浙教版科学八年级上册第四章第3节 物质的导电性与电阻同步练习
一、单选题
1.下列关于金属中电流方向的说法中,正确的是( )
A.自由电子定向移动的方向和电流方向相反
B.自由电荷定向移动的方向为电流方向
C.自由电子实际移动的方向为电流方向
D.正电荷实际定向移动的方向为电流的方向
2. “全碳气凝胶”是浙江大学的科学家发明的一种新材料,其构造类似于海绵,具有良好的导电性,是世界上最轻的材料之一.由此可知,“全碳气凝胶”是( )
A.密度小的绝缘体 B.密度大的导体
C.密度大的绝缘体 D.密度小的导体
3. 在同样环境下,比较两根粗细相同、长度不同的铜导线电阻大小,下列说法中正确的是( )
A.长的大 B.一样大 C.长的小 D.无法确定
4. 关于电现象,下列说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.家用电器的金属外壳要接地
C.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
D.导体中没有电流通过时,导体就没有电阻
5.(2020八上·新昌月考) 小明在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中,发现实验器材中电阻丝只有一根,其它器材足够,如果要他完成下面的实验探究活动,不可能完成的是( )
A.探究导体电阻与长度的关系
B.探究导体电阻与横截面积的关系
C.探究导体电阻与材料的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
6. 在常温下将下面几种物质接到图中A、B两点间,能使灯泡发光的是( )
A.铅笔芯 B.塑料直尺 C.玻璃棒 D.干木筷子
7.甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220﹣25”、“PZ220﹣100”,关于这两个灯泡的描述正确的是
A.甲灯的灯丝粗,电阻大 B.甲灯的灯丝细,电阻大
C.乙灯的灯丝细,电阻小 D.乙灯的灯丝粗,电阻大
8. 下列有关电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体中的电流为零时电阻也为零
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
9. 下列所举的实验仪器中,能直接测量电阻的实验仪器是( )
A.电流表 B.电压表 C.多用电表 D.电能表
10. 通常情况下,关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的电阻跟该合金丝的长度有关
B.合金丝的电阻跟合金丝的横截面积无关
C.合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越小
D.通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大
11. 在常温干燥的情况下,下列餐具属于导体的是( )
A.塑料筷子 B.陶瓷碗
C.不锈钢勺 D.玻璃果盘
12. 我市正进行农村电网改造,对此下列分析错误的是( )
A.如果用超导材料作为输电线,可大大降低输电过程中的电能损耗
B.当输电电压增大时,输电线电阻也随着增大
C.输电线中的电流是自由电子定向移动形成的
D.改造时把细输电线换成粗输电线,可以减小输电线的电阻
13. 下列说法正确的是( )
A.试电笔可以检测出家庭电路的零线和火线
B.家用电器的金属外壳应该接在零线上
C.可以用湿毛巾擦点亮的电灯
D.绝缘体不导电是因为内部没有电子
14. 在①陶瓷②铜③盐水④塑料⑤玻璃⑥水银六种物质中,通常情况下属于导体的是( )
A.①④⑤ B.①⑤⑥
C.②③④ D.②③⑥
15.为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽査,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的温度引起电阻偏大 B.电线的材料引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大 D.电线的横截面积引起电阻偏大
二、填空题
16.如图是高、中、低“三档”电热器(R1>R2)的工作电路,如果将电热器调至高温档工作,应该闭合 开关;如果调至中温档工作,已知电源电压为U,通电时间为t,则它产生的热量的表达式: 。
17.某实验小组利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、d四段导体分别接入电路.经过测量,得到下表所示数据.
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流大小/A
a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20
b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16
c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08
d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04
(1)实验中,通过比较电路中 的大小,判断导体电阻的大小;
(2)为探究导体电阻与导体材料的关系,应控制 和 相同,材料不同的导体进行实验;
(3)选取导体 (填导体代号)对比可知:导体电阻大小与导体横截面积有关.
18. 人造地球卫星广泛应用于通信、气象、国防等领域,当卫星从近地点向远地点运动的过程中, 能转化为 能.
19. 导体的电阻是导体的一种性质,它的大小由材料、 、 决定的.
20.现有:①花生油②铅笔芯③水银④塑料盒⑤钢钥匙5种物品,其中属于导体的是 .(填序号)
三、探究题
21.在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻与导体的长度有关.
乙:导体的电阻与导体的材料有关.
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关.
实验室备有几种电阻丝,参数如下表.
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路.
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的.
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝(填编号)进行对比实验.
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想.
22. 学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干.
【实验过程】电路如图1所示,将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合S后,记录的数据如表.
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A 0.6 0.3 0.2 1.2 1.8
回答下列问题:
(1)图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中.
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A 0.3 0.2 1.2 1.8
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系.
A.电阻的大小与长度的关系是: ;
B.电阻的大小与横截面积的关系是: .
(3)进行多次测量的目的是 .
(4)此实验也可得出电流与电阻的关系是 .
(5)【拓展】用上述合金材料制成长1m、横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω.而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2,则一根合金丝的电阻为 Ω,长度为 m.
23. 学习了电流、电压和电阻知识后,同学拉发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似.李明和同学们提出:导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似,所以影响导体电阻大小的因素,他们提出了以下猜想:
猜想一:(类比管道长短)导体电阻的大小可能与导体的长度有关;
猜想二:(类比管道粗细)导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关.
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝,并设计了如图所示的电路.
(1)连接电路时,开关S应处于 状态(选填“断开”或“闭合”).闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)位置.
