人教版物理九年级16.3电阻 同步练习
一、单选题
1.(2022九下·南雄开学考)南雄市政府在政府改造迎宾大道时,在交叉路口放置了如图所示的可移动式红绿灯,保证交通安全。下列有关说法中正确的是( )
A.红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为超导体
B.发光二极管具有双向导电性
C.红灯与绿灯交替发光,它们连接方式为并联
D.白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的电源
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;半导体特点及作用
【解析】【解答】A:红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为半导体,A错误;
B:发光二极管具有单导电性,B错误;
C:红灯与绿灯交替发光,红灯绿灯能独立工作,它们连接方式为并联,C正确;
D:白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的用电器,D错误。
故选C。
【分析】发光二极管是用半导体材料制作的,具有单导电性,可以检测电流方向。能各自独立工作的用电器采用并联方式;蓄电箱充电时相当于用电器,蓄电箱对外供电时相当于用电器。
2.(2021九上·鸡西期末)关于电学知识,下列说法正确的是( )
A.铜丝、盐水、陶瓷都是导体
B.在相同电压下,导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.电流是电荷的移动形成的
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒原子核的束缚本领弱而失去了电子
【答案】B
【知识点】两种电荷;导体与绝缘体;电流的形成;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.铜丝、盐水是导体,陶瓷是绝缘体,A不符合题意;
B.由可知,相同电压下通过电流越大的导体,电阻越小,B符合题意;
C.电流是电荷的定向移动形成的,C不符合题意;
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒原子核的束缚本领强而得到了电子,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】陶瓷属于绝缘体;电压一定时,电阻越大,电流越小;电流是电荷定向移动形成的;不同物体摩擦时,得到电子的物体带负电。
3.(2021九上·香洲期末)如图所示电路,闭合开关后发光二极管发光,电流表均有示数,下列说法中正确的是( )
A.A1与A2示数不相等
B.发光二极管主要由超导材料制成
C.用电压表替换A1接入电路后闭合开关,电压表无示数
D.将发光二极管两引脚对调后接入电路,闭合开关,电流表无示数
【答案】D
【知识点】半导体特点及作用
【解析】【解答】A.闭合开关后,发光二极管发光,电路有电流,根据电流的流法,这是一个串联电路,串联电路的电流处处相等,所以电流表A1与A2示数是相等的,A不符合题意;
B.发光二极管是由半导体材料制成的,不是超导材料,B不符合题意;
C.用电压表替换A1接入电路后,闭合开关,这是一个串联电路,电压表串联在电路中,测的是电源电压,电压表有示数,C不符合题意;
D.从图中可以看到,电路闭合开关后,电路有电流,发光二极管的电阻很小,但是将发光二极管两引脚对调后接入电路,发光二极管的电阻很大,电路没有电流,电流表无示数,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式,发光二极管是由半导体材料制成的,二极管具有单向导电性。
4.(2021九上·德惠期末)超导材料的应用具有十分诱人的前景,假如我们已研制出室温下的超导材料,你认为它可作下列哪种用途( )
A.白炽灯的灯丝 B.烤火炉的电阻丝
C.保险丝 D.远距离输电线
【答案】D
【知识点】超导体特点及作用
【解析】【解答】A.白炽灯灯丝必须在白炽状态下才能正常发光,电阻为零无法将电能转化为内能,无法放热,A不符合题意;
B.烤火炉的电阻丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能,B不符合题意;
C.保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的。电阻为零无法将电能转化为内能,无法熔断,C不符合题意;
D.根据焦耳定律Q=I2Rt可知,远距离输电,当电阻为零时,可使导线产生的电热为零,便可提高传输效率,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】超导体电阻为零,电流通过时产生的电流为零,可以作远距离输电线。
5.(2021九上·钦北期末)关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,在温度一定时,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越小
B.合金丝的电阻与该合金丝横截面积无关
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大
D.合金丝的电阻与该合金丝中的电流大小有关
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越大,A不符合题意;
B.在长度一定时,合金丝的电阻随合金丝的横截面积大而减小,B不符合题意;
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大,C符合题意;
D.电阻是导体本身的一种性质,与导体的长度、材料、横截面积有关,而与导体的电压与电流无关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体的电阻和材料、长度、横截面积有关,长度越短,横截面积越大,电阻越小。
6.(2021九上·防城期末)质量相等的铜丝和铝丝,它们的横截面积相等,则二者电阻大小比较( )
A.铜丝电阻较大 B.铝丝电阻较大
C.铜丝和铝丝电阻可能一样大 D.无法判断谁的电阻较大
【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】长度和横截面积相同的铜丝和铝丝,铜丝的导电性更强,电阻更小;铜的密度大于铝,已知铜丝和铝丝的质量相同,所以铜丝的体积小于铝丝,而它们的横截面积相等,所以铜丝的长度小于铝丝,即铜丝的电阻更小,铝丝的电阻更大.
故答案为:B.
