14.1电阻
【知识点1】热敏电阻 1
【知识点2】压敏电阻 2
【知识点3】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度 2
【知识点4】探究导体的电阻与温度的关系 4
【题型1】滑动变阻器的构造和原理 5
【题型2】滑动变阻器的使用方法 9
【题型3】影响电阻大小的因素 12
【题型4】电阻的概念及单位 17
【知识点1】热敏电阻
(1)概念:热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值随着温度的变化而改变。
(2)特点:随着温度的升高, 热敏电阻的电阻值降低; 温度降低时, 电阻值增加。
主要以热敏电阻的实际应用为主。
例:如图是电冰箱的简化电路图,图中M是电冰箱压缩机用的电动机,L是电冰箱内的照明灯,照明灯L与电动机M是______(选填“串联”或“并联”);关上冰箱门时,开关S2自动______(选填“闭合”或“断开”);温控开关S1是一个热敏电阻,它是由______(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
分析:根据电路图可知,照明灯和压缩机并联连接,并且开关S2控制灯泡,开关S1控制压缩机,据此分析解答;热敏电阻是由半导体材料制成的。
解析:解:因为照明灯和压缩机并联连接,并且开关S2控制灯泡,开关S1控制压缩机;当关上电冰箱门时,门控开关S2断开,灯泡不发光;热敏电阻是由半导体材料制成的。
故答案为:并联;断开;半导体。
点评:此题是电学应用题,要结合电路知识和生活经验分析,解决此类问题要结合串联电路和并联电路的特点选择合适的开关组合。【解题方法点拨】
概念性知识,牢记即可。
【知识点2】压敏电阻
(1)概念:压敏电阻, 也称为电压依赖电阻或变阻器, 是一种特殊的半导体电阻器。
(2)特点:阻值会随压力的变化而变化
主要以压敏电阻的实际应用为主。
例:商店里的电子秤是利用了下列哪种电阻制成( )
A.光敏电阻
B.热敏电阻
C.滑动变阻器
D.压敏电阻
分析:压敏电阻的阻值会随压力的变化而变化。
解析:解:商店里的电子秤是利用压敏电阻会随压力的变化,而转化成电流的变化的原理制成的。
故选:D。
点评:本题考查了特殊电阻的应用。压敏电阻是压力改变时,电阻会变;光敏电阻是光照变化时,电阻会变;热敏电阻是温度改变时,电阻会变,都有各自的用途的。
概念性知识,牢记即可。
【知识点3】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
实验设计:
实验过程及现象分析:当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时,电路中的电流变小,小灯泡变暗;而当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时,电路中的电流变大,小灯泡变亮。
考查对滑动变阻器在改变小灯泡亮度实验过程中的分析。
例:如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应移到______(选填“A”或“B”)端;使用过程中要使灯泡变亮,滑片P应向______(选填“A”或“B”)移动;若使用中接入电路的接线柱改接A、C,则上述实验中滑动变阻器的调节规律______(选填“不变”或“改变”)。
分析:(1)根据连接实物电路的正确方法进行分析,即闭合开关前,使滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)根据影响灯泡亮度的因素进行分析,即通过灯泡的电流越大,灯泡的实际功率越大。
(3)滑动变阻器的有四个接线柱,都接上面滑动变阻器被短路;都接下面接线柱滑动变阻器相当于定值电阻。所以接入电路时只能选择上面一个下面一个,且关键看下面的接线柱是哪一个。解析:解:
(1)为了保护电路,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,由图知滑片应移至B端;
(2)灯泡变亮,说明通过灯泡的电流变大,则滑动变阻器接入电路的阻值减小,由图知滑片应向A端移动。
(3)滑动变阻器有四个接线柱,都接上面接线柱时滑动变阻器被短路,都接下面接线柱时滑动变阻器相当于定值电阻。所以,变阻器接入电路时只能选择上面一个、下面一个,且关键看下面的接线柱是哪一个。
由图知,原来是接A、D接线柱,若使用中接入电路的接线柱改接A、C,下面仍接了A接线柱,即变阻器接入电路的电阻丝不变,所以滑动变阻器的调节规律不变。
故答案为:B;A;不变。点评:掌握滑动变阻器的结构、原理、作用、接线柱的接法、连入电路的方式,知道实物电路的正确连接方法,并且会根据实物图画出正确电路图,知道实物电路连接过程中的注意事项。
(1)在连接过程中,开关要断开
(2)使用滑动变阻器时,变阻器要与被控制的用电器串联