(2)闭合开关后,他们发现电流表无示数,但电压表示数接近电源电压,你判断他们的电路出现的故障可能是 .
(3)电路连接正确后,他们经过认真测量,得到了下表所示的数据:
物理量/序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …
长度L/m 2.0 4.0 6.0 2.0 4.0 6.0 2.0 4.0 6.0 …
横截面积S/mm2 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 4.0 4.0 4.0 …
电阻R/Ω 2.0 4.0 6.0 1.0 2.0 3.0 0.5 1.0 1.5 …
比较表中数据,要验证他们的猜想一,可选哪三组数据做比较? ;
比较表中数据,要验证他们的猜想二,可选哪三组数据做比较? ;
(4)本实验采用的研究方法是 ;
(5)实验结束后,细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究,这个因素是 .
24.小芳在探究影响导体电阻大小的因素时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积
为验证上述猜想,小芳用图甲的器材进行实验,其中①、②、③是镍洛合金丝,④是锰铜丝
(1)连接电路时,开关应处于 状态,在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关后通过观察 来比较导体电阻的大小.
(2)为验证猜想B,应选用编号为 两根金属丝分别接入电路进行实验
(3)分别将①、③两金属丝接入图中M、N两点间,电流表的示数不同,由此得到的结论是:当材料和长度相同时,导体电阻跟 有关
(4)小芳同学想进一步测出②的电阻大小,把②接在M、N的同时并联上电压表测出其两端的电压为1V,电流表的示数如图乙所示,此读数为 A,则②的电阻为 Ω
25.小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想.
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)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小.
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小.
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表.
你赞同 (选填“小明”、“小红”或“小亮”)的观点.
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N跟 (选填“A、B、C、D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小.
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是 .
(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,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证.
(5)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法.下列4个实验中没有用到此方法的是 ( )
A.探究电流与电压、电阻的关系实验
B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点实验
D.探究影响摩擦力大小的因素实验
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电流和电流的单位换算;导体和绝缘体
【解析】【解答】金属导体中的电流实际上是依靠自由电子的定向移动形成的,不是正电荷实际定向移动形成的。自由电子带负电,电流的方向与负电荷定向移动的方向相反。故选A
【分析】电荷的定向移动形成电流,把正电荷的定向移动的方向规定为电流方向。电荷包括正电荷和负电荷。
2.【答案】D
【知识点】密度及其特性;导体和绝缘体
【解析】【解答】解:“全碳气凝胶”的固态材料是世界上最轻的固体,用确切的物理语言来说是指它的密度很小,由于具有良好的导电性,所以,“全碳气凝胶”是密度小的导体.
故选:D
【分析】单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度.
3.【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:在同样环境下,电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,在横截面积和材料相同时,长的铜丝电阻大.
故选:A.
【分析】导体的电阻是导体本身的一种性质,其决定因素与其本身的材料、长度、横截面积有关,若说与外界有关,也只与外界的温度这个因素有关.导体一定,则电阻一定.与导体两端电压的高度,导体中电流的大小等都没有关系.
4.【答案】B
【知识点】电荷间的相互作用规律;电阻和电阻的串联、并联;安全用电原则;电功率
【解析】【解答】解:A、电功率的大小,不但和做功的多少有关,还与时间的长短有关,故A错误;
B、有金属外壳的家用电器的金属外壳要接地,正确;
C、电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C错误;
D、电阻是导体的一种性质,和导体中有无电流无关,故D错误.
故选B.
【分析】(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量,和电流做功的多少、时间的长短有关;
(2)为了防止漏电发生触电事故,所以大功率或有金属外壳的用电器的外壳要接地;
(3)电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(4)电阻是导体的一种性质,和导体中有无电流无关.
5.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:
A、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,不符合题意;
B、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,不符合题意;
C、当探究导体电阻与材料的关系时,可控制长度和横截面积不变,因为只有一个金属丝,所以无法改变材料,不能够完成,符合题意;
D、实验时,取一根电阻丝,控制长度、材料和横截面积不变,改变温度,探究导体电阻与温度的关系,不符合题意;
故选C
【分析】导体的电阻是本身的属性,它跟导体的长度、横截面积和材料有关,当探究影响导体电阻大小的因素时,应控制其它的因素不变,只改变该因素看电阻如何变化就可以.
6.【答案】A
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】解:塑料直尺、玻璃棒、干木筷子是绝缘体,不能使灯泡亮起来,铅笔芯是导体,能使灯泡亮起来;
故选:A.
【分析】(1)根据导电性的不同,材料可分为导体、半导体、绝缘体三大类;
(2)容易导电的物体叫导体,如金属、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体,如塑料、橡胶、陶瓷等;导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体.
7.【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:根据R=可知,电压相同时,甲灯泡的额定功率小,电阻大;乙灯泡的额定功率大,电阻小;
根据影响电阻大小的因素材料、长度、横截面积,且材料、长度相同时横截面积越大、电阻越小可知,乙灯泡比甲灯泡粗.
故选B
【分析】已知灯泡的额定电压和额定功率.根据公式R=可知两灯泡的电阻大小关系;再根据影响电阻大小的因素,即材料、长度、横截面积分析两灯丝的粗细关系
8.【答案】D
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】解:
(1)电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻越大,则导电能力越弱;故A错误;
(2)导体的阻值是导体本身所具有的性质,电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与通过它的电流、它两端的电压无关;故D选项正确,BC选项错误.
故选D.
【分析】根据影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关进行解答.
