22A;
电源电压一定,电流表示数越大,说明接入的电阻越小,由此可知:
R2<R1<R3
所以打结法2电阻最小。
9. (2025 无锡 新吴 期末)某兴趣小组用如图所示的液体电阻演示器来探究影响电阻大小的因素。装置中的储存容器内装有同种导电液体,通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。电源电压恒定不变,R为未知阻值的定值电阻。
(1)该装置中电阻R的作用是______;
(2)该小组通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长度的关系如下表所示,分析可知,液体的电阻和液体长度的关系为:在材料和横截面积相同时,液体的长度越长,液体的电阻越______。实验中采用的研究方法是转换法和______法;
L/cm
1
2
3
4
5
I/mA
4.2
3.1
3.0
2.6
2.3
(3)实验过程中当两个注射器中的液柱长度相同时,发现电流表示数小于示数,由此得到的结论是:______;
(4)断开开关,更换左边注射器中的导电液,当液柱长度与表中某次长度相同时,比较更换前后电流表的示数,可探究液体的电阻和______的关系。
【答案】(1)保护电路
(2) ①. 大 ②. 控制变量法
(3)其它因素相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小
(4)材料
【解析】
【小问1详解】
实验中,R串联接入电路中,可以避免因电路中电流过大损坏电路,可以起到保护电路的作用。
【小问2详解】
[1][2]探究导体电阻与导体长度的关系时,改变导体的长度,控制其它因素不变,这是控制变量法。根据表格中的数据可知,在材料和横截面积相同时,导体越长,通过导体的电流越小,则导体的电阻越大。
【小问3详解】
当两个注射器中的液柱长度相同时,液柱的横截面积不同,左边液柱的横截面积要小于右边液柱的横截面积,实验中发现电流表A1的示数小于电流表A2的示数,则表明其它因素相同时,导体的横截面积越大,通过的电流越大,导体的电阻越小。
【小问4详解】
断开开关,更换左边注射器中的导电液,导体的材料是不同的,横截面积相同,当液柱长度与表中某次长度相同时,比较更换前后电流表A1的示数,根据控制变量法可知,可探究液体的电阻和材料的关系。
10. (2025 南京 秦淮 期末)如图甲所示是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,表格给出了可供选择的几种导体,分别用A~G代表。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铜
(1)为验证“导体电阻与长度有关”的猜想,应选用______三种导体(填代号)。
(2)本实验是通过观察______来比较导体电阻大小的,下列选项中研究问题的方法与之相同的是______。
A在探究重力势能与高度的关系时,选择的是两个质量相同的小球
B在探究平面镜成像实验中,比较像和物的大小关系时,选择了另一根大小相同但没有点燃的蜡烛与虚像进行比较
C在探究压力的作用效果与什么因素有关时,用桌腿陷入海绵的深度来反映压力的作用效果
(3)小海联想到课堂上做过的类似实验:
①如图乙,刚闭合开关时,灯泡不发光。用热源加热废灯泡灯芯的玻璃柱,当玻璃柱加热到红炽状态后,灯泡发光,这个现象说明:加热到红炽状态后,玻璃______。
②如图丙,闭合开关,加热电阻丝后灯泡变暗,说明导体电阻的大小与温度有关,温度升高,导体的电阻______(选填“变大”或“变小”)。
【答案】(1)BDE (2) ①. 灯泡的亮度 ②. C
(3) ①. 变为导体 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
要研究导体电阻与导体长度的关系,则需使导体的材料和横截面积相同,长度不同,故应选用的三种导体是BDE。
【小问2详解】
[1]电阻的大小无法直接观察出来,而电阻对电流有阻碍作用,电阻越大,阻碍作用越大,通过的电流越小,故实验中可以通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻大小的,用到转换法。
[2]A.在探究重力势能与高度的关系时,选择的是两个质量相同的小球,用到控制变量法,故A不符合题意;
B.在探究平面镜成像实验中,比较像和物的大小关系时,选择了另一根大小相同但没有点燃的蜡烛与虚像进行比较,用到等效替代法,故B不符合题意;
C.在探究压力的作用效果与什么因素有关时,用桌腿陷入海绵的深度来反映压力的作用效果,用到转换法,故D符合题意。
故选C。
【小问3详解】
