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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第17章 电压 电阻
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1.电压 ★★★ 1.知道电压的单位及换算,知道电压表的用途和符号,会使用电压表。 2.通过实验探究,知道影响电阻大小的因素,知道滑动变阻器的工作原理。会利用滑动变阻器改变电流、电压。3.通过实验探究,知道串、并联电路的电压规律。 本章内容常考:电阻的概念的理解、动态电路(电表示数变化)分析、变阻器的用法、并联电路两端电压规律,2023年会出现动态电路或电路故障题,题型多以选择题、实验题,分值约4分
2.串并联电路中电压的规律 ★★★★
3. 电阻 ★★★
4.变阻器 ★★★★★
知识点一:电压及其测量、串并联电路电压规律
1.电压概念:电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置,不同电源提供电压值各不相同。
2.电压单位:电压用字母U表示,其国际主单位是伏特,用字母V表示,还有单位kW、mV。换算关系:1kV=1000V=106mV。
3.常见电压值:一节干电池的电压是1.5V,家庭电路中电压是220V,人体安全电压值不高于36V。
4.电压表:测电路两端电压的仪表是电压表,电路符号是,实验室用的电压表有0~3V和0~15V两个量程,其分度值分别是0.1V、0.5V。
5.电压表的使用:A.电压表要并联在被测电路两端;B.“+”“-”接线柱要正确,让电流“+”进“-”出;C.所测电压值不能超过其量程。可采用试触的方法选择合适的量程;D.可以直接并联在电源两端。
6.电压表与电流表比较
仪表比较 电压表 电流表
用途 测量电路两端的电压 测量电路中的电流
符号
连接方法 并联在被测电路的两端 串联在被测电路中
与电源相接 能够直接并联在电源两极上 绝对不允许不经过用电器直接连接到电源两极上
等效识图技巧 因电阻很大,识别电路连接方式时,去掉电压表简化电路 因电阻很小,识别电路连接方式时,看成导线简化电路
相同点 使用前要调零,弄清分度值、量程。使用时都要使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,都要选择合适量程,都要等指针稳定时再读数,不能估计出电流值、电压值时可用试触法选择合适的量程
7.串、并联电路中电压规律
电路 文字表述 表达式
串联 串联电路中,各部分电路两端电压和等于__总电压(电源电压)__ U=U1+U2
并联 并联电路中,各支路两端电压__相等__ U=U1=U2
8.注意:
(1)串联电路“分压不分流”,并联电路“分流不分压”。
(2)串联电路中只有一个电流,并联电路中只有一个电压。
1.将下列常见电压的数值补充完整.
(1)一节新干电池的电压为_____V.
(2)一块铅蓄电池的电压为_____V.
(3)我国家庭电路的电压为_____V.
(4)人体安全电压值为 V.
2.在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.7.5V,1.5V B.1.5V,7.5V C.6V,1.5V D.1.5V,6V。
参考答案:1.1.5;2;220;不高于36;2.C。
知识点二:电阻与变阻器
1.电阻及其单位:电阻是导体本身的一种性质,表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,用符号R表示,电路符号,电阻的单位有兆欧(MΩ)、千欧(kΩ)、欧姆(Ω)。
2.影响电阻大小的因素:导体电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于导体的材料、长度、横截面积,还与温度有关,与导体两端电压和流过的电流无关。
3.半导体和超导现象:半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。某些物质在很低的温度时电阻变为零,这种现象叫超导现象。应用有:超导体磁悬浮,超导电子元件等。
4.滑动变阻器的构造:由电阻率大,熔点高且外面涂有绝缘层的电阻丝绕在绝缘管上制成。
5.滑动变阻器的原理:靠改变接入电路中电阻线长度来改变电阻,电路符号。
6.滑动变阻器的作用:改变接入电路中的电阻从而改变电路中的电流或改变某一导体两端的电压;有时还起到保护电路作用。
7.滑动变阻器接法
(1)断路式接法:如图甲所示,变阻器右边的电阻线被断路,左边的电阻线接入电路。