9.【答案】C
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】解:A、电流表是用于测量电流的;
B、电压表是用于测量电压的;
C、多用电表可以测量电流、电压或电阻;
D、电能表是用于测量电能的;
故选C.
【分析】根据题目中所提到的电表的用途进行分析判断即可解决.
10.【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:A、粗细均匀的镍铬合金丝,其电阻跟该合金丝的长度有关,故A正确;
B、电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此合金丝的电阻跟合金丝的横截面积有关,故B错误;
CD、电阻是导体本身的一种属性,其大小与电压和电流的大小无关,故CD错误.
故选A.
【分析】电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此在分析电阻的大小时应使用控制变量法,逐个因素进行比较.
11.【答案】C
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】解:塑料筷子、陶瓷碗、玻璃果盘都不容易导电,属于绝缘体;不锈钢汤匙是金属制品,是导体.
故选C.
【分析】根据常见的导体和绝缘体进行判断.常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等.常见的绝缘体包括:塑料、陶瓷、橡胶、空气、玻璃等.
12.【答案】B
【解析】【解答】解:A、如果用超导材料作为输电线,可大大降低输电过程中的电能损耗,所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电,故A正确;
B、影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,当输电电压增大时,输电线电阻不变,故B错误;
C、输电线中的电流是自由电子定向移动形成的,但金属导体中的自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故C叙述正确;
D、将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的材料、长度不变,横截面积变大,故其阻值变小,故D叙述正确.
故选:B.
【分析】超导体的电阻为零,电流流过超导体时不会产生热量,凡是利用电流热效应工作的设备,都不能使用超导体.超导体适合制作输电导线和电动机线圈等;
影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,当材料和长度都一定时,导线的横截面积越大,导线的电阻值就会越小.
13.【答案】A
【知识点】导体和绝缘体;测电笔的使用;安全用电原则
【解析】【解答】解:A、火线上有电压,在用测电笔接触时与人体形成一通路,有电流由人体流向大地;而零线与大地相通,测零线时与人体没有电压形成不了电流,故试电笔能区分火线和零线,故A正确;
B、金属外壳的用电器要接地,防止金属外壳漏电,发生触电事故,故B错误;
C、湿毛巾的水份是导体,擦点亮的电灯容易发生触电事故,故C错误;
D、绝缘体内电子也很多,只是自由电子几乎没有,故D错误.
故选A.
【分析】(1)试电笔是用来辨别火线和零线的.
(2)有金属外壳的家用电器,要接地线,以防漏电时,人不会发生触电事故.
(3)不纯净的水是导体,水在人手和火线之间连通,会发生触电事故;
(4)绝缘体不容易导电的原因:绝缘体内部几乎没有自由移动的电荷.导体能导电的原因:导体内部有大量的自由移动的电荷.
14.【答案】D
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】解:在通常情况下,②铜、③盐水、⑥水银是容易导电的物体,是导体;
①陶瓷、④塑料、⑤玻璃是不容易导电的物体,是绝缘体.
故选D.
【分析】此题考查的是绝缘体、导体的概念,它们的分类依据是导电性能的不同.导体和绝缘体没有绝对的界限,导体性能介于二者之间的是半导体,常见的半导体有:硅、锗等.
15.【答案】D
【解析】【解答】当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大.本题中的条件即为电线的横截面积小引起电阻偏大.
故选D.
【分析】依据影响电阻大小的因素来判断.影响电阻大小的因素共有四个:材料、长度、横截面积、温度.
16.【答案】S、S1、S2;
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;影响电阻大小的因素;焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【解答】由电路图可知,当开关S、S1、S2闭合时,两电阻并联,根据电阻的并联特点可知,此时电路中的总电阻最小,由 可知,此时电热器的电功率最大,处于高温档位;
当闭合开关S、S2闭合时,电路中只有R2工作,因为R1>R2,所以由 可知,此时电热器处于中温档位,t内产生的热量: 。
故答案为:S、S1、S2;
【分析】根据 可知,在电源的电压不变时,要调到电热器的高温档位,应使电路中的总电阻最小,根据电阻的并联特点可知两电阻并联时电路中的总电阻最小,据此判断需要闭合的开关;当电路中只有R2工作时,电热器处于中温档位,根据焦耳定律求出通电时间为t内产生的热量。
17.【答案】电流(或电流表示数);长度;横截面积;b、c
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:
(1)在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小.
(2)要探究导体电阻大小与材料是否有关,应控制长度和横截面积一定,材料不同的导体进行实验;
(3)导线b、c的材料相同、长度相同,只是横截面积不同,所以由此实验可以验证导体的电阻可能跟导体的横截面积是否有关.
故答案为:(1)电流(或电流表示数);(2)长度;横截面积;(3)b、c.
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小.
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变.
18.【答案】动;重力势
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:人造地球卫星在远地点时动能最小,势能最大;在近地点动能最大,势能最小,故从远地点向近地点运动时,势能转化为动能,速度会变大;从近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能.
故答案为:动;重力势.
【分析】人造地球卫星在远地点时动能最小,势能最大;在近地点动能最大,势能最小.
19.【答案】长度;横截面积
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:
电阻是导体的一种性质;导体的电阻大小与它的材料、长度和横截面积有关.
故答案为:长度;横截面积.
【分析】电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,与电压无关,与电流也无关.
20.【答案】②③⑤
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】铅笔芯、水银、钢钥匙容易导电是导体,花生油、塑料盒不容易导电是绝缘体.故答案为:②③⑤.
【分析】容易导电的物体叫导体,如:各种金属、酸碱盐溶液、石墨、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体,如:橡胶、陶瓷、塑料、玻璃等.