①[1]用热源加热废灯泡灯芯的玻璃柱,刚闭合开关时,灯泡不发光,说明玻璃柱不导电;当加热废灯泡灯芯的玻璃柱到红炽状态,小灯泡发光,说明玻璃柱成为了导体,这个现象说明:加热到红炽状态后,玻璃变为导体。
②[2]在图丙中,闭合开关,加热电阻丝后灯泡变暗,电路中的电流变小,说明电阻变大,进一步说明导体电阻的大小与温度有关,温度升高,电阻丝的电阻变大。
11. (2025 盐城 阜宁 期末)用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。在M、N之间分别接上不同的电阻丝,闭合开关,通过观察___________来精确比较导体电阻的大小。为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选用编号为___________的两根电阻丝,利用器材还可以探究导体电阻的大小与导体的___________的关系。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
镍铬合金
0.5
0.5
【答案】 ①. 电流表示数 ②. BD ③. 材料(或横截面积)
【详解】[1]闭合开关,根据电流的流法可知,电阻丝、电流表、灯泡串联接入电路,电阻丝的阻值越大,电路的电流越小,所以可通过观察电流表示数,来精确比较导体电阻的大小。
[2]为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,需要控制导体电阻的横截面积和材料相同,观察表格中的数据,只有B、D合适,都是镍铬合金、横截面积都是0.5mm2,长度不同,一个是1.0m,另一个是0.5m,故应该选用编号为B、D的两根电阻丝。
[3]观察表格中的数据,从A、D数据可知,它们的材料不同,分别是锰铜合金、镍铬合金,长度相同,都是0.5m,横截面积相同,都是0.5mm2,故可探究导体电阻的大小与导体的材料的关系;从C、D数据可知,它们的材料相同,都是镍铬合金,长度相同,都是0.5m,横截面积不同,分别是1.0mm2、0.5mm2,故可探究导体电阻的大小与导体的横截面积的关系。
12. (2026 南京 秦淮 期末)为探究导体电阻大小与材料、长度和横截面积的关系,小美在如图所示电路中的M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度
横截面积
A
镍铬合金
①
②
B
镍铬合金
S
C
镍铬合金
2S
D
锰铜合金
S
(1)实验中应通过观察______来比较电阻的大小;
(2)为完成实验探究,请将表格补充完整:①______;②______;
(3)分别将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验,得到的实验结论被实际应用到了________的工作原理中(填字母)。
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
【答案】(1)电流表示数
(2) ①. ②. S (3)C
【解析】
【小问1详解】
根据转换法,实验中应通过观察电流表示数来比较电阻的大小,电流表示数越小,说明电阻丝阻值越大。
【小问2详解】
[1][2]为探究导体电阻大小与材料的关系,应控制导体的长度和横截面积相同,只有材料不同。由表可知,只有D电阻丝是锰铜合金,所以A电阻丝的长度和横截面积应与D电阻丝相同,即长度为,横截面积为S。
【小问3详解】
比较编号为A、B的电阻丝,只有长度不同,B电阻丝长度较长,对应的电流表示数较小,说明导体的电阻大小与导体的长度有关,其它条件一定时,长度越长,电阻越大。滑动变阻器就是通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变接入电路的阻值大小,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
13. (2025 镇江 句容 期末)在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
0.5
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察______来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择0.5m,______mm2;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与______的关系;
(4)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,能探究电阻的哪些影响因素?
