六、电阻
知识点 1 电阻
1.下列关于电阻的说法中,正确的是( )
A.导体通电时有电阻,不通电时没有电阻
B.导体两端电压越大,电阻就越小
C.通过导体的电流越大,电阻就越大
D.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,导体电阻的大小是由导体本身的条件决定的
2.物理学中,用电阻来表示导体对电流________作用的大小,符号为________。在国际单位制中,电阻的单位是__________;电阻还有一些常用单位,如__________________。试电笔内有一个高电阻,阻值为880 kΩ=________MΩ=____________Ω。
知识点 2 影响导体电阻大小的因素
3.下列实例中最能说明导体的电阻跟导体的横截面积有关的是( )
A.长度相同的铜丝,细的比粗的电阻大
B.横截面积相同的铜丝,长的比短的电阻大
C.横截面积相同的铁丝和铜丝,铁丝可能比铜丝的电阻大
D.长度与横截面积都相同的铁丝与铜丝,铁丝比铜丝的电阻大
4.在温度一定的情况下,关于两根粗细、长短都相同的铜导线和铝导线,下列说法中正确的是( )
A.铜导线的电阻大 B.铝导线的电阻大
C.两种导线的电阻一样大 D.无法确定
5.同学们在做“探究导体电阻与哪些因素有关”的实验。
(1)如图9-6-1所示,对比第1组、第2组、第3组导线,发现它们的________、________、________不同;同学们猜想导体的电阻可能与导体的_____、________、________等因素有关。
图9-6-1
(2)怎样比较导体电阻的大小呢?小明认为相同条件下,导体的电阻越小,通过它的电流越大,由此想到通过与导体串联的____________示数的大小来比较电阻的大小。
(3)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时,老师引导同学们做了如下实验:
实验时,同学们把a、b、c、d四根金属丝分别接入电路中,探究情况如下表:
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
①当选用________两根金属丝时,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系。
②当选用a、d两根金属丝时,可探究导体电阻跟导体________的关系。
③当选用________两根金属丝时,可探究导体电阻跟导体材料的关系。
6.甲、乙、丙三根用相同材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻最大的是________,最小的是________。
7.导体的电阻大小与导体的材料、________、____________和温度有关。如图9-6-2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。在金属夹从电阻丝上的某点沿电阻丝向右移动的过程中,小灯泡的亮度逐渐变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的________有关,其关系是: ______________________________________________________________。
图9-6-2
8.如图9-6-3所示的电路中,木板上装有两根长度相同、粗细不同的镍铬合金丝AB和CD。将AB和CD分别接入电路中,闭合开关S后,可以通过观察__________________,比较合金丝电阻的大小,这种研究方法叫________(选填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置探究的问题是________________________________________。
图9-6-3
9.如图9-6-4所示的实物电路,AB部分为电阻丝。
图9-6-4
(1)当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,观察加热前后电流表示数的变化情况,看到的现象是电流表示数________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)由此现象得出的结论是: ________________________________________________
________________________________________________________________________。
知识点 3 超导现象
10.关于超导体,下列说法中正确的是( )
A.在一定的低温下,电阻为零的导体叫超导体
B.导体在-5 ℃时就能变成超导体
C.超导材料在任何温度下电阻都为零
D.任何物质都可以制成超导体
11.关于电阻,下列说法中正确的是( )
A.绝缘体有电阻,导体没有电阻
B.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
C.导体两端电压为零时,电流为零,但电阻不为零
D.只有导体才能用作电工材料
12.将一根导线均匀拉长,拉长后的细导线与原导线电阻相比将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断