(2)短路式接法:如图乙所示,变阻器右边的电阻线被短路,左边的电阻线接入电路。
(3)定值电阻式:如图丙所示,变阻器的电阻线全部接入电路中,其滑片的移动不能改变自身连入电路中的电阻,只能改变与其并联的电压表的示数。
8.使用口诀:变阻器,常串联;一上一下连接线。开关S闭合前,P放阻值最大边。连入电阻看下边,远离大,靠近小,这样使用错不了。
9.每一个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值,在使用时,不能让电流超过其允许通过的最大电流值。
3. 关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A. 粗细相同的两根导线,较长的导线电阻一定大
B. 镍铬合金丝的电阻一定比铜丝的电阻大
C. 长短相同的两根导线,横截面积较小的电阻一定较大
D. 同种材料制成的长短相同的两根导线,粗导线的电阻小
4. .图中是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向左滑动时,接入电路的电阻变小的滑动变阻器为( )
参考答案:3. D;4.A。
易错点1 误认为两用电器两端电压相等时,两用电器一定是并联的。
典例1:一个电路中有两盏电灯L1和L2,则下列判断正确的是( )
A.若开关断开,两灯同时熄灭,则两灯连接方式一定为串联
B.若一盏灯不亮了,另一盏灯仍然亮,则不能判断是串联还是并联
C.若测得每盏灯两端的电压都相等,则两灯的连接方式一定为并联
D.若测得通过每盏灯的电流都相等,则两灯的连接方式一定为串联
【错解】选C。理由:用电器两端电压相等时,两用电器一定是并联的。
【析错】并联电路的用电器是互不影响的,且并联电路中的电压一定是相等的;串联时若两灯的规格相同,每个灯泡两端的电压也是相同的。
【正解】选B,理由:A、若开关断开,两盏灯同时熄灭,有两种可能,即可能串联;也可能并联,且此时的开关处于干路上,故A错误;B、若两灯规格相同,则说明两灯互不影响,即一定是并联;但若两灯的规格不同,即也可能是串联,此时灯泡不发光的原因是由于实际功率太小导致的,故B正确; C、并联电路中的电压一定是相等的,若相互串联的两灯的规格相同,其电压也是相同的,故C错误; D、串联电路中的电流一定相等,若并联电路中的两灯的规格相同,通过各个支路的电流也是相等的;故D错误。故选:B。
▲▲变式练习1
1. (2022秋 新北区期中)小明同学发现教室里一共有九盏日光灯,分别由3个开关控制,即一只开关同时控制3盏日光灯,这三盏日光灯的连接方式是( )
A.串联 B.并联 C.可能串联 D.以上说法都不对
2. (2022秋 农安县期中)用电压表分别测量某电路中两盏电灯的电压,结果他们两端的电压相等,由此判断两盏电灯的连接方式是( )
A.一定是并联 B.一定是串联 C.串联或并联 D.无法判断
参考答案:1.B;2.C。
易错点2 误认为导体未接入电路时,就没有电阻。
典例2:下列关于电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
B.不考虑温度的影响,同种材料制成的长短相同的两条导线,细导线的电阻较大
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
【错解】选D,理由:导体未接入电路时,就没有电阻,接入电路才有电阻。
【析错】电阻是导体自身的一种特性,它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与加在导体两端的电压和通过导体的电流大小无关
【正解】选B,理由:A、导体的电阻大小与导体两端的电压和通过的电流无关,该选项说法不正确; B、不考虑温度的影响,同种材料制成的长短相同的两条导线,细导线的电阻较大,该选项说法正确; C、对于金属导体来说,其电阻随着温度的升高而增大,如灯丝;也有少数导体,电阻随温度的升高而减小,该选项说法不正确; D、导体的电阻与电流无关,当电流为零时,电阻不为零,该选项说法不正确。 故选:B。
▲▲变式练习2
3. (2022秋 太和区期中)下列关于电流、电阻、电路的说法正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.只要有电压电路中就一定有电流
C.当通过导体的电流为零时,导体电阻也为零
D.电源外部电路的电流是从电源正极经过用电器回到负极
4. (2022秋 石嘴山校级期中)关于电路的知识,下列说法中正确的是( )
A.验电器的工作原理是异种电荷互相吸引
B.电路中有电源,就一定有电流
C.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早晨同时灭,它们是串联的