A. 长度 B. 材料 C. 横截面积
【答案】(1)电流表示数
(2)1.0 (3)材料 (4)AC
【解析】
【小问1详解】
电阻是对电流的阻碍作用,电阻越大,电流表的示数越小,通过观察电流表的示数可以判断电阻的大小。
【小问2详解】
由表知,电阻丝C与A、B分别探究导体的长度和横截面积的关系,电阻丝C的规格应选择1.0 mm2。
【小问3详解】
A、D两根电阻丝长度与横截面积相同而材料不同,用A与D可验证导体的电阻与导体材料的关系。
【小问4详解】
实验时,通过改变连入电阻丝长度,此时横截面积和材料不变,可以探究导体电阻与长度的关系,可完成A的探究,只有一根电阻丝,材料无法改变,因此无法完成B的探究,实验时,可以将电阻丝对折起来使用,改变连入电阻丝横截面积,控制长度和材料不变,可以探究导体电阻与横截面积的关系,可完成C的探究。
故选AC。
14. (2025 无锡 经开 期末)小明用如图所示的实验装置探究影响导体电阻大小的因素。实验中用到甲、乙两根粗细相同的镍铬合金丝。关于此实验的说法错误的是( )
A. 本实验通过电流表示数来反映导体的电阻大小
B. 本实验不能探究导体材料对导体电阻大小的影响
C. 本实验可以探究导体长度对导体电阻大小的影响
D. 甲、乙分别接入电路,接甲电阻丝时电流表示数较大
【答案】D
【详解】A.此实验中用电流表示数的大小反映电阻的大小,这用到了转换法,电流表示数越大表示电阻越小。故A正确,不符合题意;
B.图中的电阻丝都是镍铬合金丝,不能探究导体材料对电阻大小的影响,故B正确,不符合题意。
C.由控制变量法可知,两电阻材料、横截面积相同,长度不同,故实验探究的是导体的电阻与长度的关系,故C正确,不符合题意;
D.两根电阻丝分别接入电路,甲电阻丝的长度长,电阻大,由知电路中的电流小,即电流表示数在接入甲电阻丝时较小,故D错误,符合题意;
故选D。
【考点3 导体、绝缘体、半导体与超导】
知识梳理
(1)导体:容易导电,如金属、石墨、人体、大地、盐水。
(2)绝缘体:不容易导电,如橡胶、玻璃、塑料、干木头。
(3)半导体:导电性介于导体与绝缘体之间,如硅、锗,用于芯片、LED。
(4)超导:温度降到足够低时电阻变为零,可减少输电损耗。
易错提醒 导体与绝缘体没有绝对界限,条件改变(如受潮、加热)可以相互转化。
15. (2026 连云港 期末)小明是一位喜欢观察与思考的同学,他观察到“寒冷的冬天,放在室外的水会凝固成冰”,便思考“冰能不能导电呢?”。请你帮他设计一个可操作的实验方案进行探究。_________
【答案】在温度低于0℃的环境中,将冰块串联接入由电池组、小灯泡(或电阻)、电流表、开关、导线等组成的电路中,闭合开关,如电流表有示数,说明冰是导体,否则为绝缘体。
【详解】见答案
16. (2025 南京 鼓楼 期末)下列物品通常情况下不属于导体的是( )
A. 木铲 B. 人体 C. 铁锅 D. 大地
【答案】A
【详解】A.通常情况下,木铲不容易导电,属于绝缘体,故A符合题意;
B.通常情况下,人体容易导电,属于导体,故B不符合题意;
C.通常情况下,铁锅容易导电,属于导体,故C不符合题意;
D.通常情况下,大地容易导电,属于导体,故D不符合题意。
故选A。
17. (2025 常州 溧阳 期末)下列物体通常情况下属于导体的是( )
A. 铅笔芯 B. 陶瓷杯 C. 橡胶垫 D. 塑料桶
【答案】A
【详解】A.铅笔芯能导电,是导体,故A符合题意;
BCD.陶瓷杯、橡胶垫、塑料桶不能导电,是绝缘体,故BCD不符合题意。
故选A。
18. (2025 徐州 沛县 期末)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。
【考点4 电阻与温度、电阻的估测】
知识梳理
(1)大多数金属温度升高时电阻变大;灯丝电阻随温度升高明显变大。
(2)热敏电阻:温度变化时阻值明显变化;光敏电阻:光照增强阻值减小。
(3)常见估测:小灯泡电阻约10 Ω,人体电阻约几千欧。
(4)灯丝在不同电压下温度不同,电阻不能互相代替。
易错提醒 测小灯泡电阻时不能多次测量求平均值,因为灯丝电阻随温度变化。
19. (2025 镇江 期末)如图是电子体温计,它是通过感温头中电流的大小来反映人的体温.感温头是用半导体材料制成的,这是应用了半导体的
A. 单向导电特性
B. 良好的绝缘特性
C. 电阻随压力变化而变化的特性
D. 电阻随温度变化而变化的特性
【答案】D
【解析】
【分析】半导体的阻值会随着光照或温度的变化而发生变化,电子体温计是利用了半导体的阻值会随着温度的变化而发生变化.
【详解】电子体温计,利用了电阻随温度变化而变化的特性,当温度变化时,电阻变化从而改变探头中电流的大小来反映人的体温.
即感温头是用电阻随温度变化而变化的半导体材料制成的.