21.【答案】(1)电流
(2)c、d
(3)甲
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小.
(2)验证导体的电阻与导体的材料有关时,应控制导体的长度和横截面积不变,编号c、d电阻丝符合;
(3)选用b、c两根电阻丝可知,两者的材料和横截面积相同、长度不同,是验证导体的电阻与导体的长度是否有关,即验证甲同学的猜想.
故答案为:(1)电流;(2)c、d;(3)甲.
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小.
(2)(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法.
在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变.
22.【答案】(1)0.6
(2)材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)得出影响电阻与 导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性
(4)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比
(5)2.5;1.25
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)根据表格中的特点,串联的电阻越多,电流表的示数越小,所以串联一根电阻丝时,电路中的电流应大于0.3A,所以图2中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为0.6A;
(2)A.根据1、2、3组数据可知,导体的材料和横截面积相同,导体越长,电流表的示数越小,说明电阻值越大,且电阻值跟导体的长度成正比;
B.根据1、4、5组数据可知,导体的材料和长度相同,横截面积越大,电流表的示数越大,说明电阻值越小,且电阻值跟导体的横截面积成反比;
(3)实验中进行多次测量,是为了得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性;
(4)由实验数据可知,导体两端的电压不变,导体的电阻增大到原来的几倍,电流减小到原来的几分之一,导体中的电流与导体的电阻成反比;
根据电阻与导体的长度和横截面积的关系,对与上材料相同的导体,电阻值可记为R=×1Ω mm2/m;
由R=可知,一根合金丝的导体电阻为R===2.5Ω;
代入上面关系式:2.5Ω=×1Ω mm2/m
解得L=1.25m.
故 答案为:(1)0.6;(2)A.材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;B.材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比;(3)得出影响电阻与 导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性;(4)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比;2.5;1.25.
【分析】(1)确定电流表的量程,读出示数;
(2)根据串联时电流表示数判断出电阻的变化,得出电阻大小与长度的关系;
根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化,得出电阻大小与横截面积的关系;
(3)实验中为得出普遍性结论,得出影响电阻的因素,进行多次测量;
(4)根据电流和电阻的变化关系,得出结论;
根据一根合金丝的电流求出电阻值;
由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小.
23.【答案】(1)断开;b
(2)电阻丝处断路
(3)1、2、3(或4、5、6,或7、8、9);1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)
(4)控制变量法
(5)材料
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开;由电路图知,闭合开关前,滑片应置于b端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电阻丝断路;
(3)根据题意,导体的材料和温度是相同的;
要探究电阻与导体长度的关系,需使横截面积相同,则需选择1、2、3(或4、5、6或7、8、9)进行比较;
要探究电阻与导体横截面积的关系,需使导体的长度相同,则需选择1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)的数据进行比较;
(4)由(3)分析知,实验中用到了控制变量法;
(5)由于导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,通常情况下忽略温度的影响,实验中已经探究了电阻与长度和横截面积的关系,还未探究电阻与材料的关系.
故答案为:(1)断开;b;
(2)电阻丝处断路;
(3)1、2、3(或4、5、6,或7、8、9);1、4、7(或2、5、8,或3、6、9);
(4)控制变量法;
(5)材料.
【分析】(1)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;
(2)电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电路断路;
(3)根据影响电阻的因素及控制变量法进行分析;
(4)导体的电阻与多个因素有关,探究过程中应用控制变量法;
(5)电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,通常情况下忽略温度的影响,根据其分析即可.
24.【答案】(1)断开;电流表示数或灯泡的亮度
(2)①②
(3)横截面积
(4)0.2;5
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)为避免误操作引起短路现象,连接电路时要求开关断开;通过电流表的示数或灯泡的亮度来显示电阻的大小.
(2)为研究电阻长导体的长度关系,要控制材料和模截面积一定,所以要选择编号①②.
(3)①③两金属丝材料都是镍铬合金,长度相同,模截面积不同,所以是研究导体电阻跟横截面积的关系.
(4)电流表使用的单位是A,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,示数是0.2A;
R===5Ω.
故答案为:(1)断开;电流表示数或灯泡的亮度.
(2)①②.
(3)横截面积.
(4)0.2;5.
【分析】(1)为保护电路,连接电路时开关应处于断开状态;电阻的大小不能直接比较,利用转换法通过电路中可以观察的现象来比较电阻的大小.
(2)利用控制变量法研究问题,要控制其他因素一定,改变被研究因素.
(3)分析①③两金属丝什么因素相同,什么因素不同,研究的是不同因素的关系.
(4)首先从表盘上看清使用的单位,确定每一个大格和每一个小格代表的示数,再读数;电阻根据公式R=来计算.
25.【答案】(1)小亮
(2)A、C
(3)导体的长度;当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大
(4)三
(5)C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故小亮的观点正确;
(2)要验证猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关,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)A、B两根电阻丝材料相同、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.
分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大.
(4)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.
(5)A.因为电路与电压、电阻都有关系,在探究电流与电压、电阻的关系实验中运用了控制变量法;
B.压力的作用效果跟压力大小、受力面积有关,在探究影响压力作用效果的因素实验中运用了控制变量法;
C.在探究“平面镜成像特点”实验中用到的是等效替代法;
D.摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关,在探究影响摩擦力大小的因素实验中运用了控制变量法.
以上4个实验中没有运用控制变量法的是C.
故答案为:(1)小亮;(2)A、C; (3)导体的长度;当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大;
(4)三;(5)C.