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
7.(2021九上·香洲期末)实验室提供电源、电压表、开关各一个、导线若干以及三根镍铬合金丝,其长度、横截面积如表格所示。利用以上实验器材进行以下探究实验:
金属丝代号 长度/m 横截面积/mm
a 1.0 0.6
b 1.0 0.4
c 0.5 0.4
①导体的电阻跟它的横截面积的关系;
②导体的电阻跟它的长度的关系;
③导体的电阻跟它的材料的关系。
其中能够顺利完成的有( )
A.仅有① B.仅有② C.①和② D.①、②和③
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】探究导体的电阻跟它的横截面积的关系时,要控制导体的材料和长度相同,而横截面积不同,由表中数据可知,a和b两根电阻丝满足实验要求,故①能够顺利完成。探究导体的电阻跟它的长度的关系时,要控制材料和横截面积相同,长度不同,b和c两根电阻丝满足实验要求,故②能够顺利完成。探究导体的电阻跟它的材料的关系时,要控制长度和横截面积相同而材料不同,题中给出的三根电阻丝材料相同,不能满足实验要求,故③不能顺利完成。综上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
8.(2021九上·环江期末)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,下列说法不正确的是( )
A.合金丝a比b的电阻大
B.小灯泡越暗,表示接入的合金丝电阻越大
C.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
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
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大,横截面积越大,电阻越小,所以合金丝a比b的电阻大,A正确,不符合题意;
B.电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断,小灯泡越暗,说明电路中的电流越小,表示接入的合金丝电阻越大,B正确,不符合题意;
C.利用此装置中的一根电阻丝,用移动夹子来改变接入电阻丝的长度,也可以探究导体电阻大小和长度的关系,C错误,符合题意;
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,根据电流表示数的大小来判断电阻的大小,电流表的示数越小,电阻越大,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体的电阻和材料、长度、横截面积有关;探究电阻大小的影响因素时,利用灯泡的亮度反应电阻的大小。
9.(2021九上·灌阳期末)新的国家标准规定:额定电流16A的接线板导线,最小标称横截面积由1mm2提升到1.5mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A.增大导线的电阻 B.减小通过导线的电流
C.增大导线的电压 D.减小导线的电阻
【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】AD.导线的材料和长度相同时,增大导线横截面积可以减小导线的电阻,A不符合题意,D符合题意;
B.通过导线的电流与插座上用电器消耗的电功率有关,则无法判断通过导线电流的变化,B不符合题意;
C.在通过导线的电流一定时,导线的电阻减小,由U=IR可知,可以减小导线两端的电压,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
10.(2021九上·灵川期末)新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积进行了修改,由原来的1mm2提升到1.5mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A.增大导线的电阻 B.减小导线的电阻
C.增大导线两端的电压 D.减小通过导线的电流
【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】AB.导体的电阻与长度、材料、横截面积及温度有关,在长度、材料及温度相同时,横截面积越大,电阻越小,所以增大导线横截面积的目的是减小导线的电阻。A不符合题意,B符合题意;
C.导体电阻变小了,电源电压与其它用电用器不变的情况下,根据串联分压的规律,导线两端分得的电压变小,C不符合题意;
D.导体电阻变小了,电源电压与其它用电用器不变的情况下,根据欧姆定律,通过导体的电流会变大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
二、填空题
11.(2021九上·玉林期末)如图所示的蓝牙音箱,它可以接收到电脑发出的无线信号而发出声音。音箱是靠喇叭膜片 发声的;音箱上所装的LED指示灯是用 材料制成的。
【答案】振动;半导体
【知识点】声音的产生;半导体特点及作用
【解析】【解答】声音是由物体振动产生,音箱是靠喇叭膜片振动发声的。
导电性能介于导体和绝缘体之间,叫半导体。音箱上所装的LED指示灯用半导体材料制成的。
【分析】声音是由物体振动产生。
导电性能介于导体和绝缘体之间,叫半导体。
12.(2021九上·高要期末)如图所示,将锡箔纸剪成中间较窄的细条,且ab段长度等于ef段长度。然后将其连接在电源两端,很快发现细条中ef段开始冒烟起火,这是因为锡箔纸将电池 ,导致回路电流很大,而ef段是中间较窄的细条,该段电阻较 (选填“大”“小”),发热较快。也说明同种导体在长度一定时, ,电阻越大。
【答案】短路;大;横截面积越小
【知识点】电路的三种状态;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】用锡箔纸细条连接在电源两端,造成电源短路,电路电流很大,所以细条会冒烟起火。
ef段是较窄的细条,因为横截面积小,所以电阻值大,也说明同种导体在长度一定时,横截面积越小,电阻越大。
【分析】导线直接将电源连接起来的电路叫短路,短路时,容易烧坏电路或形成火灾。
决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
13.(2021九上·澄海期末)白炽灯用久了灯丝变细,灯丝电阻 ;一根电阻丝对折后接入电路中,对折后的阻值 。(均填“变大”、“变小”或“不变”),新型LED灯将取代白炽灯,LED灯是由 材料制成。
【答案】变大;变小;半导体
【知识点】影响电阻大小的因素;半导体特点及作用
【解析】【解答】导体的材料、长度相同时,横截面积越小,导体的电阻越大。所以白炽灯用久了灯丝变细,灯丝电阻变大。
将电阻丝对折后,长度变短,横截面积变大,故对折后的阻值变小。
新型LED灯是用半导体制作的,比白炽灯节能、效果更好。
【分析】材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大;横截面积变大,电阻减小;LED灯是半导体材料做成的。
14.(2021九上·岑溪期末)现在实行网上阅卷,要求每份试卷必须贴上条形码。条形码扫描装置中有发光二极管、光敏二极管等元件,它们是由 材料构成的;避雷针与地面间的引线是 材料(以上两空均选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”);
【答案】半导体;导体
【知识点】导体与绝缘体;半导体特点及作用
【解析】【解答】二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性,二极管是由P型半导体和N型半导体组成的,这两种半导体相互接触时,其交接区域称为PN结,PN结具有单向导电性。
避雷针与地面间的引线是导体材料,避雷针(有金属导线和大地相连)和云层之间放电时,金属导线中自由电子定向移动。
【分析】二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。避雷针与地面间的引线是导体材料。
15.(2021九上·凤山期末)如图所示的是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上电能损失的目的。
【答案】横截面积;电阻
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线电阻越小,导线电阻变小,可以减少输电线上电能的损失,图示装置是它把四根导线固定在一起,四根导线并联,增大了导线的横截面积,从而使输电导线电阻变小,输电损失的电能减小。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
16.(2021九上·钦北期末)如图所示,ab和bc是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,则两段导体的电阻值大小关系:Rab Rbc,两段导体中的电流大小关系:Iab Ibc,两段导体两端的电压大小关系:Uab Ubc(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】大于;等于;大于
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】已知ab和bc是由同种材料制成的且长度相同,bc的横截面积大于ab的横截面积,所以bc的电阻小于ab的电阻。
两段导体串联,通过它们的电流相同,即Iab=Ibc
根据公式U=IR可知ab两端的电压大于bc两端的电压,即Uab>Ubc
【分析】导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小;串联电路电流处处相等;在串联电路中,电阻越大, 分压越大。
17.(2021九上·富川期末)在铜丝、铅笔芯、浓盐水、陶瓷这四种物质中,属于绝缘体的是 ,发光二极管是一种电子元件,简称LED,二极管是由 材料制成的(选填“半导体”或“超导体”)。
【答案】陶瓷;半导体
【知识点】导体与绝缘体;半导体特点及作用
【解析】【解答】铜丝、铅笔芯、浓盐水等物质内有大量能够自由移动的电荷,容易导电属于导体,陶瓷内部电荷几乎全部束缚在原子核周围,无法自由移动,不容易导电,属于绝缘体。
LED具有单向导电性,属于半导体,是由半导体材料制成的。
【分析】绝缘体不容易导电,半导体是介于导体和绝缘体间的物体。
18.(2021九上·揭西期末)如图所示,用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连接起来。当金属夹从电阻丝上的某点,沿电阻丝向 移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的 有关,如要继续研究电阻与温度的关系,还需要添加的仪器是 。
【答案】右;长度;酒精灯
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】灯泡逐渐变暗,说明灯泡的实际功率减小,由功率公式可知,电路中的电流变小,由欧姆定律可知,电路中的电阻变大,即电阻丝接入电路的阻值变大,因此金属夹向右滑动,并且导体电阻的大小跟导体的长度有关。
如要继续研究电阻与温度的关系,需要用酒精灯来加热导体。
【分析】导体的电阻和长度有关,在串联电路中,电阻越大, 电流减小,灯泡变暗;探究电阻和温度的关系时,需要改变电阻的温度。
19.(2021九上·燕山期末)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当夹子B左右移动时,由于 变化,导致铅笔芯接入电路的电阻值发生变化,小灯泡的亮度随之变化。若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光。
【答案】铅笔芯接入电路的长度发生;不会
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】铅笔芯的成分是石墨,石墨是导体,当A、B金属夹移动时,铅笔芯接入电路的长度发生变化,导致电路中电阻发生变化,电路中的电流发生变化,小灯泡亮度随之变化。
塑料吸管时绝缘体,因此将铅笔芯换成塑料管,电路没有构成通路,因此小灯泡不会发光。
【分析】当导线夹左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化,说明了通过灯泡的电流变化了,根据欧姆定律知电阻发生了变化,导线夹左右移动就改变了铅笔芯接入电路的长度,从而得出导体电阻和长度的关系。
20.(2021九上·顺德期末)华为自主研发了先进的麒麟990芯片,其制造工艺达到7nm,等于 m,“芯片”所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”),利用该材料制成的二极管具有 导电性。
【答案】7×10-9;半导体;单向
【知识点】长度及其测量;半导体特点及作用
【解析】【解答】长度单位转化1nm=10-9m,所以7nm=7×10-9m。
目前制作芯片的主要材料是硅、锗等,它们的导电性介于导体和绝缘体之间,属于半导体材料。
二极管工作时,电流从二极管正极流入,负极流出,二极管才会发光,反之电流不能通过二极管,因此二极管具有单向导电性。
【分析】1nm=10-9m,二极管属于半导体材料,具有单向导电性。
三、作图题
21.( 半导体的特点)根据材料的导电性能,材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类,若检验一只半导体二极管具有单向导电性,请你设计一个电路,只要求画出电路图即可.