D.导体两端的电压为零时,电流为零,但电阻不为零
参考答案:3.D;4.D。
易错点3 不能正确判断电路中某个元件发生了何种故障。
典例3:如图所示,当开关S闭合后,两只灯泡均发光,两表均有示数。过一段时间后,发现电压表示数变为0,电流表示数增大。经检查除小灯泡外其余器材的连接良好,造成这种情况的原因可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2短路
C.灯L1短路 D.灯L1、L2均断路
【错解】选A,理由:灯泡L1灯丝断路就不亮了。
【析错】电流表示数增大,说明电路的总电阻减小;电压表示数为零,可能是电压表被短路或其它位置有断路,逐个分析每个选项出现的现象。
【正解】选B,理由:A、如果灯L1断路,则电压表、电流表示数都为零。不符合题意; B、如果灯L2短路,则电压表也会被短路,造成电压表示数为零,电流表示数变大。符合题意; C、如果灯L1短路,则为L2的基本电路,电压表有示数且为电源电压,电流表示数变大。不符合题意; D、如果灯L1、L2都断路,则整个电路断路,电路中无电流,两表都无示数。不符合题意。故选:B。
▲▲变式练习3
5. (2022 盐城)如图所示是小明设计的模拟调光台灯电路。闭合开关后,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,小明检查后发现有一处故障,该电路的故障可能是( )
A.电流表断路 B.电压表短路
C.铅笔芯断路 D.灯泡断路
6. (2022 镇江)图示电路在闭合开关后,两电流表正常工作,且读数相同,则可能发生的故障是( )
A.R短路 B.R断路 C.L短路 D.L断路
参考答案:5.D;6.B。
易错点4 电流表与电压表的使用
典例4:如图所示是某电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片,S为自动控制开关。闭合开关S,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为0;在秤盘内放入物体时,就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量;当被测物体的质量超过电子秤量程时,开关S自动断开,电子秤无示数。下列判断正确的是( )
A.电子秤的刻度表可能是由电流表或电压表改装而成的
B.秤盘里放的东西越重,电路中的电流越小
C.秤盘里放的东西越重,AB电阻两端的电压越小
D.R0电阻去掉后,也能保证电路安全工作
【错解】选A,理由:电子秤刻度表因有指针,故其由电流表和电压表改装而成均可以。
【析错】因电子秤刻度表串联在电路中,所以,电子秤刻度表只能是由电流表改装而成的,不能由是电压表,因为电子秤刻度表是串联在电路中的,电压表只能与被测电路并联。
【正解】选C,理由:A、因电子秤刻度表串联在电路中,所以,电子秤刻度表是由电流表改装而成的,故A错误;BC、秤盘里放的东西越重时,滑片下移,变阻器连入电路的电阻越小,由欧姆定律可知,电路电流越大,并且变阻器分得的电压越小,即AB电阻两端的电压越小,故B错误,C正确;D、R0电阻为保护电路的电阻,可以避免电路中电流过大,不能去掉R0,故D错误。故选:C。
▲▲变式练习4
7. (2022 温州模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变。小灯泡L标有“6V 3W”,且电阻不随温度变化,闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P从a端移动到c点,Rcb=Rab。这一过程中电流表示数变化了0.1安,电路消耗的总功率变化了1.2瓦,小灯泡消耗的电功率没有超过额定功率。滑片P从a移动到c的过程中,电压表示数的变化范围是( )
A.7.2伏~6伏 B.6伏~7.2伏 C.3.6伏~3伏 D.3伏~3.6伏
8. (2022春 定海区校级月考)参加全国青少年创新大赛,小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其中定值电阻R0=5Ω,电源电压恒为4.5V,R是固定的、竖直放置的硬电阻棒,总电阻为15Ω,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。
(1)R0在电路中的作用是 。
(2)当被测身高增加时,电压表的示数 ,电流表的示数
。(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
(3)身高为168cm小强用该测量仪测量时,电流表示数为0.5A,此时电阻棒R接入电路的电阻为多少Ω?