(3)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移动最大阻值处。
【知识点4】探究导体的电阻与温度的关系
实验设计:
实验现象:对螺旋状的电阻丝加热时,发现电流表的示数变小,灯泡变暗,说明螺旋状电阻丝的电阻增大
结论:导体的电阻与温度有关。在一定条件下,金属导体的电阻随温度的升高而增大。
考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例: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,______、温度有关。
(2)实验时,同学们用如甲图的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如下表:当选用______(填序号)两根金属丝,可探究导体电阻跟导体材料的关系。
(3)如乙的实验,可探究导体电阻与______的关系。
分析:(1)影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积,另外还有温度;在研究时要采用控制变量法的思想,探究导体电阻跟导体横截面积的关系时,要控制材料、长度和温度相同;
(2)图乙中,用酒精灯加热电阻丝,观察灯泡的亮度变化,是探究电阻与温度的关系。
解析:解:(1)影响电阻大小的因素可以猜想有:材料、长度、横截面积、温度;
(2)探究导体电阻跟导体材料的关系,必须控制导体的横截面积、长度相同,材料不相同,因此符合条件的有b和c两根电阻丝;
(3)在图乙的实验中,对电阻丝加热,材料、长度和横截面积都不变,改变的是温度,观察灯泡亮度的变化,因此探究的是电阻与温度的关系。
故答案为:(1)长度;(2)b和c;(3)温度。
点评:用控制变量法探究影响电阻大小的关系时,注意相同因素和不同因素,这是解决这类实验探究题的关键。
(1)做本实验时要注意观察电流表的示数不能超过其量程。
(2)并不是所有电阻的阻值都随着温度的升高而增大,应具体问题具体分析。
【题型1】滑动变阻器的构造和原理
【典型例题】有一款LED灯,转动标有“”符号的旋钮,就能控制灯光的强弱。该转动旋钮的实质是改变接入电路中电阻丝的( )
A.材料
B.长度
C.横截面积
D.温度
【答案】B
【解析】根据题意,转动标有“”符号的旋钮,就能控制灯光的强弱,该转动旋钮的作用相当于滑动变阻器,滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【举一反三1】下列说法中不正确的是( )
A.滑动变阻器在一定范围内可以连续改变连入电路的阻值,但不能读出阻值
B.电阻箱不可以连续地改变连入电路的阻值,但可以读出阻值
C.要使变阻器能改变通过用电器的电流,必须将它与用电器串联
D.滑动变阻器的接线柱不分正、负,因而无论怎样接入电路效果都完全一样
【答案】D
【解析】滑动变阻器能连续地改变接入电路中的阻值,但不能读出接入电阻的大小;电阻箱能读出连入电路的阻值,但不能连续地改变连入电路的电阻,故AB正确,不符合题意;
使用滑动变阻器时,要与用电器串联才能改变通过用电器的电流,故C正确,不符合题意;
滑动变阻器要一上一下的串联接入电路(接线柱不分正、负),通过改变连入电路的电阻丝的长度,改变连入电路的电阻,进而改变电路中的电流;但是滑动变阻器改变接入电路阻值的大小与滑动变阻器下端接线柱有关,下端接线柱不一样,当移动滑片时,接入电路的阻值变化不同,故D错误,符合题意。
故选D。
【举一反三2】如图为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座、可调光节能台灯等多种功能,下列说法正确的是( )
A.节能台灯工作时电流约为3A
B.用插座给手机充电时,台灯与手机串联
C.调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D.该转换器的外壳可用金属制成
【答案】C
【解析】节能台灯工作时电流约为0.2A,故A错误;
给手机充电时,台灯与手机并联,互不影响,故B错误;
调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,会改变电路中电阻,改变电路电流,故C正确;
金属是导体,该转换器的外壳不可用金属制成,否则会导致触电,故D错误。
故选C。
【举一反三3】小明同学想自制一个滑动变阻器。在选择电阻部分的材料时,有长度相同的下列材料,你建议小明选择( )
A.玻璃板
B.尼龙绳
C.塑料笔管
D.铅笔芯
【答案】D
【解析】玻璃板、尼龙绳、塑料笔管都是绝缘体,不能导电,因此它们都不能制作滑动变阻器的电阻丝,故ABC不符合题意;
铅笔芯是由石墨制成的,石墨是导体,且这种材料的电阻率较大,可以制作滑动变阻器的电阻丝,故D符合题意。
故选 D。
【举一反三4】如图为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座、可调光节能台灯等多种功能,下列说法正确的是( )