【答案】解:
【知识点】电路的构成及电路图;半导体特点及作用
【解析】【分析】利用灯泡的发光来判断电路中是否有电流通过,则让半导体二极管与灯泡串联,闭合电路后观察灯泡是否发光,然后将电源的两极调换.
22.小丽在学习并联电路中的电阻关系后,得到如下结论:“在并联电路中,若电路两端的电压保持不变,并联电路的支路增多,总电阻减小,通过干路的电流变大”。在此基础上她认为,在如图21所示电路中,若电源两端的电压保持不变,滑动变阻器接入电路中的阻值增大,通过干路的电流也将增大。请你在图中器材的基础上再补充一个器材,设计一个实验证明小丽的观点是错误的。请画出实验电路图,并简述实验步骤和实验现象。
【答案】
实验步骤和实验现象:
(1)按图连接电路,将滑动变阻器接入电路中的阻值调到最大值。闭合开关S,调节滑片使滑动变阻器接入电路中的电阻较小时,用电流表A测量通过干路的电流并记录为I1;调节滑片使滑动变阻器接入电路中的电阻较大时,用电流表A测量通过干路的电流并记录为I2。
(2)比较I1与I2,发现I2小于I1,因此小丽的观点是错误的。
【知识点】电阻
【解析】【分析】 电源电压一定时,并联电路的支路越多,相当于导体的横截面积越大,总电阻越小 ,总电流越大,这是正确的,但是在并联电路中,一条支路的电阻增大,并不等于支路的个数增多。根据可知,当不变,增大时,减小,则减小,增大。要证明小丽的观点错误,只需在干路上加一块电流表,增大滑动变阻器连入电路的阻值,看电流表的示数减小即可。
四、实验探究题
23.(2022九下·江都月考)在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作了如下猜想: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。
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 0.5 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,小文认为电路中连入灯泡是多余的,你的看法是 (填“是”或“不是”),原因是 ;
(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。为了验证上述猜想②,应选用编号 两根电阻分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中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,导体电阻与 有关;
(4)本试验小明用的实验方法有 和 。
【答案】(1)电流表的示数;不是;灯泡可以起到保护电路的作用
(2)A和B;A和C
(3)导体的材料
(4)转换法;控制变量法
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)为了准确判断电路中电流的变化情况,实验中通过观察电流表示数来比较接入电路中的电阻的大小。
由于电流表电阻很小,电路中的灯泡可以起到保护电路的作用,避免接入M、N两点间的电阻太小时,电路中电流太大,损坏电路元件。
(2)为了验证导体电阻与导体长度的关系,需要选择材料和横截面积相同的几根电阻丝,即将A和B电阻丝分别接入M、N两点间进行实验。
为了验证导体电阻与导体横截面积的关系,需要选择材料和长度相同的几根电阻丝,即将A和C电阻丝分别接入M、N两点间进行实验。
(3) A和D两电阻丝的长度和横截面积相同,材料不同,当把A和D两电阻丝分别接入M、N两点间时,电流表示数不相同,说明当导体长度和横截面积相同时,导体电阻与导体材料有关。
(4)因为导体电阻与导体材料、长度和横截面积有关,所以需要应用控制变量法。实验中通过电流表示数大小来比较接入电路中的导体电阻大小,利用了转换法。
【分析】(1)探究电阻的影响因素时,根据电流表示数大小可以反应,在有电流表的电路中,电阻可以起到保护电路的作用;
(2)探究电阻大小和长度的关系,保持材料和横截面积相等;探究电阻和横截面积的关系时, 需要保持材料和长度相等;
(3)当导体长度和横截面积相同时,导体电阻与导体材料有关;
(4)探究电阻的影响因素时,利用了转换法和控制变量法。
24.(2022九下·哈尔滨开学考)实验小组用如图所示的装置进行探究“导体的电阻与哪些因素有关".实验记录数据如表:
步骤 材料 长度/cm 横截面积/cm2 M接 N接 灯泡亮度
1 镍铬合金丝 30 0.5 a a′ 暗
2 镍铬合金丝 30 1.0 b b′ 较亮
3 镍铬合金丝 15 0.5 c c′ 较亮
4 锰铜合金丝 15 0.5 d d′ 亮
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)比较步骤 得出结论:导体的电阻与材料有关;
(3)比较步骤1和2,得出结论是: 比较步骤1和3,得出结论是:
(4)小聪同学在完成上述实验后,将M同时接到a、b, N同时接到a'、b',此时小灯泡的亮度比步骤2的小灯泡还亮,是因为
(5)善于思考的小明对电路加以改进,在电路中增加了一个元件,使比较电阻大小的环节更加有说服力,他的做法是:
【答案】(1)断开
(2)3和4
(3)在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;在材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大
(4)将两段导体并联,相当于增大了导体的横截面积,减小了电阻
(5)在电路中串联一个电流表
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)连接电路时,开关应该断开;
(2)比较导体的电阻与材料有关时,需要控制长度和横截面积相同,所以应该用3和4两根电阻丝做实验;
(3)比较步骤1和2,材料和长度相同,横截面积小的灯泡暗,说明横截面积小的电阻大,所以可以得出结论:在材料、长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
比较步骤1和3,材料和横截面积相同,长度长的灯泡暗,说明长度长的电阻大,所以可以得出结论:在材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大;
(4)将M同时接到a、b, N同时接到a'、b',此时将两段导体并联,相当于增大了导体的横截面积,减小了电阻,所以小灯泡的亮度比步骤2的小灯泡还亮;
(5)灯泡亮和暗都是通过肉眼观察,很难准确判断亮度的变化情况,所以可以在电路中串联一个电流表,电流表示数增大,电路中电阻变小。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;
(2)(3)通过灯泡亮暗分析接入电路的电阻大小,结合控制变量法分析得出结论;
(4) 电阻并联后总电阻相当于增大横截面积;
(5)电路中电阻变化很小时,灯泡亮度变化不明显,很难确定电路中电阻变化情况;电流表能准确显示电路中电流变化情况,然后结合欧姆定律分析电路中电阻变化情况。
25.(2021九上·三水期末)小明在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的实验中,猜想可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。小明利用老师提供的装有三种规格电阻丝的实验盘(如图甲所示),设计了一个电路(如图乙所示)来进行实验探究,其中M、N之间接入电阻丝。
(1)小明探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,发现灯泡亮度变暗,得出结论 ;
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、 和 连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度,分析比较得出结论;