故ABC错误,D正确.
故选D.
【点睛】半导体,指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料.半导体在各种电器中都有着广泛的应用,是很多诸如计算机、自动化设备的核心部件.半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料,如受温度、压力、光照、外部电压等多种因素影响,从而制成测温、测压、测光等多种半导体材料.
20. (2025 南通 海安 期末)小明在电子元件店发现有热敏电阻卖,他想探究热敏电阻的阻值大小与温度的关系,于是买了一个热敏电阻RT进行探究。经讨论后,小明和同学们提出了以下几种猜想:
猜想1:热敏电阻的阻值随温度的升高而升高;
猜想2:热敏电阻的阻值随温度的升高而降低。
(1)为了验证猜想,小明设计了如图甲所示的装置进行实验,其中定值电阻R0为200Ω,电源电压保持6V不变。点燃酒精灯、闭合开关进行实验,记录的数据如表所示。
温度t/℃
35
36
37
38
39
40
41
42
电压U0/V
1.3
1.4
1.5
1.65
1.7
1.8
1.85
2.0
①组装实验装置时,应当先调整图甲中_______(选填“A”或“B”)的高度。实验中,通过观察_______可以反映热敏电阻RT大小的变化。
②分析实验数据,可以验证猜想_______(选填“1”或“2”)是正确的。
③实验中_______(选填“能”或“不能”)直接用酒精灯对这个热敏电阻加热完成实验,判断的依据是_______。
(2)小华添加了一个如图乙的电流表,利用这个热敏电阻RT和小明的实验器材设计了图丙所示的电路自制了简易电子体温计(在电流表的表盘上电流刻度线上标注相对应的温度)。则小华自制的简易电子体温计方案是_______(选填“可行”或“不可行”)的,你的理由是_________。
【答案】(1) ①. B ②. 电压表示数的变化 ③. 2 ④. 不能 ⑤. 因为热敏电阻是感知温度变化来改变阻值的,直接用酒精灯加热,温度变化太剧烈,不能准确测量出热敏电阻在不同温度下对应的阻值,且可能会损坏热敏电阻。
(2) ①. 不可行 ②. 小华自制的简易电子体温计方案是不可行的。在电流表的表盘上电流刻度线与温度不是一一对应的线性关系,不能直接在电流刻度线上标注相对应的温度。理由是电源电压U保持不变,由可知,电流I与热敏电阻RT的阻值成反比,不是线性关系。
【解析】
【小问1详解】
[1]组装实验装置时,因为要用酒精灯外焰加热,所以应当先调整图甲中B的高度,以确保加热效果良好。
[2]由图甲可知,定值电阻R0与热敏电阻RT串联,电压表测量R0的电压,根据欧姆定律有=
电源电压U和定值电阻R0不变,当热敏电阻RT变化时,定值电阻R0两端电压U0会变化,所以实验中通过观察定值电阻R0两端电压U0的变化即电压表示数的变化,可以反映热敏电阻RT大小的变化。
[3]由表格数据可知温度升高时,R0两端电压U0增大。因为=,电源电压U和定值电阻R0不变,U0增大,则R0+RT减小,R0不变,所RT减小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而降低,所以猜想2是正确的。
[4][5]实验中不能直接用酒精灯对这个热敏电阻加热完成实验。因为热敏电阻是感知温度变化来改变阻值的,直接用酒精灯加热,温度变化太剧烈,不能准确测量出热敏电阻在不同温度下对应的阻值,且可能会损坏热敏电阻。
【小问2详解】
[1][2]略。
21. (2026 苏州 期末)根据下列学科实践活动,回答问题。
自制电子温度计
【项目导入】电子温度计是一种用电子元件测量温度的仪器。小明想利用热敏电阻和毫安表(一种小量程电流表)等器材制作一个电子温度计。
【项目设计与制作】
(1)他首先利用图甲所示电路探究热敏电阻的阻值随温度t的变化规律。
①将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合,断开,记录毫安表示数为。然后________,调节电阻箱R直至________,此时;
②将热敏电阻置于不同温度的环境中,重复步骤①,测得数据如下表:
温度t/℃
阻值/Ω
温度t/℃
阻值/Ω
温度t/℃
阻值/Ω
温度t/℃
阻值/Ω
0
5600
30
1650
50
800
80
300
10
3650
35
1350
60
550
90
220
20
2500
40
1150
70
400
100
170
(2)根据以上探究结果,设计并制作一个量程为20~50℃的电子温度计。