(4)若电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为保证电路各元件安全工作,则随着身高而变化大小的R能接入电路的最大阻值是多少Ω?。
参考答案:7.A;8. (1)保护电路;(2)变大;变小;(3)4Ω;(4)10Ω。
易错点5 变阻器的使用
典例5:如图所示是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A.B. C. D.
【错解】选C,理由:变阻器接入电路中的电阻丝长度最长,电阻最大。
【析错】滑动变阻器使用时,接线柱的选取要一上一下。滑动变阻器接入电路中电阻的大小取决于电阻丝接入电路的长度,要使滑片向左滑动时连入电路的电阻变大,就要使电阻丝接入电路的长度变长,由此入手分析。
【正解】选D.理由:A.滑动变阻器的左下方接线柱和左上方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,所以电阻变小,故A错误;B.滑动变阻器的两个上方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小且不变,故B错误;C.滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变,故C错误;D.滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变长,所以电阻变大,故D正确。故选:D。
▲▲变式练习5
9.(2022秋 涟源市期中)如图是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10. (2022秋 北京期中)图所示的电路中,在M、N两点间接入滑动变阻器,要求闭合开关S后,在滑片P向右滑动的过程中,灯泡逐渐变亮。在下列所示的四种接法中,可以实现上述要求的是( )
参考答案:9.B;10. A。
一.选择题(共13小题)
1.(2022 青岛)小明选取一根粗细均匀的铅笔芯,连接成图示电路,把左端夹子固定,移动右端夹子,观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中,影响导体电阻大小的因素是( )
A.长度 B.横截面积 C.电流 D.电压
2.(2022 湘西州)铜片和锌片放入装有盐水的烧杯中,就成了一个自制电池,用导线将电压表与铜片、锌片相连,测量这个自制电池的电压,如图所示。以下说法正确的是( )
A.锌片是电池的正极 B.这个电池的电压为6V
C.这个电池的电压为3V D.这个电池的电压为0.6V
3.(2022 株洲)电热丝通常用镍铬合金或铁铬铝合金等材料制作,从导电性能看,电热丝属于( )
A.绝缘体 B.超导体 C.半导体 D.导体
4.(2022 台州)如图,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱是( )
A.AB B.CD C.BD D.AD
5.(2022 台州)某次实验时,电表的接线和指针的位置如图所示,其示数为( )
A.2.50伏 B.12.5伏 C.2.50安 D.12.5安
6.(2022 烟台)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。下列说法中正确的是( )
A.L1两端电压为2V
B.电源两端电压为4V
C.断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
D.断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L1与L2并联
7.(2022 玉林)如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V B.3V C.2V D.1V
8.(2022 内江)如图所示,给出了滑动变阻器四种接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时,使连入电路中的电阻变大的接法是( )
A.B. C.D.