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,可用M、N分别接1、2和 ,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论;
(4)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过灯泡的亮度反映出来的,这里运用了 物理研究方法;
(5)小芳觉得只看亮度并不能准确判断电阻的大小,最好在电路中加入 ,这样判断会更准确。
【答案】(1)在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,导体的电阻越大
(2)1;3
(3)5、6
(4)转换
(5)电流表
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)电阻是导体对电流的阻碍作用,电压一定时,电路的电阻越大,电路的电流越小,灯泡越暗,通过灯泡的亮度反映电阻的大小,这里运用了转换法。探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,此时导体的长度为一根镍铬导线长度的2倍,发现灯泡亮度变暗,说明电流变小,电阻变大,得出结论:在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,导体的电阻越大。
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,要控制导体的长度和材料相同,只改变导体的横截面积大小,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、1和3连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度,分析比较得出结论。
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,控制其它因素相同,只改变导体的材料,可用M、N分别接1、2和5、6,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论。
(4)根据(1),在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过灯泡的亮度反映出来的,这里运用了转换的物理研究方法。
(5)小芳凭肉眼不能准确判断灯的亮度变化,从而不能准确判断电阻的大小,最好在电路中加入电流表这样判断会更准确。
【分析】(1)导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关,在分析过程中要用控制变量法。
(2)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较电流表示数大小或或小灯泡的亮度来判断。
26.(2021九上·麦积期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、 有关。
(2)实验时,同学们用图甲所示的实验装置分别把四根金属丝接入电路中两点之间,探究情况如下表:
序号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
1 铜丝 1 1 较亮
2 镍铬合金丝 1 0.5 最暗
3 铜丝 1 0.5 较暗
4 铜丝 0.5 1 最亮
选用 两根金属丝(填序号),可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是: 。
(3)如图乙所示的实验,可探究导体电阻与 的关系。
【答案】(1)长度;温度
(2)①和③;由表格数据可知,横截面积越大的,灯泡越亮,说明当导体的长度、材料、温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
(3)温度
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)导体材料、横截面积、长度,温度都会影响导体电阻的大小。
(2)探究导体电阻跟导体横截面积的关系,需要控制两种导体的材料,长度相同,仅横截面积不同,故答案为:①和③;由表格数据可知,横截面积越大的,灯泡越亮,说明当导体的长度、材料、温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
(3)图乙中用酒精灯给电阻丝加热,是为了改变电阻丝的温度,研究导体电阻与温度关系。
【分析】(1)电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度,与电压、电流等外界因素无关。
(2)探究导体电阻跟导体横截面积的关系时,应该保证导体的温度、材料、长度相同,而横截面积不同。
(3)图乙酒精灯的火焰可以改变电阻丝的温度。
五、简答题
27.(2021九上·密山期末)如图所示是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板.现在市场上有一些劣质插线板,经质检部门检查发现,部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细.请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患.
【答案】解:在材料和长度一定时,伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品的细,说明横截面积越小,电阻越大;在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流产生的热量越多,越存在安全隐患.
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】电流产生的电流和电流、电阻和时间有关;导体的电阻和导体的材料、长度和横截面积有关。
28.(苏科版物理九年级全册 14.1 电阻 同步练习)什么是超导现象?如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。你能举例说明吗?
【答案】解:超导现象是环境温度足够低的情况下,导体的电阻变为零的现象。超导技术已经在实际中得到广泛的应用,例如利用超导材料输电,输电线将不再产生内能,那么损失在输电线上的电能将大大减少。
【知识点】超导体特点及作用
【解析】【解答】某些导体当温度降低到一定时,电阻值突然为零的现象,叫超导现象.超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,当电阻为零时,电阻将不再产生电热。用超导材料传输电能可以减少热损耗,用作输电导线或超导变压器。
【分析】结合超导材料的特点及应用,解答即可.
29.(沪科版物理九年级上学期 第十五章 探究电路 单元试卷)两个电阻R1和R2并联,它们并联的等效电阻为R,为什么R既小于R1也小于R2?
【答案】导体的电阻大小决定于导体的长度、材料和横截面积,横截面积越大,电阻越小;R1与R2并联,相当于增加了导体的横截面积,因此导体的电阻减小;所以R既小于R1也小于R2 .
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:根据影响电阻的因素解答。
电阻是导体本身的性质,由导体的长度、材料和横截面积决定,当材料长度相同时,横截面积增大时,电阻减小;
当电阻并联时,相当于增加了导体的横截面积,即导体变粗了,则导体的电阻会变小,所以无论原来电阻多大,再并联上一个电阻,也不论此电阻大小,总电阻总比原来的电阻要小一些。
所以两电阻并联后,等效电阻为R,既小于R1也小于R2。
【分析】当导体并联时,电路中导体的横截面积变大,总电阻减小.