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,根据串联电路的特点分析小灯泡的作用.
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变.
1 / 1浙教版科学八年级上册第四章第3节 物质的导电性与电阻同步练习
一、单选题
1.下列关于金属中电流方向的说法中,正确的是( )
A.自由电子定向移动的方向和电流方向相反
B.自由电荷定向移动的方向为电流方向
C.自由电子实际移动的方向为电流方向
D.正电荷实际定向移动的方向为电流的方向
【答案】A
【知识点】电流和电流的单位换算;导体和绝缘体
【解析】【解答】金属导体中的电流实际上是依靠自由电子的定向移动形成的,不是正电荷实际定向移动形成的。自由电子带负电,电流的方向与负电荷定向移动的方向相反。故选A
【分析】电荷的定向移动形成电流,把正电荷的定向移动的方向规定为电流方向。电荷包括正电荷和负电荷。
2. “全碳气凝胶”是浙江大学的科学家发明的一种新材料,其构造类似于海绵,具有良好的导电性,是世界上最轻的材料之一.由此可知,“全碳气凝胶”是( )
A.密度小的绝缘体 B.密度大的导体
C.密度大的绝缘体 D.密度小的导体
【答案】D
【知识点】密度及其特性;导体和绝缘体
【解析】【解答】解:“全碳气凝胶”的固态材料是世界上最轻的固体,用确切的物理语言来说是指它的密度很小,由于具有良好的导电性,所以,“全碳气凝胶”是密度小的导体.
故选:D
【分析】单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度.
3. 在同样环境下,比较两根粗细相同、长度不同的铜导线电阻大小,下列说法中正确的是( )
A.长的大 B.一样大 C.长的小 D.无法确定
【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:在同样环境下,电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,在横截面积和材料相同时,长的铜丝电阻大.
故选:A.
【分析】导体的电阻是导体本身的一种性质,其决定因素与其本身的材料、长度、横截面积有关,若说与外界有关,也只与外界的温度这个因素有关.导体一定,则电阻一定.与导体两端电压的高度,导体中电流的大小等都没有关系.
4. 关于电现象,下列说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.家用电器的金属外壳要接地
C.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
D.导体中没有电流通过时,导体就没有电阻
【答案】B
【知识点】电荷间的相互作用规律;电阻和电阻的串联、并联;安全用电原则;电功率
【解析】【解答】解:A、电功率的大小,不但和做功的多少有关,还与时间的长短有关,故A错误;
B、有金属外壳的家用电器的金属外壳要接地,正确;
C、电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C错误;
D、电阻是导体的一种性质,和导体中有无电流无关,故D错误.
故选B.
【分析】(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量,和电流做功的多少、时间的长短有关;
(2)为了防止漏电发生触电事故,所以大功率或有金属外壳的用电器的外壳要接地;
(3)电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(4)电阻是导体的一种性质,和导体中有无电流无关.
5.(2020八上·新昌月考) 小明在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中,发现实验器材中电阻丝只有一根,其它器材足够,如果要他完成下面的实验探究活动,不可能完成的是( )
A.探究导体电阻与长度的关系
B.探究导体电阻与横截面积的关系
C.探究导体电阻与材料的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:
A、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,不符合题意;
B、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,不符合题意;
C、当探究导体电阻与材料的关系时,可控制长度和横截面积不变,因为只有一个金属丝,所以无法改变材料,不能够完成,符合题意;
D、实验时,取一根电阻丝,控制长度、材料和横截面积不变,改变温度,探究导体电阻与温度的关系,不符合题意;
故选C
【分析】导体的电阻是本身的属性,它跟导体的长度、横截面积和材料有关,当探究影响导体电阻大小的因素时,应控制其它的因素不变,只改变该因素看电阻如何变化就可以.
6. 在常温下将下面几种物质接到图中A、B两点间,能使灯泡发光的是( )
A.铅笔芯 B.塑料直尺 C.玻璃棒 D.干木筷子
【答案】A
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】解:塑料直尺、玻璃棒、干木筷子是绝缘体,不能使灯泡亮起来,铅笔芯是导体,能使灯泡亮起来;
故选:A.
【分析】(1)根据导电性的不同,材料可分为导体、半导体、绝缘体三大类;
(2)容易导电的物体叫导体,如金属、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体,如塑料、橡胶、陶瓷等;导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体.
7.甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220﹣25”、“PZ220﹣100”,关于这两个灯泡的描述正确的是
A.甲灯的灯丝粗,电阻大 B.甲灯的灯丝细,电阻大
C.乙灯的灯丝细,电阻小 D.乙灯的灯丝粗,电阻大
【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:根据R=可知,电压相同时,甲灯泡的额定功率小,电阻大;乙灯泡的额定功率大,电阻小;
根据影响电阻大小的因素材料、长度、横截面积,且材料、长度相同时横截面积越大、电阻越小可知,乙灯泡比甲灯泡粗.
故选B
【分析】已知灯泡的额定电压和额定功率.根据公式R=可知两灯泡的电阻大小关系;再根据影响电阻大小的因素,即材料、长度、横截面积分析两灯丝的粗细关系
8. 下列有关电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体中的电流为零时电阻也为零
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
【答案】D
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】解:
(1)电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻越大,则导电能力越弱;故A错误;
(2)导体的阻值是导体本身所具有的性质,电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与通过它的电流、它两端的电压无关;故D选项正确,BC选项错误.
故选D.
【分析】根据影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关进行解答.