A.节能台灯工作时电流约为3A
B.用插座给手机充电时,台灯与手机串联
C.调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D.该转换器的外壳可用金属制成
【答案】C
【解析】节能台灯工作时电流约为0.2A,故A错误;
给手机充电时,台灯与手机并联,互不影响,故B错误;
调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,会改变电路中电阻,改变电路电流,故C正确;
金属是导体,该转换器的外壳不可用金属制成,否则会导致触电,故D错误。
故选C。
【举一反三5】实验室中常用的滑动变阻器是把 (选填“镍铬合金丝”或“铜丝”)紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为 Ω。
【答案】镍铬合金丝 2230
【解析】相同情况下合金材料的电阻大于单种金属的电阻,因此实验室中常用的滑动变阻器是把镍铬合金丝紧密地缠绕在瓷筒上制成的。
图中电阻箱的阻值为
【举一反三6】如题图甲所示是常见导体导电性能的排序,家庭电路一般选用 作为导线的材料。滑动变阻器电阻丝常用 (选填“铁丝”或“镍铬合金丝”)制作。图乙所示的六根导线,电阻最大的是 (填字母序号)。
【答案】铜 镍铬合金丝 d
【解析】作为家庭电路导线的材料,要求导电性强,同时价格经济,一般选用铜作为导线的材料。
滑动变阻器的电阻丝应选用电阻率大、导电性弱的镍铬合金制作。
图乙中a、b、c三根导线材料相同,c导线最长同时横截面积最小,电阻最大;c、d、e、f四根导线长度相同、横截面积相同,铁的导电性最弱,电阻最大,所以图乙所示的六根导线,电阻最大的是d。
【举一反三7】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的 (选填“长度”或“横截面积”)来改变接入电路中的电阻,其电阻丝用 (选填“铜”或“镍铬合金”)材料做的。
【答案】长度 镍铬合金
【解析】滑动变阻器是通过调节滑片,改变连入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中的电阻的。
滑动变阻器可以改变电路中的电流,要求电阻比较大,对于长度、粗细相同的铜线和镍铬合金线来说,铜线的电阻较小,镍铬合金线电阻较大,因此选择镍铬合金材料来做。
【题型2】滑动变阻器的使用方法
【典型例题】如图所示为滑动变阻器的四种接线方式示意图,当滑片P向左移动时,电路中的电阻变大的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】滑动变阻器应“一上一下”接入电路,才能改变接入的电阻大小,A中相当于接入的是导线,C中相当于接入的是定值电阻,故AC不符合题意;
滑动变阻器应“一上一下”接入电路,如图向左移动滑片,接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小,故B不符合题意;
滑动变阻器应“一上一下”接入电路,如图向左移动滑片,接入电路的电阻丝长度变长,电阻变大,故D符合题意。
【举一反三1】如图,若使滑片P向右滑动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大,应连接( )
A.ac
B.ab
C.bc
D.bd
【答案】A
【解析】连接ac接线柱,滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻丝长度变长,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故A符合题意;
连接ab接线柱,变阻器的整个电阻接入电路中,滑片P移动过程中不能改变接入电路中的阻值,故B不符合题意;
连接bc或bd接线柱,滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻丝长度变短,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故CD不符合题意。
故选A。
【举一反三2】如图所示是滑动变阻器连入电路的四种接法,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】滑动变阻器只将金属杆接入了电路,相当于只接入导线,滑片失去作用,移动滑片,电阻不变,故A不符合题意;
滑动变阻器接入了左半段,滑片左移,连入电路的电阻丝变短,电阻变小,故B不符合题意;
滑动变阻器接入了左半段,滑片左移,连入电路的电阻丝变短,电阻变小,故C不符合题意;
滑动变阻器接入了右半段,滑片左移,连入电路的电阻丝变长,电阻变大,故D符合题意。
故选D。
【举一反三3】滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻 。
【答案】变小