9.(2022 枣庄)小亮想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”。他已选好代号为“a”的导体,他还应选用表中哪两个导体进行实验探究( )
导体代号 a b c d e
导体长度L/m 1.5 0.5 1.0 1.0 1.5
导体横截面积S/mm2 1.2 1.2 0.8 1.2 2.0
导体材料 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 镍铬
A.b、c B.c、e C.c、d D.b、e
10.(2022 黑龙江)下列对于生活中物理量的描述,最接近实际的是( )
A.初三学生小明的身高为15.2m B.教室中一根粉笔重500g
C.黑龙江省夏天的气温为55℃ D.一节干电池的电压为1.5V
11.(2022 黑龙江)请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A.两灯串联,两电压表示数相同
B.两灯并联,两电压表示数不同
C.两灯串联,两电压表示数不同
D.两灯并联,两电压表示数相同
12.(2022 武汉)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
① 1.0 0.2 锰铜
② 1.0 0.4 锰铜
③ 0.5 0.4 锰铜
④ 1.0 0.4 镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
13.(2022 浙江)导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电功
二.多选题(共2小题)
(多选)14.(2022 青岛)小明探究串联电路的电压规律,连接了如图所示的电路,下列做法正确的是( )
A.闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
B.只将导线①的下端改接到L1右端,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
C.只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1和L2的总电压
D.只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1两端的电压
(多选)15.(2022 株洲)如图所示钨丝与小灯泡L连接,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,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( )
A.钨丝的电阻随温度升高而减小
B.钨丝的电阻随温度升高而增大
C.加热时钨丝的电流等于小灯泡L的电流
D.加热时钨丝的电流小于小灯泡L的电流
三.填空题(共3小题)
16.(2022 资阳)根据图中提供的信息回答下列各题:
(1)如图甲所示,当人漂浮在水面上时,水对人的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)人的重力;
(2)如图乙所示,图中图线是小明绘制的某种物质凝固过程的温度﹣时间图象,则该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图丙是小明眼睛成像示意图。由图可知,小明需要配戴 (选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜来矫正视力;
(4)电阻箱是电学实验中的常用器材。如图丁所示,该电阻箱的读数为 Ω。
17.(2022 济南)电光源的发明,照亮了人类生活的每一个角落。图甲所示的白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅8%,更多能量都以内能的形式散失到周围环境中。现在用来照明的白炽灯已被图乙所示节能、环保的LED灯所替代,一只12WLED灯的亮度相当于一只100W白炽灯的亮度。LED灯主要是用 (选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”)制成的。
18.(2022 襄阳)如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
四.作图题(共1小题)
19.(2022 广安)在如图所示电路的“〇”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,电路连接正确。
五.实验探究题(共5小题)
20.(2022 襄阳)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律,请你回答下列问题。
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 电压,就可以分析并联电路的电压规律;
(2)当开关闭合时,电压表出现了如图乙所示情况,其原因是电压表 ;
(3)正确连接电路后,若测得L1两端电压为2.5V,则测L2两端电压是 V。
21.(2022 绥化)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
A 锰铜合金 0.5 0.8 亮
B 镍铬合金 0.5 0.8 较亮
C 镍铬合金 0.5 0.4 较暗
D 镍铬合金 1.0 0.4 暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法。
(3)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 代替小灯泡完成实验。
22.(2022 南通)小明在学习电阻概念的过程中,经历了以下三个探究活动。
活动一:在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗。
(1)该实验现象说明: 。
活动二:小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间,分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I,实验结果记录在表1中。
表1
导体 导体a 导体b 导体c
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电压/V 2 4 6 1 2 3 4 6 8