实验器材:电源(2节新的干电池)、热敏电阻、电阻箱R(0~9999Ω)、毫安表(0~1mA)、开关、导线若干。
设计思路:将器材连成如图乙所示电路,热敏电阻相当于温度计的玻璃泡,毫安表表盘(如图丙所示)直接显示对应的测量温度,请你为小明补全制作步骤。
①为了将电子温度计的最大测量值标在毫安表满偏的位置,应将电阻箱阻值调在________Ω,并保持不变;
②根据计算,小明应将20℃的刻度线标在毫安表对应的________mA的刻度线上;
③用相同的方法,小明在毫安表上依次标好了20~50℃的其他温度对应的刻度线,则该电子温度计的刻度线分布是________(左密右疏/左疏右密)的。
【项目测试与改进】
(3)小华用制作好的电子温度计测量一杯热水温度时,发现水温超过了温度计的量程。她想用现有器材制作一个量程为20~100℃的电子温度计,则上述设计思路的步骤①中,应将电阻箱的阻值调________(大/小);
(4)同组小刚发现小明制作的电子温度计的刻度盘,示数集中偏右,为更好地利用原有表盘,小刚提出改进方案:在原有50℃满偏刻度线不变的基础上,让20℃等其余的刻度线左移,使刻度与刻度之间的间距变大,在不增加器材的前提下,他的具体调整方案是________。
【答案】(1) ①. 闭合,断开 ②. 毫安表示数仍为
(2) ①. 2200 ②. 0.64 ③. 左疏右密
(3)大 (4)减少一节电池,同时将电阻箱调到700Ω
【解析】
【小问1详解】
[1][2]利用等效替代法,在相同电压下,若电流相同,则电阻相同,因此闭合S₂,断开 S₁;调节电阻箱 R 的电阻,直至毫安表的示数仍为I0,此时就可以使得=R。
【小问2详解】
[1]电源电压
满偏电流
总电阻
当最大测量温度为50℃,查表得=800Ω,则电阻箱阻值为
[2]查表得当温度为20℃,查表得R1=2500 Ω,得
则20℃的刻度线标在毫安表对应的电流值为
[3]由题意,当温度升高时,减小,总电阻减小,电流增大,因此温度越高,指针越偏右,而升高相同的温度,电阻减小的幅度较小,电流增加的幅度较小,故刻度线分布为左疏右密。
【小问3详解】
最大测量温度变为100℃,查表得=170 Ω,为使满偏电流仍为1mA,总电阻仍为3000 Ω,则电阻箱阻值
所以与原来的2200Ω相比,阻值应调大。
【小问4详解】
要求50℃仍对应满偏(I满=1mA),若电压不变,即
总电阻保持不变;同时让 20℃ 等刻度线左移(电流更小)、间距变大。 由于
50℃时 Rt=800Ω,故R=3000Ω−800Ω=2200Ω 不变。
要让20℃时电流更小(刻度左移),需增大20℃时的总电阻
但Rt 由温度决定无法改变,因此可以降低电源电压。
降低电源电压U,为保证50℃满偏,需同步减小电阻箱R,使=
此时20℃时
相对R总的差值更大,电流变化更明显,刻度间距变大。故方案:适当降低学生电源的电压,同时同步减小电阻箱的阻值,使50℃仍对应毫安表满偏。如
50℃时,Rt=800Ω,电阻箱阻值调在1500Ω-800Ω=700Ω
方案为:电源改为一节干电池,电阻箱调到700Ω。
22. (2026 盐城 盐都 期末)阅读短文,回答问题
热敏电阻
在智能家居日益普及的今天,温度自动控制装置成为很多家电的核心部件。比如我们常用的电饭煲,能自动实现“煮饭—保温”的切换;冰箱的制冷系统,能根据箱内温度自动启停压缩机。这些功能的实现,都离不开一种对温度变化非常敏感的特殊电阻——热敏电阻。热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。图乙所示为热敏电阻R的阻值随温度t变化的图像(为方便计算,已将图线作了近似处理),如图丙为某实验小组利用R做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图。
(1)热敏电阻R是_______(正/负)温度系数热敏电阻。
(2)如图乙所示,在标准大气压下,将R放入冰水混合物中时,R的阻值是_______Ω;写出电阻R与温度t的关系式:R= _______Ω。(用含有t的代数式表示R)
(3)如图丙所示,R恒定,当滑片P向右移动时,电流表A的示数_________(变大/变小/不变)。
(4)测温时要求温度降低,温度计示数减小,则图丙中将_______表(电流/电压)表盘的刻度改成相应的温度刻度。
(5)当滑动变阻器阻值为某一定值时,电阻R随温度均匀变化时,此时改装后的温度计的刻度分布_______(是/不是)均匀的。
【答案】(1)正 (2) ①. 50 ②.