【解析】读图可知,滑片左边的电阻线连入电路,当滑片向左滑动时,这部分电阻线长度变短,在材料与横截面积不变的情况下,其电阻变小。
【举一反三4】如图所示,请将电位器连入右侧电路中,要求逆时针旋转旋片P时,灯泡变暗。
【答案】见解析图
【解析】逆时针旋转P旋片时,灯泡变暗,说明逆时针旋转时,电位器连入电路的电阻变大,故应将A、B两接线柱串联接入了电路,如图所示:
【题型3】影响电阻大小的因素
【典型例题】要探究“影响导体电阻大小的因素”,小明同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体材料有关。根据猜想设计了如图所示的实验装置。(其中“S”表示导体的横截面积)下列说法正确的是( )
A.实验中灯泡越亮,说明接入电路的导体电阻越大
B.为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电压表
C.分别把C、D两根电阻线接入电路,可以探究猜想①
D.要探究猜想②,应分别把B、C两根电阻线接入电路
【答案】D
【解析】实验中灯泡越亮,说明电路中的电流越大,则接入电路的导体电阻越小,故A错误;
为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电流表,如果串联一个电压表,电路相当于开路,故B错误;
根据控制变量法的思想,要想探究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制材料和横截面积相同,只有长度不同。而C、D两根电阻线材料相同,长度和横截面积不同,所以分别把C、D两根电阻线接入电路,不可以探究猜想①,故C错误;
要探究猜想②导体的电阻与导体的横截面积有关,应该控制材料和长度相同,改变横截面积,B、C两根电阻线符合条件,故分别把B、C两根电阻线接入电路可以验证猜想②,故D正确。故选D。
【举一反三1】用如图所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,下列说法错误的是( )
A.若电路电流变化较大时,可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
B.两根电阻丝分别接入电路,按图接入乙电阻丝时电流表示数较小
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关
【答案】D
【解析】在探究“影响电阻大小的因素”实验时,若电路电流变化较大时,如果接入灯泡,灯泡的亮度变化较大,易观察,所以可通过观察灯泡亮度来反映导体对电流阻碍作用的大小,故A正确,不符合题意;
两根电阻丝分别接入电路,按图接入长的合金丝乙时,其它条件不变,电阻变大,电流表示数较小,故B正确,不符合题意;
图中的实验控制了导体的材料和横截面积不变,所以探究的是导体的电阻与导体的长度的关系,故C正确,不符合题意;
根据图中的实验可得出的结论是:在导体的材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越大,故D错误,符合题意。
故选D。
【举一反三2】如图所示,分别将横截面积相同而长度不同的两条镍铬合金线AB和CD接入电路,通过较长的镍铬合金线电流较小,由此可见导体的电阻与( )
A.温度有关系
B.导体的材料有关系
C.导体的横截面积有关系
D.导体的长度有关系
【答案】D
【解析】实验中导体AB和CD均为横截面积相同而长度不同的镍铬合金线。即研究物体的材料和横截面积均相同,而长度不同,所以该实验研究的是电阻大小与导体长度的关系.故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【举一反三3】(1)如图甲所示,电压表的示数为 V,电流表的示数为 A;
(2)如图乙是探究导体电阻的大小与导体的 的关系实验,可通过观察灯泡亮度来比较导体a、b电阻的大小,当接入电路的镍铬合金丝由a换成b后,如果小灯泡的亮度变化不明显,可在原电路中连接一个 (选填“电压表”或“电流表”)。近年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【答案】(1) 2.3 0.28
(2)长度 电流表 减小
【解析】(1)电压表使用的量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.3V。
电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A。
(2)灯泡亮度变化不明显时,为了精确地比较通过灯泡的电流,可以在原电路中串联一个电流表,准确读出通过灯泡的电流大小,间接地比较出电阻大小。
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,当其他条件不变,输电线换成较粗的输电线时,横截面积变大,阻值会减小。
