2021-2022学年度人教版九年级物理 第十六章电压 电阻 16.3电阻 课后练习
一、选择题
1.关于导体的电阻,如果不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.铝导线比铜导线的电阻大 B.粗细相同的两根铝丝,短的比长的电阻大
C.两根铝导线,长的比短的电阻大 D.长度相同的两根铜丝, 细的比粗的电阻大
2.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小
C.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
D.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体电阻与材料有关
3.小亮在“探究温度一定的条件下,导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,已选定了代号为“O”的导体,为了探究导体电阻与横截面积的关系,他还要选用的导体代号是( )
导体代号 O A B C D
导体长度l/m 1.5 1.5 1.5 1.5 0.5
导体横截面积S/mm2 1.2 3.2 1.2 3.2 1.2
导体材料 镍铬 锰铜 钨 镍铬 镍铬
A.A B.B C.C D.D
4.A和B两根完全一样的导线。长度都是1m,阻值分别为RA和RB。把A剪去一半,剩下的一半阻值为RC,再把另外一半拉长到1m,阻值为RD。下列表达式正确的是( )
A.2RB=RC B.RB=2RC C.RB=RD D.RC=RD
5.关于导体、半导体和超导体,下列说法正确的是( )
A.中考实行网上阅卷,条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
B.超导材料可用来制作电饭锅的发热体,且发热效率更高
C.导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定
D.当导体被均匀拉长至原来的两倍时,它的电阻增大为原来的两倍
6.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,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、材料的关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
7.为了研究电阻与长度的关系,采用了如图所示的电路装置,其中两根电阻丝的材料和横截面积应该( )
A.材料相同、横截面积相同 B.材料不同、横截面积不同
C.材料不同、横截面积相同 D.材料相同、横截面积不同
8.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知下列说法正确的是( )
①钨丝的电阻随温度升高而减小②向钨丝吹气时,钨丝电阻变小③给钨丝加热时,电路中的电流变小④小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
A.只有①② B.只有②③ C.只有②④ D.只有①④
二、填空题
9.已知 A、B、C 是三根相同材料的导线,A 和 B 的长度相同,A 比 B 细;B 和 C 的粗细相同,B 比 C 长。那么这三根导线的电阻 RA、RB、RC 从大到小的排列顺序为____; 如果将 C 线均匀拉到和 B 一样长,则 B 的电阻____C 的电阻(选填“>”、“<” 或“=”)。
10.如图所示实验,将开关闭合,灯泡发光较亮;当用酒精灯加热金属灯丝后,结果灯泡亮度变暗,电流表读数变___________,这种现象说明导体的电阻跟温度有关,金属材料制成的电阻一般会随温度升高而___________。
11.如图所示装置中,A为锰铜丝,B、C、D 为镍铬合金丝,S表示金属丝的横截面积。若要探究导线电阻跟材料的关系,应选用A和___________两根金属丝进行实验;若要探究导线电阻与___________的关系,应选用B和D两根金属丝进行实验。
12.如图所示,ab为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是____(选填“导体”或“绝缘体”);将夹子在铅笔芯上向左移动时,观察到小灯泡变____(选填“亮”或“暗”)。
13.如图所示,将导体接到电路A、B之间时,导体与灯泡是_________(选填“串联”或“并联”)的。如果将不同的导体分别接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较灯的亮度来判断不同导体电阻的大小,用灯泡的亮度来推测接入导体的电阻,这种研究方法我们称之为_____________(选填“等效法”或“转化法”)。若两个导体的电阻差异不大,则可以用_____________(选填“电流表”或“电压表”)替换灯泡,作进一步的判断。
14.如图所示,有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,长宽高均不相等,电流分别沿图中的甲、乙、丙三种方式流过该金属电阻时,其中电阻值最小的是______图,把这个长方体金属电阻分别按图甲、乙、丙中的三种方式接在同一电源的两端,则流过______(选填“甲”“乙”或“丙”)的电流较小,若按照图丁的方式把两个金属块接在电源两端,则通过两金属块的电流IB______IC(选填“>”“=”或“<”)。
三、实验题
15.在研究学习活动中,小华同学用如图所示的电路探究导体的电阻跟哪些因素有关,她选取了4根金属丝做了4次实验。其材料、规格和测得的电流值如下表所示。
试验次数 金属丝代号 材料 长度 横截面积 电流
1 a 铜 1 1.0 1.5
2 b 镍铬合金 1 1.0 0.6
3 c 镍铬合金 1 2.0 1.2
4 d 镍铬合金 0.5 1.0 1.2
(1)本实验采用的实验探究方法是______。
(2)比较实验次数1和2可知,导体的电阻与导体的______有关。
(3)比较实验次数2和4可知,导体的电阻与导体的长度有关,导体越长,电阻越______。
(4)比较实验次数2和3可知,导体的电阻与导体的______有关。
16.下表是某实验小组在探究导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料的关系时,对所用导体相关物理量进行的一部分记录:
导体编号 甲 乙 丙 丁
长度(m) 1 1 1 0.5
横截面积(mm2) 1.2 2.4 1.2 1.2