(3)变大 (4)电压
(5)不是
【解析】
【小问1详解】
乙图中,热敏电阻R的阻值随温度的升高而增大,所以是正温度系数热敏电阻。
【小问2详解】
[1]在标准大气压下,冰水混合物中的温度为0℃,此时由图乙可知。
[2]由图乙可知,热敏电阻的阻值与温度的图像是倾斜直线,因此可设
当时,,即……①
当时,,即……②
联立两式解得,,所以温度与电阻的关系式为
【小问3详解】
丙图中与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压。当滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,所以电流表示数变大。
【小问4详解】
温度降低时,的阻值变小,电路中的总电阻减小,电流变大,电流表示数变大;根据串联电路中的电压关系,的阻值变小,两端电压减小,电压表示数减小。所以测温时要求温度降低,温度计示数减小,则图丙中应该将电压表表盘的刻度改成相应的温度刻度。
【小问5详解】
根据串联电路规律结合欧姆定律可得热敏电阻两端电压为
根据函数关系可知电压表示数的变化与热敏电阻或温度的变化不成线性关系,即改装后的温度计的刻度分布不均匀。
23. (2025 扬州 高邮 期末)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。图乙为某热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像。图丙是用R1作热敏电阻温度计的电路图,R2为定值电阻,阻值为100Ω,电源电压可调节变化。该电路的工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1的表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.2V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是________(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是________Ω;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是15℃,此时电源电压为______V;
(4)若电源电压可在0.6~1.2V之间调节,该热敏电阻温度计的测温范围为________℃。
【答案】 ①. 负 ②. 520 ③. 变小 ④. 1 ⑤. 2.5~40
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由乙图可知当温度升高时,热敏电阻R1阻值降低,为负温度系数热敏电阻。
[2]标准大气压下冰水混合物温度为零度,则由乙图可知将R1放入冰水混合物后对应阻值为520Ω。
(2)[3]由于保持通过R1的电流不变,则当温度升高时,由乙图可知电阻R1阻值变小,由U=IR可知R1两端电压变小。
(3)[4]由乙图可求热敏电阻阻值与温度关系为
R1=520Ω-8t
则当V1表盘上显示的温度是15℃时,R1阻值为
R1=520Ω-8×15Ω=400Ω
则此时电源电压为
U=U1+U2=400Ω×0.002A+0.2V=1V
(4)[5]由乙图可求热敏电阻温度与阻值关系为
当电压为0.6V时,热敏电阻为
此时对应温度为
当电压为1.2V时,热敏电阻为
此时对应温度为
则该热敏电阻温度计的测温范围为2.5℃~40℃。
24. (2025 常州 溧阳 期末)如图甲所示为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度,某次环境温度从10℃上升到20℃,电压表的示数变化了12mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。由此可知:每升高1℃,R的阻值增大___________Ω;环境温度为30℃时,电压表的示数为___________mV;若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更_____(大/小)的恒流源。
【答案】 ①. 0.4 ②. 336 ③. 大
【详解】[1]根据图像,温度上升80°C,对应电阻增大了132Ω-100Ω=32Ω,R的阻值增大量为
[2]由图丙可知,当时,电阻R的阻值R=104Ω,由欧姆定律可知,电阻R两端的电压;当时,电阻R的阻值R'=108Ω,电阻R两端的电压
电压表的示数变化了12mV,即
解得恒流电源的电流值
当时,电阻R的阻值
电压表的示数为
[3]为了增大该装置的灵敏度,应使温度变化量相同时,电压的变化量更大。根据欧姆定律变形公式U=IR可知,恒流状态下,电流I越大,电压变化量越大,装置更灵敏,故应该换一个电流更大的恒流源。
九年级物理 · 培优练习
学科网(北京)股份有限公司
$