【举一反三4】如图所示的实物电路中,AB部分为金属电阻丝,当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,可观察到灯泡慢慢变暗,电流表的示数变 了,说明金属电阻丝AB的电阻在 。此实验现象说明金属导体AB的电阻跟 有关。
【答案】小 变大 温度
【解析】当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,可观察到灯泡慢慢变暗,说明经过灯泡的电流减小,故电流表的示数变小;由可知金属电阻丝AB的电阻在变大,故此实验现象说明金属导体的电阻跟温度有关,温度越高,电阻越大。
【举一反三5】实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出如下猜想:
猜想一:电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想二:电阻可能与导体的长度有关;
猜想三:电阻可能与导体的材料有关。
他们从实验室找来了4根电阻丝,其规格、材料如表所示,同时还准备了电源、小灯泡、开关、带导线夹的导线等实验器材。
(1)小组同学设计了如图所示电路。在M、N之间分别接入不同的导体,实验时可以通过比较 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证猜想一,所选图中线路板上的两根导体丝应具备的条件是 ,据此可以选择 (填编号)两根导体进行实验;
(3)小组同学在分别将导体B、D接入电路中时发现,将D导体接入电路时小灯泡更亮,由此可以得出的结论是 ;
(4)如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁,能不能只用导体丝B来验证猜想二?先回答能或者不能,再简单叙述实验操作过程。 , ;
[拓展]
(5)在实验过程中小组同学发现,接入某一导体丝后,开始灯泡比较亮,过一会灯泡会变得暗一些,可能的原因是 。
【答案】(1)灯泡的亮度
(2)长度相同,材料相同 C、D
(3)当导体材料相同,横截面积相同时,导体越短电阻越小
(4)能 见解析
(5)见解析
【解析】(1)由图得,灯泡与电阻丝串联,当电阻丝的电阻越大时,电路中电流越小,灯泡越暗;当电阻丝的电阻越小时,电路中电流越大,灯泡越亮。在M、N之间分别接入不同的导体,实验时可以通过比较灯泡亮暗来比较导体电阻的大小。
(2)要验证猜想一,即探究电阻与导体的横截面积之间的关系,应控制导体的材料、长度相同,改变横截面积,故应选用C、D两根导体进行实验。
(3)B、D两导体的材料、横截面积相同,长度不同,且D导体的长度较短,将D导体接入电路时小灯泡更亮,电路中的电流越大,说明电路中电阻越小,因此可得结论为:当导体材料相同,横截面积相同时,导体越短电阻越小。
(4)只用导体丝B,此时导体的材料和横截面积相同,用导线夹夹在导体B的不同位置,从而改变导体接入电路的有效长度,因此能够验证猜想二。
(5)由于灯丝电阻受温度的影响会发生改变,因此接入某一导体丝后,开始灯泡比较亮,过一会电路接通时间长了,灯丝温度升高,电阻变大,灯变暗。
【题型4】电阻的概念及单位
【典型例题】下列单位换算过程,正确的是( )
A.
B.240Ω=240Ω×kΩ=0.24kΩ
C.240Ω=240× kΩ=0.24kΩ
D.240Ω× =0.24kΩ
【答案】C
【解析】因为
所以
故C正确,ABD错误。
故选C。
【举一反三1】下列科学家中,以其名字作为“电阻”单位的是( )
A.欧姆
B.伽利略
C.托里拆利
D.爱因斯坦
【答案】A
【解析】电阻的单位是欧姆,是以科学家欧姆的名字进行命名的。
故选A。
【举一反三2】下列科学家中,以其名字作为“电阻”单位的是( )
A.欧姆
B.伽利略
C.托里拆利
D.爱因斯坦
【答案】A
【解析】电阻的单位是欧姆,是以科学家欧姆的名字进行命名的。
故选A。
【举一反三3】在下列各电学物理量中,能够反映导体对电流阻碍作用的是( )
A.电压
B.电阻
C.电流
D.电功
【答案】B
【解析】在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【举一反三4】电阻的单位是 ,单位的换算关系是:1kΩ Ω,1MΩ Ω。
【答案】欧姆 1000或103 1000000或106
【解析】电阻的单位是欧姆(Ω),是用德国物理学家欧姆的名字命名的单位,除了欧姆,电阻还有其它的单位,千欧和兆欧,,。
【举一反三5】物理学中许多物理量都是用来描述物质的特性、例如:用 来描述不同物质的吸、放热能力的特性;用 来描述不同导体对电流阻碍作用的特性。
【答案】比热容 电阻
【解析】比热容是用来描述不同物质的吸、放热能力强弱的物理量,用表示。
实验中用电阻来描述不同导体对电流阻碍作用的大小的特性,用表示。
【举一反三6】为了纪念物理学家的杰出贡献,常以他们的名字命名物理量的单位。如以安培命名 的单位,以 命名为电阻的单位。
【答案】电流 欧姆