电流/A 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.2 0.3 0.4
(2)①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整,要求当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大。
②分析表1数据,可知,同一导体, ;不同导体, 。可见, 反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻。
活动三:利用表2中提供的导体,探究影响电阻大小的因素。
表2
导体序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
材料 镍铬 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 锰铜
长度/m 1 0.8 1 0.5 1 0.8
横截面积/mm2 0.5 0.8 1.8 0.5 0.5 1.2
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的 (填导体的序号)导体作为研究对象,若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系,你觉得是否可行?请作出判断并说出理由: 。
(4)电阻的定义方法,反映了导体阻碍电流的物理性质。物理学上还有一些用这种方法定义的、能反映出物质或物体某种物理性质的物理量,请列举一个: 。
23.(2022 贺州)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小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
为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铬合金导体,④是锰铜导体。
(1)实验前开关应处于 状态。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为 V,此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为 Ω。
24.(2022 乐山)某小组同学在学习了欧姆定律后,对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表1),设计了如图1所示的电路图。
编号 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 铁
(1)图1中,将三个电阻串联是为了保证 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V,电压表V3示数如图2所示为 V。由欧姆定律分析得出,电压表示数越大,导体电阻越 (选填“大”或“小”)。多次调节滑动变阻器重复读数,可得出结论:材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越 (选填“大”或“小”)。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,选用B、 和 (填导体代号),重复上述操作,可得出结论:材料和横截面积相同时,长度越长,导体电阻越大。
(4)本实验主要运用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“模型法”)。
六.解答题(共2小题)
25.(2022 黔西南州)阅读下面的短文:
材料与社会发展
我们周围的生活用品是由各种材料制成的:金属、陶瓷、玻璃、塑料等等。一般来说,不同的材料具有不同的物理性质。除密度不同外,材料的导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等也往往各不相同。生活、生产中,人们利用各种材料的优点,设计出所需的物品。某一种新材料的问世,往往会引起人类社会的重大变革。
当今,问世的新材料及其特性有:
①铌钛:实用超导材料的代表。
②太阳能电池材料:多层复合太阳能电池,转换率可达40%。
③气凝胶:具有低密度、低热导率,隔热保温优异等特性。
④钕铁硼:高性能永磁材料。
⑤离子液体:在热稳定性、导电性等方面具有独特的优势。
……
仿照示例,对短文中提到的某种新材料的应用及优点,说出你的设想(示例除外):
【示例】用铌钛材料制成导线 导线没有电阻,导电时不会发热。
(1) 。
(2) 。
26.(2022 晋中)生活中导线与插座连接时,有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入,如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积,会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。
参考答案与试题解析
一.选择题(共13小题)
1.【解答】把左端夹子固定,移动右端夹子,铅笔芯接入电路中的长度发生了变化,灯泡的亮度发生了变化,这说明铅笔芯接入电路中的电阻发生了变化,所以影响导体电阻大小的因素是长度。
故选:A。
2.【解答】由图可知,电压表选的量程为0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.6V;因为与电压表正接线柱相连的为电池的正极,所以铜片是电池的正极,故D正确,ABC错误。
故选:D。
3.【解答】电热器都是利用电流的热效应工作的,所以不能用超导体作为电热丝,应是导体,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.【解答】滑动变阻器应该一上一下进行连接;
根据滑动变阻器的使用特点可知,当滑片P向右移动时,接入电路的电阻阻值变大,说明接入电路的电阻丝变长,应该是接入了左半段电阻丝,因此应该是左下角的接线柱与上方任一接线柱的组合,故选项D的接法正确,ABC错误。
故选:D。
5.【解答】由图可知,电表表盘标有“V”,所以是电压表;该电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.50V。
故选:A。
6.【解答】