30.(2021九上·永吉期中)如果让你购买铜芯导线,你会选择较粗的还是较细的
【答案】解:常温下导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料有关,因为在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小,所以选择较粗的铜芯导线。
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体的电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
1 / 1人教版物理九年级16.3电阻 同步练习
一、单选题
1.(2022九下·南雄开学考)南雄市政府在政府改造迎宾大道时,在交叉路口放置了如图所示的可移动式红绿灯,保证交通安全。下列有关说法中正确的是( )
A.红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为超导体
B.发光二极管具有双向导电性
C.红灯与绿灯交替发光,它们连接方式为并联
D.白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的电源
2.(2021九上·鸡西期末)关于电学知识,下列说法正确的是( )
A.铜丝、盐水、陶瓷都是导体
B.在相同电压下,导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.电流是电荷的移动形成的
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒原子核的束缚本领弱而失去了电子
3.(2021九上·香洲期末)如图所示电路,闭合开关后发光二极管发光,电流表均有示数,下列说法中正确的是( )
A.A1与A2示数不相等
B.发光二极管主要由超导材料制成
C.用电压表替换A1接入电路后闭合开关,电压表无示数
D.将发光二极管两引脚对调后接入电路,闭合开关,电流表无示数
4.(2021九上·德惠期末)超导材料的应用具有十分诱人的前景,假如我们已研制出室温下的超导材料,你认为它可作下列哪种用途( )
A.白炽灯的灯丝 B.烤火炉的电阻丝
C.保险丝 D.远距离输电线
5.(2021九上·钦北期末)关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,在温度一定时,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越小
B.合金丝的电阻与该合金丝横截面积无关
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大
D.合金丝的电阻与该合金丝中的电流大小有关
6.(2021九上·防城期末)质量相等的铜丝和铝丝,它们的横截面积相等,则二者电阻大小比较( )
A.铜丝电阻较大 B.铝丝电阻较大
C.铜丝和铝丝电阻可能一样大 D.无法判断谁的电阻较大
7.(2021九上·香洲期末)实验室提供电源、电压表、开关各一个、导线若干以及三根镍铬合金丝,其长度、横截面积如表格所示。利用以上实验器材进行以下探究实验:
金属丝代号 长度/m 横截面积/mm
a 1.0 0.6
b 1.0 0.4
c 0.5 0.4
①导体的电阻跟它的横截面积的关系;
②导体的电阻跟它的长度的关系;
③导体的电阻跟它的材料的关系。
其中能够顺利完成的有( )
A.仅有① B.仅有② C.①和② D.①、②和③
8.(2021九上·环江期末)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,下列说法不正确的是( )
A.合金丝a比b的电阻大
B.小灯泡越暗,表示接入的合金丝电阻越大
C.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
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
9.(2021九上·灌阳期末)新的国家标准规定:额定电流16A的接线板导线,最小标称横截面积由1mm2提升到1.5mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A.增大导线的电阻 B.减小通过导线的电流
C.增大导线的电压 D.减小导线的电阻
10.(2021九上·灵川期末)新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积进行了修改,由原来的1mm2提升到1.5mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A.增大导线的电阻 B.减小导线的电阻
C.增大导线两端的电压 D.减小通过导线的电流
二、填空题
11.(2021九上·玉林期末)如图所示的蓝牙音箱,它可以接收到电脑发出的无线信号而发出声音。音箱是靠喇叭膜片 发声的;音箱上所装的LED指示灯是用 材料制成的。
12.(2021九上·高要期末)如图所示,将锡箔纸剪成中间较窄的细条,且ab段长度等于ef段长度。然后将其连接在电源两端,很快发现细条中ef段开始冒烟起火,这是因为锡箔纸将电池 ,导致回路电流很大,而ef段是中间较窄的细条,该段电阻较 (选填“大”“小”),发热较快。也说明同种导体在长度一定时, ,电阻越大。
13.(2021九上·澄海期末)白炽灯用久了灯丝变细,灯丝电阻 ;一根电阻丝对折后接入电路中,对折后的阻值 。(均填“变大”、“变小”或“不变”),新型LED灯将取代白炽灯,LED灯是由 材料制成。
14.(2021九上·岑溪期末)现在实行网上阅卷,要求每份试卷必须贴上条形码。条形码扫描装置中有发光二极管、光敏二极管等元件,它们是由 材料构成的;避雷针与地面间的引线是 材料(以上两空均选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”);
15.(2021九上·凤山期末)如图所示的是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上电能损失的目的。
16.(2021九上·钦北期末)如图所示,ab和bc是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,则两段导体的电阻值大小关系:Rab Rbc,两段导体中的电流大小关系:Iab Ibc,两段导体两端的电压大小关系:Uab Ubc(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
17.(2021九上·富川期末)在铜丝、铅笔芯、浓盐水、陶瓷这四种物质中,属于绝缘体的是 ,发光二极管是一种电子元件,简称LED,二极管是由 材料制成的(选填“半导体”或“超导体”)。
18.(2021九上·揭西期末)如图所示,用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连接起来。当金属夹从电阻丝上的某点,沿电阻丝向 移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的 有关,如要继续研究电阻与温度的关系,还需要添加的仪器是 。
19.(2021九上·燕山期末)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当夹子B左右移动时,由于 变化,导致铅笔芯接入电路的电阻值发生变化,小灯泡的亮度随之变化。若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光。
20.(2021九上·顺德期末)华为自主研发了先进的麒麟990芯片,其制造工艺达到7nm,等于 m,“芯片”所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”),利用该材料制成的二极管具有 导电性。
三、作图题
21.( 半导体的特点)根据材料的导电性能,材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类,若检验一只半导体二极管具有单向导电性,请你设计一个电路,只要求画出电路图即可.