【解析】在物理学中,以安培命名电流的单位,电流的基本单位是安培,符号是A,以欧姆命名为电阻的单位,电阻的基本单位是欧姆,符号是Ω。14.1电阻
【知识点1】热敏电阻 1
【知识点2】压敏电阻 2
【知识点3】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度 2
【知识点4】探究导体的电阻与温度的关系 4
【题型1】滑动变阻器的构造和原理 5
【题型2】滑动变阻器的使用方法 7
【题型3】影响电阻大小的因素 9
【题型4】电阻的概念及单位 12
【知识点1】热敏电阻
(1)概念:热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值随着温度的变化而改变。
(2)特点:随着温度的升高, 热敏电阻的电阻值降低; 温度降低时, 电阻值增加。
主要以热敏电阻的实际应用为主。
例:如图是电冰箱的简化电路图,图中M是电冰箱压缩机用的电动机,L是电冰箱内的照明灯,照明灯L与电动机M是______(选填“串联”或“并联”);关上冰箱门时,开关S2自动______(选填“闭合”或“断开”);温控开关S1是一个热敏电阻,它是由______(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
分析:根据电路图可知,照明灯和压缩机并联连接,并且开关S2控制灯泡,开关S1控制压缩机,据此分析解答;热敏电阻是由半导体材料制成的。
解析:解:因为照明灯和压缩机并联连接,并且开关S2控制灯泡,开关S1控制压缩机;当关上电冰箱门时,门控开关S2断开,灯泡不发光;热敏电阻是由半导体材料制成的。
故答案为:并联;断开;半导体。
点评:此题是电学应用题,要结合电路知识和生活经验分析,解决此类问题要结合串联电路和并联电路的特点选择合适的开关组合。【解题方法点拨】
概念性知识,牢记即可。
【知识点2】压敏电阻
(1)概念:压敏电阻, 也称为电压依赖电阻或变阻器, 是一种特殊的半导体电阻器。
(2)特点:阻值会随压力的变化而变化
主要以压敏电阻的实际应用为主。
例:商店里的电子秤是利用了下列哪种电阻制成( )
A.光敏电阻
B.热敏电阻
C.滑动变阻器
D.压敏电阻
分析:压敏电阻的阻值会随压力的变化而变化。
解析:解:商店里的电子秤是利用压敏电阻会随压力的变化,而转化成电流的变化的原理制成的。
故选:D。
点评:本题考查了特殊电阻的应用。压敏电阻是压力改变时,电阻会变;光敏电阻是光照变化时,电阻会变;热敏电阻是温度改变时,电阻会变,都有各自的用途的。
概念性知识,牢记即可。
【知识点3】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
实验设计:
实验过程及现象分析:当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时,电路中的电流变小,小灯泡变暗;而当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时,电路中的电流变大,小灯泡变亮。
考查对滑动变阻器在改变小灯泡亮度实验过程中的分析。
例:如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应移到______(选填“A”或“B”)端;使用过程中要使灯泡变亮,滑片P应向______(选填“A”或“B”)移动;若使用中接入电路的接线柱改接A、C,则上述实验中滑动变阻器的调节规律______(选填“不变”或“改变”)。
分析:(1)根据连接实物电路的正确方法进行分析,即闭合开关前,使滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)根据影响灯泡亮度的因素进行分析,即通过灯泡的电流越大,灯泡的实际功率越大。
(3)滑动变阻器的有四个接线柱,都接上面滑动变阻器被短路;都接下面接线柱滑动变阻器相当于定值电阻。所以接入电路时只能选择上面一个下面一个,且关键看下面的接线柱是哪一个。解析:解:
(1)为了保护电路,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,由图知滑片应移至B端;
(2)灯泡变亮,说明通过灯泡的电流变大,则滑动变阻器接入电路的阻值减小,由图知滑片应向A端移动。
(3)滑动变阻器有四个接线柱,都接上面接线柱时滑动变阻器被短路,都接下面接线柱时滑动变阻器相当于定值电阻。所以,变阻器接入电路时只能选择上面一个、下面一个,且关键看下面的接线柱是哪一个。
由图知,原来是接A、D接线柱,若使用中接入电路的接线柱改接A、C,下面仍接了A接线柱,即变阻器接入电路的电阻丝不变,所以滑动变阻器的调节规律不变。
故答案为:B;A;不变。点评:掌握滑动变阻器的结构、原理、作用、接线柱的接法、连入电路的方式,知道实物电路的正确连接方法,并且会根据实物图画出正确电路图,知道实物电路连接过程中的注意事项。
(1)在连接过程中,开关要断开