AB、由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,由两个电压表的示数可知,电源的电压U=6V;电压表V2的示数为2V,则L2两端的电压U2=2V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端电压:U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V,故AB错误;
C、断开开关,只将电压表V2换成电流表,闭合开关,灯泡L2被短路,电路为灯泡L1的简单电路,则L1亮,L2不亮,故C错误;
D、将两个电压表都换成电流表,断开开关,由于电流表相当于导线,则电流分别流入两个灯泡,所以L1与L2并联,故D正确。
故选:D。
7.【解答】
由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在L1两端,故电压表的示数即为L1两端的电压,即灯泡L1两端的电压U1=2V;
由串联电路的特点可知,L2两端的电压:U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V。
故选:D。
8.【解答】A、由图知,滑动变阻器接左上与左下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变短,接入电路的阻值变小,故A不符合题意;
B、由图知,滑动变阻器接右上与左下两个接线柱,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故B不符合题意;
C、由图知,滑动变阻器接左上与右下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变长,接入电路的阻值变大,故C符合题意;
D、由图知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器被接成了定值电阻,当滑片向左滑动时,接入电路的阻值不变,故D不符合题意。
故选:C。
9.【解答】根据控制变量法的思想,研究导体电阻与长度的关系时,要控制材料和横截面积一定,找两个长度不同的导体,已选定了代号为“a”的导体,结合表格数据可知,他还要选用的导体代号是b;
研究导体电阻与横截面积的关系时,要控制材料和长度一定,找两个横截面积不同的导体,已选定了代号为“a”的导体,结合表格数据可知,他还要选用的导体代号是e,
因此想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”,他已选好代号为“a”的导体,还应选用表中b、e两个导体,故D正确。
故选:D。
10.【解答】A、初三学生小明的身高为152cm=1.52m,故A错误;
B、教室中一根粉笔的质量10g=0.01kg,故B错误;
C、黑龙江省夏天的气温为35℃,不会达到55℃,故C错误;
D、一节干电池的电压为1.5V,故D正确。
故选:D。
11.【解答】由图可知,灯L1与L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压,由串联电路电压规律可知,U=U1+U2,电压表V1的示数大于电压表V2的示数。
故选:C。
12.【解答】为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,需要控制材料和横截面积相同,改变长度,分析电阻阻值的变化,应选②③;
为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,需要控制材料和长度相同,改变导体横截面积,分析电阻阻值的变化,应选①②;
为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,需要控制长度和横截面积相同,改变导体材料,分析电阻阻值的变化,应选②④;
所以A、B、C错误,D正确;
故选:D。
13.【解答】自由电子定向移动形成电流,电压是形成电流的原因。图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,动力即为电压,故C符合题意,A、B、D不符合题意。
故选:C。
二.多选题(共2小题)
14.【解答】
A、闭合开关S,该电路为串联电路,电压表与L2并联,电压表测量L2两端的电压,故A正确;
B、只将导线①的下端改接到L1右端,该电路为串联电路,电压表与L2并联,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压,故B正确;
C、只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表并联到了电源的两端,测量L1和L2的总电压,故C正确;
D、只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表的正负接线柱接反了,无法测量L1两端的电压,故D错误。
故选:ABC。
15.【解答】闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,钨丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,钨丝的电阻增大;由于钨丝和小灯泡串联接入电路中,则通过它们的电流是相同的;综上所述,BC正确,AD错误。
故选:BC。
三.填空题(共3小题)
16.【解答】(1)当人漂浮在水面上时,人只受到浮力和重力,处于静止状态,因此水对人的浮力等于人的重力;
(2)由图乙中物质凝固图线可知,此物质没有固定的凝固点,因此该物质是非晶体;
(3)据图丙可知,小明眼睛成像在视网膜之前,是近视眼,因此需要配戴凹透镜制成的眼镜来矫正视力;
(4)图丁所示电阻箱的读数为2×10Ω+0×1Ω+2×0.1Ω+2×0.01Ω=20.22Ω。
故答案为:(1)等于;(2)非晶体;(3)凹;(4)20.22。
17.【解答】(1)白炽灯是利用电流的热效应工作的,当电流通过灯丝时,电能主要转化为内能;
(2)LED灯主要是由半导体材料制成的。
故答案为:热效应;半导体材料。
18.【解答】由题可知多芯线是由多根细导线并联而成,而并联相当于增大了导体的横截面积,使总电阻减小,故多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻。
故答案为:小于。
四.作图题(共1小题)
19.【解答】题目要求,开关S闭合时,电路连接正确。
若右边圆圈内填入电流表,则左下方圆圈内只能填电压表,防止电源被短路,但此时导线将R2和电流表短路,所以右边圆圈内填入电压表,左下方圆圈内只能填电流表;R1和R2并联接入电路,如图所示:
。