22.小丽在学习并联电路中的电阻关系后,得到如下结论:“在并联电路中,若电路两端的电压保持不变,并联电路的支路增多,总电阻减小,通过干路的电流变大”。在此基础上她认为,在如图21所示电路中,若电源两端的电压保持不变,滑动变阻器接入电路中的阻值增大,通过干路的电流也将增大。请你在图中器材的基础上再补充一个器材,设计一个实验证明小丽的观点是错误的。请画出实验电路图,并简述实验步骤和实验现象。
四、实验探究题
23.(2022九下·江都月考)在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作了如下猜想: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。
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 0.5 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,小文认为电路中连入灯泡是多余的,你的看法是 (填“是”或“不是”),原因是 ;
(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。为了验证上述猜想②,应选用编号 两根电阻分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中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,导体电阻与 有关;
(4)本试验小明用的实验方法有 和 。
24.(2022九下·哈尔滨开学考)实验小组用如图所示的装置进行探究“导体的电阻与哪些因素有关".实验记录数据如表:
步骤 材料 长度/cm 横截面积/cm2 M接 N接 灯泡亮度
1 镍铬合金丝 30 0.5 a a′ 暗
2 镍铬合金丝 30 1.0 b b′ 较亮
3 镍铬合金丝 15 0.5 c c′ 较亮
4 锰铜合金丝 15 0.5 d d′ 亮
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)比较步骤 得出结论:导体的电阻与材料有关;
(3)比较步骤1和2,得出结论是: 比较步骤1和3,得出结论是:
(4)小聪同学在完成上述实验后,将M同时接到a、b, N同时接到a'、b',此时小灯泡的亮度比步骤2的小灯泡还亮,是因为
(5)善于思考的小明对电路加以改进,在电路中增加了一个元件,使比较电阻大小的环节更加有说服力,他的做法是:
25.(2021九上·三水期末)小明在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的实验中,猜想可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。小明利用老师提供的装有三种规格电阻丝的实验盘(如图甲所示),设计了一个电路(如图乙所示)来进行实验探究,其中M、N之间接入电阻丝。
(1)小明探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,发现灯泡亮度变暗,得出结论 ;
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、 和 连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度,分析比较得出结论;
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,可用M、N分别接1、2和 ,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论;
(4)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过灯泡的亮度反映出来的,这里运用了 物理研究方法;
(5)小芳觉得只看亮度并不能准确判断电阻的大小,最好在电路中加入 ,这样判断会更准确。
26.(2021九上·麦积期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、 有关。
(2)实验时,同学们用图甲所示的实验装置分别把四根金属丝接入电路中两点之间,探究情况如下表:
序号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
1 铜丝 1 1 较亮
2 镍铬合金丝 1 0.5 最暗
3 铜丝 1 0.5 较暗
4 铜丝 0.5 1 最亮
选用 两根金属丝(填序号),可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是: 。
(3)如图乙所示的实验,可探究导体电阻与 的关系。
五、简答题
27.(2021九上·密山期末)如图所示是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板.现在市场上有一些劣质插线板,经质检部门检查发现,部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细.请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患.
28.(苏科版物理九年级全册 14.1 电阻 同步练习)什么是超导现象?如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。你能举例说明吗?
29.(沪科版物理九年级上学期 第十五章 探究电路 单元试卷)两个电阻R1和R2并联,它们并联的等效电阻为R,为什么R既小于R1也小于R2?
30.(2021九上·永吉期中)如果让你购买铜芯导线,你会选择较粗的还是较细的
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;半导体特点及作用
【解析】【解答】A:红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为半导体,A错误;
B:发光二极管具有单导电性,B错误;
C:红灯与绿灯交替发光,红灯绿灯能独立工作,它们连接方式为并联,C正确;
D:白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的用电器,D错误。
故选C。
【分析】发光二极管是用半导体材料制作的,具有单导电性,可以检测电流方向。能各自独立工作的用电器采用并联方式;蓄电箱充电时相当于用电器,蓄电箱对外供电时相当于用电器。
2.【答案】B
【知识点】两种电荷;导体与绝缘体;电流的形成;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.铜丝、盐水是导体,陶瓷是绝缘体,A不符合题意;
B.由可知,相同电压下通过电流越大的导体,电阻越小,B符合题意;
C.电流是电荷的定向移动形成的,C不符合题意;
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒原子核的束缚本领强而得到了电子,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】陶瓷属于绝缘体;电压一定时,电阻越大,电流越小;电流是电荷定向移动形成的;不同物体摩擦时,得到电子的物体带负电。
3.【答案】D
【知识点】半导体特点及作用
【解析】【解答】A.闭合开关后,发光二极管发光,电路有电流,根据电流的流法,这是一个串联电路,串联电路的电流处处相等,所以电流表A1与A2示数是相等的,A不符合题意;
B.发光二极管是由半导体材料制成的,不是超导材料,B不符合题意;
C.用电压表替换A1接入电路后,闭合开关,这是一个串联电路,电压表串联在电路中,测的是电源电压,电压表有示数,C不符合题意;
D.从图中可以看到,电路闭合开关后,电路有电流,发光二极管的电阻很小,但是将发光二极管两引脚对调后接入电路,发光二极管的电阻很大,电路没有电流,电流表无示数,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式,发光二极管是由半导体材料制成的,二极管具有单向导电性。
4.【答案】D
【知识点】超导体特点及作用
【解析】【解答】A.白炽灯灯丝必须在白炽状态下才能正常发光,电阻为零无法将电能转化为内能,无法放热,A不符合题意;
B.烤火炉的电阻丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能,B不符合题意;
C.保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的。电阻为零无法将电能转化为内能,无法熔断,C不符合题意;
D.根据焦耳定律Q=I2Rt可知,远距离输电,当电阻为零时,可使导线产生的电热为零,便可提高传输效率,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】超导体电阻为零,电流通过时产生的电流为零,可以作远距离输电线。
5.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越大,A不符合题意;
B.在长度一定时,合金丝的电阻随合金丝的横截面积大而减小,B不符合题意;
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大,C符合题意;
D.电阻是导体本身的一种性质,与导体的长度、材料、横截面积有关,而与导体的电压与电流无关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体的电阻和材料、长度、横截面积有关,长度越短,横截面积越大,电阻越小。
6.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】长度和横截面积相同的铜丝和铝丝,铜丝的导电性更强,电阻更小;铜的密度大于铝,已知铜丝和铝丝的质量相同,所以铜丝的体积小于铝丝,而它们的横截面积相等,所以铜丝的长度小于铝丝,即铜丝的电阻更小,铝丝的电阻更大.
故答案为:B.