(2)使用滑动变阻器时,变阻器要与被控制的用电器串联
(3)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移动最大阻值处。
【知识点4】探究导体的电阻与温度的关系
实验设计:
实验现象:对螺旋状的电阻丝加热时,发现电流表的示数变小,灯泡变暗,说明螺旋状电阻丝的电阻增大
结论:导体的电阻与温度有关。在一定条件下,金属导体的电阻随温度的升高而增大。
考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例: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,______、温度有关。
(2)实验时,同学们用如甲图的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如下表:当选用______(填序号)两根金属丝,可探究导体电阻跟导体材料的关系。
(3)如乙的实验,可探究导体电阻与______的关系。
分析:(1)影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积,另外还有温度;在研究时要采用控制变量法的思想,探究导体电阻跟导体横截面积的关系时,要控制材料、长度和温度相同;
(2)图乙中,用酒精灯加热电阻丝,观察灯泡的亮度变化,是探究电阻与温度的关系。
解析:解:(1)影响电阻大小的因素可以猜想有:材料、长度、横截面积、温度;
(2)探究导体电阻跟导体材料的关系,必须控制导体的横截面积、长度相同,材料不相同,因此符合条件的有b和c两根电阻丝;
(3)在图乙的实验中,对电阻丝加热,材料、长度和横截面积都不变,改变的是温度,观察灯泡亮度的变化,因此探究的是电阻与温度的关系。
故答案为:(1)长度;(2)b和c;(3)温度。
点评:用控制变量法探究影响电阻大小的关系时,注意相同因素和不同因素,这是解决这类实验探究题的关键。
(1)做本实验时要注意观察电流表的示数不能超过其量程。
(2)并不是所有电阻的阻值都随着温度的升高而增大,应具体问题具体分析。
【题型1】滑动变阻器的构造和原理
【典型例题】有一款LED灯,转动标有“”符号的旋钮,就能控制灯光的强弱。该转动旋钮的实质是改变接入电路中电阻丝的( )
A.材料
B.长度
C.横截面积
D.温度
【举一反三1】下列说法中不正确的是( )
A.滑动变阻器在一定范围内可以连续改变连入电路的阻值,但不能读出阻值
B.电阻箱不可以连续地改变连入电路的阻值,但可以读出阻值
C.要使变阻器能改变通过用电器的电流,必须将它与用电器串联
D.滑动变阻器的接线柱不分正、负,因而无论怎样接入电路效果都完全一样
【举一反三2】如图为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座、可调光节能台灯等多种功能,下列说法正确的是( )
A.节能台灯工作时电流约为3A
B.用插座给手机充电时,台灯与手机串联
C.调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D.该转换器的外壳可用金属制成
【举一反三3】小明同学想自制一个滑动变阻器。在选择电阻部分的材料时,有长度相同的下列材料,你建议小明选择( )
A.玻璃板
B.尼龙绳
C.塑料笔管
D.铅笔芯
【举一反三4】如图为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座、可调光节能台灯等多种功能,下列说法正确的是( )
A.节能台灯工作时电流约为3A
B.用插座给手机充电时,台灯与手机串联
C.调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D.该转换器的外壳可用金属制成
【举一反三5】实验室中常用的滑动变阻器是把 (选填“镍铬合金丝”或“铜丝”)紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为 Ω。
【举一反三6】如题图甲所示是常见导体导电性能的排序,家庭电路一般选用 作为导线的材料。滑动变阻器电阻丝常用 (选填“铁丝”或“镍铬合金丝”)制作。图乙所示的六根导线,电阻最大的是 (填字母序号)。
【举一反三7】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的 (选填“长度”或“横截面积”)来改变接入电路中的电阻,其电阻丝用 (选填“铜”或“镍铬合金”)材料做的。
【题型2】滑动变阻器的使用方法
【典型例题】如图所示为滑动变阻器的四种接线方式示意图,当滑片P向左移动时,电路中的电阻变大的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】如图,若使滑片P向右滑动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大,应连接( )