五.实验探究题(共5小题)
20.【解答】(1)实验要探究并联电路的电压规律,应分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源电压的大小,比较三者的数值大小关系,得出并联电路的电压规律;
(2)根据乙图中电压表指针出现反偏情况,说明电压表正负接线柱接反了;
(3)因为两灯泡并联接在电路中,故电压表测出L1两端电压的同时也是L2两端的电压,即L2两端电压也是2.5V。
故答案为:(1)电源;(2)正负接线柱接反了;(3)2.5。
21.【解答】(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法;
(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,所以本实验采用的研究方法是控制变量法和转换法;
(3)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制长度和横截面积相同,而材料不同,因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验;
(4)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,即此时的长度和材料相同,但横截面积不同,故是为了验证导体的电阻与横截面积的关系;
(5)如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在材料和横截面积相同,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中,故选:C;
(6)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
故答案为:(1)小灯泡的亮度;(2)控制变量法;(3)A、B;(4)横截面积;(5)C;(6)电流表。
22.【解答】(1)实验中在A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,即接入电阻的材料不同,通电后灯泡的亮度不同,说明导体导电能力与导体的材料有关;
(2)①滑片P向左滑,变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以右电阻丝连入电路中,如下所示:
②由表1知导体a电压与电流的比为10,导体b电压与电流的比为5,导体c电压与电流的比为20,故可以得出:同一导体,电压与电流的比值相同;不同导体,电压与电流的比值不相同。可见,电压与电流的比值反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻;
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料的关系,需要控制长度和横截面积相同,改变导体的材料,①、⑤符合题意;
为了探究导体电阻的大小与长度的关系,需要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度,①、④符合题意;
为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系,需要控制长度和导体的材料相同,改变导体的横截面积,①、③符合题意;
故要探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的①、③、④、⑤导体作为研究对象;
由表格数据知③和⑤的长度相同,材料不同,横截面积不同,由于没有控制导体的材料相同,所以不能选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系;
(4)用电压与电流的比值表示电阻,这种方法叫比值定义法,物理学中用某种物质的质量与其体积的比值来表示这种物质的密度。
故答案为:(1)导体导电能力与导体的材料有关;(2)①见解答图;②电压与电流的比值相同;电压与电流的比值不相同;电压与电流的比值;(3)①、③、④、⑤;不可行,没有控制导体的材料相同;(4)密度。
23.【解答】(1)为了保护电路,实验前开关应处于断开状态;
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,根据题意可知,①②两根导体材料、横截面积相同,而长度不同,所以是验证B电阻与导体长度的关系;
(3)①④两根导体,长度、横截面积相同,材料不同,而电流表的示数不同,说明两导体的电阻不同,所以导体电阻大小跟导体的材料有关;
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V;此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为:
R===11Ω。
故答案为:(1)断开;(2)B;(3)材料;(4)2.2;11。
24.【解答】(1)串联电路的特点是电流处处相等,故三个电阻串联保证了电流相等;
(2)电压表读数应分析量程和分度值,量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为0.5V;根据串联分压原理,电压越大,电阻也越大;所以材料和长度相同时,横截面积越大,说明电阻越小;
(3)探究“导体电阻与长度的关系”时,要控制横截面积和材料相同,故选B、D、E进行实验;
(4)对探究实验“影响导体电阻大小的因素”,改变某一个变量,控制其他量不变看最终结果是否会有影响,这种方法叫做控制变量法。即本实验采用的方法。
故答案为:(1)电流;(2)0.5;大;小;(3)D;E;(4)控制变量法。
六.解答题(共2小题)
25.【解答】(1)利用②中太阳能电池材料的光电转换效率高,可以制成太阳能汽车的太阳能电池板;
(2)利用③中气凝胶的密度低、低热导率,隔热保温优异,可以制成保温箱;
或利用④中钕铁硼的高性能永磁,可以制成高性能电动机的永磁体;
利用⑤中离子液体的优异导电性,可以制成电池的电解液;
故答案为:(1)用太阳能电池材料制成太阳能汽车的太阳能电池板:太阳能电池板的光电转换效率高,减小太阳能汽车的体积;
(2)用气凝胶制成保温箱:保温箱的密度小质量小携带方便,隔热性好保温性能好。
26.【解答】答:“U”型接入法可以增大连接处的接触面积,在长度、材料不变时,连接处的电阻小,根据Q=I2Rt可得,当电流、通电时间一定时,连接处产生的热量少,更安全。
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