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
7.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】探究导体的电阻跟它的横截面积的关系时,要控制导体的材料和长度相同,而横截面积不同,由表中数据可知,a和b两根电阻丝满足实验要求,故①能够顺利完成。探究导体的电阻跟它的长度的关系时,要控制材料和横截面积相同,长度不同,b和c两根电阻丝满足实验要求,故②能够顺利完成。探究导体的电阻跟它的材料的关系时,要控制长度和横截面积相同而材料不同,题中给出的三根电阻丝材料相同,不能满足实验要求,故③不能顺利完成。综上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
8.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大,横截面积越大,电阻越小,所以合金丝a比b的电阻大,A正确,不符合题意;
B.电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断,小灯泡越暗,说明电路中的电流越小,表示接入的合金丝电阻越大,B正确,不符合题意;
C.利用此装置中的一根电阻丝,用移动夹子来改变接入电阻丝的长度,也可以探究导体电阻大小和长度的关系,C错误,符合题意;
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,根据电流表示数的大小来判断电阻的大小,电流表的示数越小,电阻越大,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体的电阻和材料、长度、横截面积有关;探究电阻大小的影响因素时,利用灯泡的亮度反应电阻的大小。
9.【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】AD.导线的材料和长度相同时,增大导线横截面积可以减小导线的电阻,A不符合题意,D符合题意;
B.通过导线的电流与插座上用电器消耗的电功率有关,则无法判断通过导线电流的变化,B不符合题意;
C.在通过导线的电流一定时,导线的电阻减小,由U=IR可知,可以减小导线两端的电压,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
10.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】AB.导体的电阻与长度、材料、横截面积及温度有关,在长度、材料及温度相同时,横截面积越大,电阻越小,所以增大导线横截面积的目的是减小导线的电阻。A不符合题意,B符合题意;
C.导体电阻变小了,电源电压与其它用电用器不变的情况下,根据串联分压的规律,导线两端分得的电压变小,C不符合题意;
D.导体电阻变小了,电源电压与其它用电用器不变的情况下,根据欧姆定律,通过导体的电流会变大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
11.【答案】振动;半导体
【知识点】声音的产生;半导体特点及作用
【解析】【解答】声音是由物体振动产生,音箱是靠喇叭膜片振动发声的。
导电性能介于导体和绝缘体之间,叫半导体。音箱上所装的LED指示灯用半导体材料制成的。
【分析】声音是由物体振动产生。
导电性能介于导体和绝缘体之间,叫半导体。
12.【答案】短路;大;横截面积越小
【知识点】电路的三种状态;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】用锡箔纸细条连接在电源两端,造成电源短路,电路电流很大,所以细条会冒烟起火。
ef段是较窄的细条,因为横截面积小,所以电阻值大,也说明同种导体在长度一定时,横截面积越小,电阻越大。
【分析】导线直接将电源连接起来的电路叫短路,短路时,容易烧坏电路或形成火灾。
决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
13.【答案】变大;变小;半导体
【知识点】影响电阻大小的因素;半导体特点及作用
【解析】【解答】导体的材料、长度相同时,横截面积越小,导体的电阻越大。所以白炽灯用久了灯丝变细,灯丝电阻变大。
将电阻丝对折后,长度变短,横截面积变大,故对折后的阻值变小。
新型LED灯是用半导体制作的,比白炽灯节能、效果更好。
【分析】材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大;横截面积变大,电阻减小;LED灯是半导体材料做成的。
14.【答案】半导体;导体
【知识点】导体与绝缘体;半导体特点及作用
【解析】【解答】二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性,二极管是由P型半导体和N型半导体组成的,这两种半导体相互接触时,其交接区域称为PN结,PN结具有单向导电性。
避雷针与地面间的引线是导体材料,避雷针(有金属导线和大地相连)和云层之间放电时,金属导线中自由电子定向移动。
【分析】二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。避雷针与地面间的引线是导体材料。
15.【答案】横截面积;电阻
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线电阻越小,导线电阻变小,可以减少输电线上电能的损失,图示装置是它把四根导线固定在一起,四根导线并联,增大了导线的横截面积,从而使输电导线电阻变小,输电损失的电能减小。
【分析】决定电阻大小的因素: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材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
16.【答案】大于;等于;大于
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】已知ab和bc是由同种材料制成的且长度相同,bc的横截面积大于ab的横截面积,所以bc的电阻小于ab的电阻。
两段导体串联,通过它们的电流相同,即Iab=Ibc
根据公式U=IR可知ab两端的电压大于bc两端的电压,即Uab>Ubc
【分析】导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小;串联电路电流处处相等;在串联电路中,电阻越大, 分压越大。
17.【答案】陶瓷;半导体
【知识点】导体与绝缘体;半导体特点及作用
【解析】【解答】铜丝、铅笔芯、浓盐水等物质内有大量能够自由移动的电荷,容易导电属于导体,陶瓷内部电荷几乎全部束缚在原子核周围,无法自由移动,不容易导电,属于绝缘体。
LED具有单向导电性,属于半导体,是由半导体材料制成的。
【分析】绝缘体不容易导电,半导体是介于导体和绝缘体间的物体。
18.【答案】右;长度;酒精灯
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】灯泡逐渐变暗,说明灯泡的实际功率减小,由功率公式可知,电路中的电流变小,由欧姆定律可知,电路中的电阻变大,即电阻丝接入电路的阻值变大,因此金属夹向右滑动,并且导体电阻的大小跟导体的长度有关。
如要继续研究电阻与温度的关系,需要用酒精灯来加热导体。
【分析】导体的电阻和长度有关,在串联电路中,电阻越大, 电流减小,灯泡变暗;探究电阻和温度的关系时,需要改变电阻的温度。
19.【答案】铅笔芯接入电路的长度发生;不会
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】铅笔芯的成分是石墨,石墨是导体,当A、B金属夹移动时,铅笔芯接入电路的长度发生变化,导致电路中电阻发生变化,电路中的电流发生变化,小灯泡亮度随之变化。
塑料吸管时绝缘体,因此将铅笔芯换成塑料管,电路没有构成通路,因此小灯泡不会发光。
【分析】当导线夹左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化,说明了通过灯泡的电流变化了,根据欧姆定律知电阻发生了变化,导线夹左右移动就改变了铅笔芯接入电路的长度,从而得出导体电阻和长度的关系。
20.【答案】7×10-9;半导体;单向
【知识点】长度及其测量;半导体特点及作用
【解析】【解答】长度单位转化1nm=10-9m,所以7nm=7×10-9m。
目前制作芯片的主要材料是硅、锗等,它们的导电性介于导体和绝缘体之间,属于半导体材料。
二极管工作时,电流从二极管正极流入,负极流出,二极管才会发光,反之电流不能通过二极管,因此二极管具有单向导电性。
【分析】1nm=10-9m,二极管属于半导体材料,具有单向导电性。
21.【答案】解:
【知识点】电路的构成及电路图;半导体特点及作用
【解析】【分析】利用灯泡的发光来判断电路中是否有电流通过,则让半导体二极管与灯泡串联,闭合电路后观察灯泡是否发光,然后将电源的两极调换.