9. 下列所举的实验仪器中,能直接测量电阻的实验仪器是( )
A.电流表 B.电压表 C.多用电表 D.电能表
【答案】C
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】解:A、电流表是用于测量电流的;
B、电压表是用于测量电压的;
C、多用电表可以测量电流、电压或电阻;
D、电能表是用于测量电能的;
故选C.
【分析】根据题目中所提到的电表的用途进行分析判断即可解决.
10. 通常情况下,关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的电阻跟该合金丝的长度有关
B.合金丝的电阻跟合金丝的横截面积无关
C.合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越小
D.通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大
【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:A、粗细均匀的镍铬合金丝,其电阻跟该合金丝的长度有关,故A正确;
B、电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此合金丝的电阻跟合金丝的横截面积有关,故B错误;
CD、电阻是导体本身的一种属性,其大小与电压和电流的大小无关,故CD错误.
故选A.
【分析】电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此在分析电阻的大小时应使用控制变量法,逐个因素进行比较.
11. 在常温干燥的情况下,下列餐具属于导体的是( )
A.塑料筷子 B.陶瓷碗
C.不锈钢勺 D.玻璃果盘
【答案】C
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】解:塑料筷子、陶瓷碗、玻璃果盘都不容易导电,属于绝缘体;不锈钢汤匙是金属制品,是导体.
故选C.
【分析】根据常见的导体和绝缘体进行判断.常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等.常见的绝缘体包括:塑料、陶瓷、橡胶、空气、玻璃等.
12. 我市正进行农村电网改造,对此下列分析错误的是( )
A.如果用超导材料作为输电线,可大大降低输电过程中的电能损耗
B.当输电电压增大时,输电线电阻也随着增大
C.输电线中的电流是自由电子定向移动形成的
D.改造时把细输电线换成粗输电线,可以减小输电线的电阻
【答案】B
【解析】【解答】解:A、如果用超导材料作为输电线,可大大降低输电过程中的电能损耗,所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电,故A正确;
B、影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,当输电电压增大时,输电线电阻不变,故B错误;
C、输电线中的电流是自由电子定向移动形成的,但金属导体中的自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故C叙述正确;
D、将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的材料、长度不变,横截面积变大,故其阻值变小,故D叙述正确.
故选:B.
【分析】超导体的电阻为零,电流流过超导体时不会产生热量,凡是利用电流热效应工作的设备,都不能使用超导体.超导体适合制作输电导线和电动机线圈等;
影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,当材料和长度都一定时,导线的横截面积越大,导线的电阻值就会越小.
13. 下列说法正确的是( )
A.试电笔可以检测出家庭电路的零线和火线
B.家用电器的金属外壳应该接在零线上
C.可以用湿毛巾擦点亮的电灯
D.绝缘体不导电是因为内部没有电子
【答案】A
【知识点】导体和绝缘体;测电笔的使用;安全用电原则
【解析】【解答】解:A、火线上有电压,在用测电笔接触时与人体形成一通路,有电流由人体流向大地;而零线与大地相通,测零线时与人体没有电压形成不了电流,故试电笔能区分火线和零线,故A正确;
B、金属外壳的用电器要接地,防止金属外壳漏电,发生触电事故,故B错误;
C、湿毛巾的水份是导体,擦点亮的电灯容易发生触电事故,故C错误;
D、绝缘体内电子也很多,只是自由电子几乎没有,故D错误.
故选A.
【分析】(1)试电笔是用来辨别火线和零线的.
(2)有金属外壳的家用电器,要接地线,以防漏电时,人不会发生触电事故.
(3)不纯净的水是导体,水在人手和火线之间连通,会发生触电事故;
(4)绝缘体不容易导电的原因:绝缘体内部几乎没有自由移动的电荷.导体能导电的原因:导体内部有大量的自由移动的电荷.
14. 在①陶瓷②铜③盐水④塑料⑤玻璃⑥水银六种物质中,通常情况下属于导体的是( )
A.①④⑤ B.①⑤⑥
C.②③④ D.②③⑥
【答案】D
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】解:在通常情况下,②铜、③盐水、⑥水银是容易导电的物体,是导体;
①陶瓷、④塑料、⑤玻璃是不容易导电的物体,是绝缘体.
故选D.
【分析】此题考查的是绝缘体、导体的概念,它们的分类依据是导电性能的不同.导体和绝缘体没有绝对的界限,导体性能介于二者之间的是半导体,常见的半导体有:硅、锗等.
15.为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽査,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的温度引起电阻偏大 B.电线的材料引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大 D.电线的横截面积引起电阻偏大
【答案】D
【解析】【解答】当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大.本题中的条件即为电线的横截面积小引起电阻偏大.
故选D.
【分析】依据影响电阻大小的因素来判断.影响电阻大小的因素共有四个:材料、长度、横截面积、温度.
二、填空题
16.如图是高、中、低“三档”电热器(R1>R2)的工作电路,如果将电热器调至高温档工作,应该闭合 开关;如果调至中温档工作,已知电源电压为U,通电时间为t,则它产生的热量的表达式: 。
【答案】S、S1、S2;
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;影响电阻大小的因素;焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【解答】由电路图可知,当开关S、S1、S2闭合时,两电阻并联,根据电阻的并联特点可知,此时电路中的总电阻最小,由 可知,此时电热器的电功率最大,处于高温档位;
当闭合开关S、S2闭合时,电路中只有R2工作,因为R1>R2,所以由 可知,此时电热器处于中温档位,t内产生的热量: 。
故答案为:S、S1、S2;
【分析】根据 可知,在电源的电压不变时,要调到电热器的高温档位,应使电路中的总电阻最小,根据电阻的并联特点可知两电阻并联时电路中的总电阻最小,据此判断需要闭合的开关;当电路中只有R2工作时,电热器处于中温档位,根据焦耳定律求出通电时间为t内产生的热量。
17.某实验小组利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、d四段导体分别接入电路.经过测量,得到下表所示数据.