A.ac
B.ab
C.bc
D.bd
【举一反三2】如图所示是滑动变阻器连入电路的四种接法,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻 。
【举一反三4】如图所示,请将电位器连入右侧电路中,要求逆时针旋转旋片P时,灯泡变暗。
【题型3】影响电阻大小的因素
【典型例题】要探究“影响导体电阻大小的因素”,小明同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体材料有关。根据猜想设计了如图所示的实验装置。(其中“S”表示导体的横截面积)下列说法正确的是( )
A.实验中灯泡越亮,说明接入电路的导体电阻越大
B.为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电压表
C.分别把C、D两根电阻线接入电路,可以探究猜想①
D.要探究猜想②,应分别把B、C两根电阻线接入电路
【举一反三1】用如图所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,下列说法错误的是( )
A.若电路电流变化较大时,可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
B.两根电阻丝分别接入电路,按图接入乙电阻丝时电流表示数较小
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关
【举一反三2】如图所示,分别将横截面积相同而长度不同的两条镍铬合金线AB和CD接入电路,通过较长的镍铬合金线电流较小,由此可见导体的电阻与( )
A.温度有关系
B.导体的材料有关系
C.导体的横截面积有关系
D.导体的长度有关系
【举一反三3】(1)如图甲所示,电压表的示数为 V,电流表的示数为 A;
(2)如图乙是探究导体电阻的大小与导体的 的关系实验,可通过观察灯泡亮度来比较导体a、b电阻的大小,当接入电路的镍铬合金丝由a换成b后,如果小灯泡的亮度变化不明显,可在原电路中连接一个 (选填“电压表”或“电流表”)。近年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【举一反三4】如图所示的实物电路中,AB部分为金属电阻丝,当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,可观察到灯泡慢慢变暗,电流表的示数变 了,说明金属电阻丝AB的电阻在 。此实验现象说明金属导体AB的电阻跟 有关。
【举一反三5】实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出如下猜想:
猜想一:电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想二:电阻可能与导体的长度有关;
猜想三:电阻可能与导体的材料有关。
他们从实验室找来了4根电阻丝,其规格、材料如表所示,同时还准备了电源、小灯泡、开关、带导线夹的导线等实验器材。
(1)小组同学设计了如图所示电路。在M、N之间分别接入不同的导体,实验时可以通过比较 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证猜想一,所选图中线路板上的两根导体丝应具备的条件是 ,据此可以选择 (填编号)两根导体进行实验;
(3)小组同学在分别将导体B、D接入电路中时发现,将D导体接入电路时小灯泡更亮,由此可以得出的结论是 ;
(4)如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁,能不能只用导体丝B来验证猜想二?先回答能或者不能,再简单叙述实验操作过程。 , ;
[拓展]
(5)在实验过程中小组同学发现,接入某一导体丝后,开始灯泡比较亮,过一会灯泡会变得暗一些,可能的原因是 。
【题型4】电阻的概念及单位
【典型例题】下列单位换算过程,正确的是( )
A.
B.240Ω=240Ω×kΩ=0.24kΩ
C.240Ω=240× kΩ=0.24kΩ
D.240Ω× =0.24kΩ
【举一反三1】下列科学家中,以其名字作为“电阻”单位的是( )
A.欧姆
B.伽利略
C.托里拆利
D.爱因斯坦
【举一反三2】下列科学家中,以其名字作为“电阻”单位的是( )
A.欧姆
B.伽利略
C.托里拆利
D.爱因斯坦
【举一反三3】在下列各电学物理量中,能够反映导体对电流阻碍作用的是( )
A.电压
B.电阻
C.电流
D.电功
【举一反三4】电阻的单位是 ,单位的换算关系是:1kΩ Ω,1MΩ Ω。
【举一反三5】物理学中许多物理量都是用来描述物质的特性、例如:用 来描述不同物质的吸、放热能力的特性;用 来描述不同导体对电流阻碍作用的特性。
【举一反三6】为了纪念物理学家的杰出贡献,常以他们的名字命名物理量的单位。如以安培命名 的单位,以 命名为电阻的单位。