22.【答案】
实验步骤和实验现象:
(1)按图连接电路,将滑动变阻器接入电路中的阻值调到最大值。闭合开关S,调节滑片使滑动变阻器接入电路中的电阻较小时,用电流表A测量通过干路的电流并记录为I1;调节滑片使滑动变阻器接入电路中的电阻较大时,用电流表A测量通过干路的电流并记录为I2。
(2)比较I1与I2,发现I2小于I1,因此小丽的观点是错误的。
【知识点】电阻
【解析】【分析】 电源电压一定时,并联电路的支路越多,相当于导体的横截面积越大,总电阻越小 ,总电流越大,这是正确的,但是在并联电路中,一条支路的电阻增大,并不等于支路的个数增多。根据可知,当不变,增大时,减小,则减小,增大。要证明小丽的观点错误,只需在干路上加一块电流表,增大滑动变阻器连入电路的阻值,看电流表的示数减小即可。
23.【答案】(1)电流表的示数;不是;灯泡可以起到保护电路的作用
(2)A和B;A和C
(3)导体的材料
(4)转换法;控制变量法
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)为了准确判断电路中电流的变化情况,实验中通过观察电流表示数来比较接入电路中的电阻的大小。
由于电流表电阻很小,电路中的灯泡可以起到保护电路的作用,避免接入M、N两点间的电阻太小时,电路中电流太大,损坏电路元件。
(2)为了验证导体电阻与导体长度的关系,需要选择材料和横截面积相同的几根电阻丝,即将A和B电阻丝分别接入M、N两点间进行实验。
为了验证导体电阻与导体横截面积的关系,需要选择材料和长度相同的几根电阻丝,即将A和C电阻丝分别接入M、N两点间进行实验。
(3) A和D两电阻丝的长度和横截面积相同,材料不同,当把A和D两电阻丝分别接入M、N两点间时,电流表示数不相同,说明当导体长度和横截面积相同时,导体电阻与导体材料有关。
(4)因为导体电阻与导体材料、长度和横截面积有关,所以需要应用控制变量法。实验中通过电流表示数大小来比较接入电路中的导体电阻大小,利用了转换法。
【分析】(1)探究电阻的影响因素时,根据电流表示数大小可以反应,在有电流表的电路中,电阻可以起到保护电路的作用;
(2)探究电阻大小和长度的关系,保持材料和横截面积相等;探究电阻和横截面积的关系时, 需要保持材料和长度相等;
(3)当导体长度和横截面积相同时,导体电阻与导体材料有关;
(4)探究电阻的影响因素时,利用了转换法和控制变量法。
24.【答案】(1)断开
(2)3和4
(3)在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;在材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大
(4)将两段导体并联,相当于增大了导体的横截面积,减小了电阻
(5)在电路中串联一个电流表
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)连接电路时,开关应该断开;
(2)比较导体的电阻与材料有关时,需要控制长度和横截面积相同,所以应该用3和4两根电阻丝做实验;
(3)比较步骤1和2,材料和长度相同,横截面积小的灯泡暗,说明横截面积小的电阻大,所以可以得出结论:在材料、长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
比较步骤1和3,材料和横截面积相同,长度长的灯泡暗,说明长度长的电阻大,所以可以得出结论:在材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大;
(4)将M同时接到a、b, N同时接到a'、b',此时将两段导体并联,相当于增大了导体的横截面积,减小了电阻,所以小灯泡的亮度比步骤2的小灯泡还亮;
(5)灯泡亮和暗都是通过肉眼观察,很难准确判断亮度的变化情况,所以可以在电路中串联一个电流表,电流表示数增大,电路中电阻变小。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;
(2)(3)通过灯泡亮暗分析接入电路的电阻大小,结合控制变量法分析得出结论;
(4) 电阻并联后总电阻相当于增大横截面积;
(5)电路中电阻变化很小时,灯泡亮度变化不明显,很难确定电路中电阻变化情况;电流表能准确显示电路中电流变化情况,然后结合欧姆定律分析电路中电阻变化情况。
25.【答案】(1)在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,导体的电阻越大
(2)1;3
(3)5、6
(4)转换
(5)电流表
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)电阻是导体对电流的阻碍作用,电压一定时,电路的电阻越大,电路的电流越小,灯泡越暗,通过灯泡的亮度反映电阻的大小,这里运用了转换法。探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,此时导体的长度为一根镍铬导线长度的2倍,发现灯泡亮度变暗,说明电流变小,电阻变大,得出结论:在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,导体的电阻越大。
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,要控制导体的长度和材料相同,只改变导体的横截面积大小,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、1和3连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度,分析比较得出结论。
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,控制其它因素相同,只改变导体的材料,可用M、N分别接1、2和5、6,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论。
(4)根据(1),在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过灯泡的亮度反映出来的,这里运用了转换的物理研究方法。
(5)小芳凭肉眼不能准确判断灯的亮度变化,从而不能准确判断电阻的大小,最好在电路中加入电流表这样判断会更准确。
【分析】(1)导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关,在分析过程中要用控制变量法。
(2)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较电流表示数大小或或小灯泡的亮度来判断。
26.【答案】(1)长度;温度
(2)①和③;由表格数据可知,横截面积越大的,灯泡越亮,说明当导体的长度、材料、温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
(3)温度
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)导体材料、横截面积、长度,温度都会影响导体电阻的大小。
(2)探究导体电阻跟导体横截面积的关系,需要控制两种导体的材料,长度相同,仅横截面积不同,故答案为:①和③;由表格数据可知,横截面积越大的,灯泡越亮,说明当导体的长度、材料、温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
(3)图乙中用酒精灯给电阻丝加热,是为了改变电阻丝的温度,研究导体电阻与温度关系。
【分析】(1)电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度,与电压、电流等外界因素无关。
(2)探究导体电阻跟导体横截面积的关系时,应该保证导体的温度、材料、长度相同,而横截面积不同。
(3)图乙酒精灯的火焰可以改变电阻丝的温度。
27.【答案】解:在材料和长度一定时,伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品的细,说明横截面积越小,电阻越大;在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流产生的热量越多,越存在安全隐患.
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】电流产生的电流和电流、电阻和时间有关;导体的电阻和导体的材料、长度和横截面积有关。
28.【答案】解:超导现象是环境温度足够低的情况下,导体的电阻变为零的现象。超导技术已经在实际中得到广泛的应用,例如利用超导材料输电,输电线将不再产生内能,那么损失在输电线上的电能将大大减少。
【知识点】超导体特点及作用
【解析】【解答】某些导体当温度降低到一定时,电阻值突然为零的现象,叫超导现象.超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,当电阻为零时,电阻将不再产生电热。用超导材料传输电能可以减少热损耗,用作输电导线或超导变压器。
【分析】结合超导材料的特点及应用,解答即可.
29.【答案】导体的电阻大小决定于导体的长度、材料和横截面积,横截面积越大,电阻越小;R1与R2并联,相当于增加了导体的横截面积,因此导体的电阻减小;所以R既小于R1也小于R2 .
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】解:根据影响电阻的因素解答。
电阻是导体本身的性质,由导体的长度、材料和横截面积决定,当材料长度相同时,横截面积增大时,电阻减小;
当电阻并联时,相当于增加了导体的横截面积,即导体变粗了,则导体的电阻会变小,所以无论原来电阻多大,再并联上一个电阻,也不论此电阻大小,总电阻总比原来的电阻要小一些。
所以两电阻并联后,等效电阻为R,既小于R1也小于R2。
【分析】当导体并联时,电路中导体的横截面积变大,总电阻减小.
30.【答案】解:常温下导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料有关,因为在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小,所以选择较粗的铜芯导线。
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体的电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
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