材料 镍铬合金丝 镍铬合金丝
(1)选用________两根金属丝导体进行实验,是为了探究导体电阻大小与横截面积是否有关;
(2)为了完成实验,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,其中______导体的材料必须是镍铬合金丝;
(3)该实验中涉及到的主要研究方法,和下列哪个实验的研究方法是一样的_____。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.用水流的形成来类比电流的形成
D.用刻度尺测出100张相同纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度
17.在探究影响导体电阻大小的因素时,实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。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。
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 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)为了验证上述猜想②,应该选用编号_______两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(4)分别将A和D两电阻丝接入图电路中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。
四、综合题
18.阅读短文,回答问题:
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器.
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩.力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感.给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿.串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响.
(1)这种力传感器是将力的大小转换为________(电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是________.
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而__________.
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而_________的电阻.
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天_____(大/小).
19.阅读《物体电阻与温度的关系》,回答题。
物体电阻与温度的关系
当温度不断升高,物体的电阻是否会不断变大,最终变成无限大呢?其实,不同材料的物体情况各有不同。
金属导体,如铁、铜等,其电阻率(电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量)随温度的升高而变大。这是因为温度升高,金属材料中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。到了一定温度,物态开始发生变化,例如:从固体变成液体,再从液体变成气体。在物态变化时,由于原子的排列变得更为混乱、分散,电阻率还会出现跳跃式的上升。
半导体,由于其特殊的晶体结构,所以具有特殊的性质。如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,可供其他电子移动的空穴增多,所以导电性能增加,电阻率下降。掺有杂质的半导体变化较为复杂,当温度从绝对零度上升,半导体的电阻率先是减小,到了绝大部分的带电粒子离开他们的载体后,电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体(和未掺杂质的半导体一样),于是电阻率会再度下降。
绝缘体和电解质,它们的电阻率与温度的关系一般不成比例。
还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻率随温度变化极小,可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。
当温度极高时,物质就会进入新的状态,成为等离子体。此时,原子被电离,电子溢出,原子核组合成离子团,因此即使原本物质是绝缘体,成为等离子体后也可导电。
如果温度更高会是什么情况?据报道,美国能源部布鲁克海文国家实验室下属的研究小组,利用相对论重离子对撞机成功地制造出有史以来最高温度,该极端状态产生的物质成为新的夸克胶子混合态,其温度约为四万亿摄氏度,是太阳核心温度的25万倍。这种物质存在的时间极短(大约只有10s---28s),所以它的电性质尚不明确。
总之,物体电阻与温度之间的关系非常复杂,温度升高到一定程度时,物体的电阻并不一定会变得无限大,使得电流完全无法通过。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)绝缘体成为等离子体后________导电。(选填“能够”或“不能”)
(2)本文的第二自然段,研究的科学问题的自变量是温度,因变量是________。
(3)一般情况下,随着温度的升高,下列说法正确的是________。
A.金属导体的导电性会增强
B.半导体材料的电阻率可能会减小
C.用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值变小
D.温度升高,金属材料中自由电子运动的阻力会减小,电阻就会不断变大。
(4)利用锰铜合金和镍铬合金制作的标准电阻,其电阻率随温度变化________。(选填“很大”或“极小”)
【参考答案】
1.D 2.D 3.C 4.B 5.A 6.D 7.A 8.B
9.RA>RB>RC <
10.小 增大
11.B 导线电阻与长度
12.导体 亮
13.串联 转换法 电流表
14.丙 甲 =
15.控制变量法 材料 大 横截面积
16.甲、乙 丁 A
17.小灯泡亮度或电流表示数 A、B A、C 材料
18.电压 D 增大 减小 小
19.能够 电阻 B 极小