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流大小/A
a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20
b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16
c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08
d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04
(1)实验中,通过比较电路中 的大小,判断导体电阻的大小;
(2)为探究导体电阻与导体材料的关系,应控制 和 相同,材料不同的导体进行实验;
(3)选取导体 (填导体代号)对比可知:导体电阻大小与导体横截面积有关.
【答案】电流(或电流表示数);长度;横截面积;b、c
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:
(1)在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小.
(2)要探究导体电阻大小与材料是否有关,应控制长度和横截面积一定,材料不同的导体进行实验;
(3)导线b、c的材料相同、长度相同,只是横截面积不同,所以由此实验可以验证导体的电阻可能跟导体的横截面积是否有关.
故答案为:(1)电流(或电流表示数);(2)长度;横截面积;(3)b、c.
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小.
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变.
18. 人造地球卫星广泛应用于通信、气象、国防等领域,当卫星从近地点向远地点运动的过程中, 能转化为 能.
【答案】动;重力势
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:人造地球卫星在远地点时动能最小,势能最大;在近地点动能最大,势能最小,故从远地点向近地点运动时,势能转化为动能,速度会变大;从近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能.
故答案为:动;重力势.
【分析】人造地球卫星在远地点时动能最小,势能最大;在近地点动能最大,势能最小.
19. 导体的电阻是导体的一种性质,它的大小由材料、 、 决定的.
【答案】长度;横截面积
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:
电阻是导体的一种性质;导体的电阻大小与它的材料、长度和横截面积有关.
故答案为:长度;横截面积.
【分析】电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,与电压无关,与电流也无关.
20.现有:①花生油②铅笔芯③水银④塑料盒⑤钢钥匙5种物品,其中属于导体的是 .(填序号)
【答案】②③⑤
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【解答】铅笔芯、水银、钢钥匙容易导电是导体,花生油、塑料盒不容易导电是绝缘体.故答案为:②③⑤.
【分析】容易导电的物体叫导体,如:各种金属、酸碱盐溶液、石墨、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体,如:橡胶、陶瓷、塑料、玻璃等.
三、探究题
21.在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻与导体的长度有关.
乙:导体的电阻与导体的材料有关.
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关.
实验室备有几种电阻丝,参数如下表.
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路.
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的.
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝(填编号)进行对比实验.
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想.
【答案】(1)电流
(2)c、d
(3)甲
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小.
(2)验证导体的电阻与导体的材料有关时,应控制导体的长度和横截面积不变,编号c、d电阻丝符合;
(3)选用b、c两根电阻丝可知,两者的材料和横截面积相同、长度不同,是验证导体的电阻与导体的长度是否有关,即验证甲同学的猜想.
故答案为:(1)电流;(2)c、d;(3)甲.
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小.
(2)(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法.
在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变.
22. 学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干.
【实验过程】电路如图1所示,将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合S后,记录的数据如表.
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A 0.6 0.3 0.2 1.2 1.8
回答下列问题:
(1)图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中.
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A 0.3 0.2 1.2 1.8
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系.
A.电阻的大小与长度的关系是: ;
B.电阻的大小与横截面积的关系是: .
(3)进行多次测量的目的是 .
(4)此实验也可得出电流与电阻的关系是 .
(5)【拓展】用上述合金材料制成长1m、横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω.而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2,则一根合金丝的电阻为 Ω,长度为 m.
【答案】(1)0.6
(2)材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)得出影响电阻与 导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性
(4)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比
(5)2.5;1.25
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)根据表格中的特点,串联的电阻越多,电流表的示数越小,所以串联一根电阻丝时,电路中的电流应大于0.3A,所以图2中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为0.6A;
(2)A.根据1、2、3组数据可知,导体的材料和横截面积相同,导体越长,电流表的示数越小,说明电阻值越大,且电阻值跟导体的长度成正比;
B.根据1、4、5组数据可知,导体的材料和长度相同,横截面积越大,电流表的示数越大,说明电阻值越小,且电阻值跟导体的横截面积成反比;
(3)实验中进行多次测量,是为了得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性;
(4)由实验数据可知,导体两端的电压不变,导体的电阻增大到原来的几倍,电流减小到原来的几分之一,导体中的电流与导体的电阻成反比;
根据电阻与导体的长度和横截面积的关系,对与上材料相同的导体,电阻值可记为R=×1Ω mm2/m;
由R=可知,一根合金丝的导体电阻为R===2.5Ω;
代入上面关系式:2.5Ω=×1Ω mm2/m
解得L=1.25m.
故 答案为:(1)0.6;(2)A.材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;B.材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比;(3)得出影响电阻与 导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性;(4)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比;2.5;1.25.
【分析】(1)确定电流表的量程,读出示数;
(2)根据串联时电流表示数判断出电阻的变化,得出电阻大小与长度的关系;
根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化,得出电阻大小与横截面积的关系;
(3)实验中为得出普遍性结论,得出影响电阻的因素,进行多次测量;
(4)根据电流和电阻的变化关系,得出结论;
根据一根合金丝的电流求出电阻值;
由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小.
23. 学习了电流、电压和电阻知识后,同学拉发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似.李明和同学们提出:导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似,所以影响导体电阻大小的因素,他们提出了以下猜想:
猜想一:(类比管道长短)导体电阻的大小可能与导体的长度有关;
猜想二:(类比管道粗细)导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关.
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝,并设计了如图所示的电路.
(1)连接电路时,开关S应处于 状态(选填“断开”或“闭合”).闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)位置.
(2)闭合开关后,他们发现电流表无示数,但电压表示数接近电源电压,你判断他们的电路出现的故障可能是 .
(3)电路连接正确后,他们经过认真测量,得到了下表所示的数据:
物理量/序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …
长度L/m 2.0 4.0 6.0 2.0 4.0 6.0 2.0 4.0 6.0 …
横截面积S/mm2 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 4.0 4.0 4.0 …
电阻R/Ω 2.0 4.0 6.0 1.0 2.0 3.0 0.5 1.0 1.5 …
比较表中数据,要验证他们的猜想一,可选哪三组数据做比较? ;
比较表中数据,要验证他们的猜想二,可选哪三组数据做比较? ;
(4)本实验采用的研究方法是 ;
(5)实验结束后,细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究,这个因素是 .
【答案】(1)断开;b
(2)电阻丝处断路
(3)1、2、3(或4、5、6,或7、8、9);1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)
(4)控制变量法
(5)材料
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开;由电路图知,闭合开关前,滑片应置于b端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电阻丝断路;
(3)根据题意,导体的材料和温度是相同的;
要探究电阻与导体长度的关系,需使横截面积相同,则需选择1、2、3(或4、5、6或7、8、9)进行比较;
要探究电阻与导体横截面积的关系,需使导体的长度相同,则需选择1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)的数据进行比较;
(4)由(3)分析知,实验中用到了控制变量法;
(5)由于导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,通常情况下忽略温度的影响,实验中已经探究了电阻与长度和横截面积的关系,还未探究电阻与材料的关系.
故答案为:(1)断开;b;
(2)电阻丝处断路;
(3)1、2、3(或4、5、6,或7、8、9);1、4、7(或2、5、8,或3、6、9);
(4)控制变量法;
(5)材料.
【分析】(1)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;
(2)电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电路断路;
(3)根据影响电阻的因素及控制变量法进行分析;
(4)导体的电阻与多个因素有关,探究过程中应用控制变量法;
(5)电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,通常情况下忽略温度的影响,根据其分析即可.
24.小芳在探究影响导体电阻大小的因素时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积
为验证上述猜想,小芳用图甲的器材进行实验,其中①、②、③是镍洛合金丝,④是锰铜丝
(1)连接电路时,开关应处于 状态,在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关后通过观察 来比较导体电阻的大小.
(2)为验证猜想B,应选用编号为 两根金属丝分别接入电路进行实验
(3)分别将①、③两金属丝接入图中M、N两点间,电流表的示数不同,由此得到的结论是:当材料和长度相同时,导体电阻跟 有关
(4)小芳同学想进一步测出②的电阻大小,把②接在M、N的同时并联上电压表测出其两端的电压为1V,电流表的示数如图乙所示,此读数为 A,则②的电阻为 Ω
【答案】(1)断开;电流表示数或灯泡的亮度
(2)①②
(3)横截面积
(4)0.2;5
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)为避免误操作引起短路现象,连接电路时要求开关断开;通过电流表的示数或灯泡的亮度来显示电阻的大小.
(2)为研究电阻长导体的长度关系,要控制材料和模截面积一定,所以要选择编号①②.
(3)①③两金属丝材料都是镍铬合金,长度相同,模截面积不同,所以是研究导体电阻跟横截面积的关系.
(4)电流表使用的单位是A,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,示数是0.2A;
R===5Ω.
故答案为:(1)断开;电流表示数或灯泡的亮度.
(2)①②.
(3)横截面积.
(4)0.2;5.
【分析】(1)为保护电路,连接电路时开关应处于断开状态;电阻的大小不能直接比较,利用转换法通过电路中可以观察的现象来比较电阻的大小.
(2)利用控制变量法研究问题,要控制其他因素一定,改变被研究因素.
(3)分析①③两金属丝什么因素相同,什么因素不同,研究的是不同因素的关系.
(4)首先从表盘上看清使用的单位,确定每一个大格和每一个小格代表的示数,再读数;电阻根据公式R=来计算.
25.小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想.
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)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小.
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小.
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表.
你赞同 (选填“小明”、“小红”或“小亮”)的观点.
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N跟 (选填“A、B、C、D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小.
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是 .
(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,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证.
(5)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法.下列4个实验中没有用到此方法的是 ( )
A.探究电流与电压、电阻的关系实验
B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点实验
D.探究影响摩擦力大小的因素实验
【答案】(1)小亮
(2)A、C
(3)导体的长度;当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大
(4)三
(5)C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故小亮的观点正确;
(2)要验证猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关,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)A、B两根电阻丝材料相同、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.
分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大.
(4)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.
(5)A.因为电路与电压、电阻都有关系,在探究电流与电压、电阻的关系实验中运用了控制变量法;
B.压力的作用效果跟压力大小、受力面积有关,在探究影响压力作用效果的因素实验中运用了控制变量法;
C.在探究“平面镜成像特点”实验中用到的是等效替代法;
D.摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关,在探究影响摩擦力大小的因素实验中运用了控制变量法.
以上4个实验中没有运用控制变量法的是C.
故答案为:(1)小亮;(2)A、C; (3)导体的长度;当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大;
(4)三;(5)C.
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,根据串联电路的特点分析小灯泡的作用.
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变.
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