13.将一根导线对折后接到原来的电路中,则对折后的导线与原导线电阻相比将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断
14.白炽灯用的时间长了,灯泡内壁往往会发黑,这是由于灯丝在发光时温度很高,钨丝先升华后凝华附着在灯泡内壁上形成的,此时灯丝的电阻将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.条件不足,无法确定
15.2018·西城二模 如图9-6-5所示,实验桌上备有实验器材:稳压电源、电流表、横截面积相同的镍铬丝和带有金属夹的导线。若依次将1、2、3号镍铬丝接在两个金属夹之间,则电流表的示数逐渐变________,说明在温度、导体的材料和横截面积一定时,导体越短,电阻越________。
图9-6-5
16.2018·西城一模 有一种“压力测量仪”,压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力F的关系如下表所示。请根据表中数据归纳出压敏电阻R与所受压力F的关系:R=____________。
F/N
0
250
500
750
1000
1250
R/Ω
300
270
240
210
180
150
17.2018·石景山二模 为了探究“铅笔芯的电阻随温度的变化规律”,小明设计了如图9-6-6所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻。请回答下列问题:
图9-6-6
(1)此实验探究中的自变量是______________;因变量是________________。
(2)在本实验中定值电阻R0的作用是_________________________________________。
(3)小明检查电路后认为电路设计存在问题,实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压不变,无法判断其电阻是否变化。小明的观点___________(选填“正确”或“错误”),请说明原因:
_______________________________________________________________________________。
(4)闭合开关后用酒精灯对铅笔芯进行加热,每隔10 s记录一次电流值,实验测得的数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
加热时间/s
10
20
30
40
电流/A
0.16
0.19
0.21
0.22
由上表可得出铅笔芯电阻与温度的关系是:________________________________________。
考| 题| 展| 示
18.2018·平谷一模 在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.瓦特 D.欧姆
19.2018·顺义二模 (多选)如图9-6-7所示,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察到电路中小灯泡的亮度不同。根据上述现象,提出可以探究的科学问题是( )
图9-6-7
A.导体电阻的大小与导体的长度是否有关
B.导体电阻的大小与导体的材料是否有关
C.如果改变导体材料,电路中的电流会改变吗
D.小灯泡的亮度影响电路中的电流吗
教师详解详析
1.D [解析] 电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流及是否通电无关,只与导体自身的条件有关。
2.阻碍 R 欧姆 千欧、兆欧 0.88 8.8×105
[解析] 电阻常用单位间的换算关系为:1 MΩ=1×103 kΩ=1×106 Ω。
3.A 4.B
5.(1)长度 横截面积 材料 长度 横截面积 材料
(2)电流表
(3)①a、c ②长度 ③b、c
6.甲 丙
7.长度 横截面积 长度 当导体的材料和横截面积一定时,长度越长,导体的电阻越大
8.电流表的示数 转换法
导体的电阻与横截面积是否有关
[解析] 由于电阻的大小不易比较,因此我们采用转换法,将比较电阻大小转化为比较电流表示数的大小。
9.(1)减小
(2)电阻丝的阻值随温度的升高而增大
10.A [解析] 在一定的低温下,电阻为零的导体叫超导体,故A正确,C错误;目前还没有研制出-5℃时的超导材料,而且导体的材料不同,临界温度不同,故B错误;某些物质在温度降低到一定时,电阻变为零,不是所有物质都具有这一性质,故D错误。
11.C [解析] 电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,导体也有电阻,我们可以认为绝缘体的电阻非常大,故A选项错误;导体电阻的大小与通过它的电流及其两端的电压无关,即使导体中没有电流,导体也有电阻,故B错误,C正确;导体和绝缘体的用途不同,好的导体与好的绝缘体都是很好的电工材料,故D错误。
12.A 13.C
14.A [解析] 白炽灯灯丝的材料和长度不变,由于钨丝的升华,灯丝会变细,即横截面积变小,电阻变大。
15.大 小
[解析] 依次将1、2、3号镍铬丝接在两个金属夹之间,电阻长度减小,电流表的示数逐渐变大,由此可知电阻变小,说明在温度、导体的材料和横截面积一定时,导体越短,电阻越小。
16.(-0.12 Ω/N)F+300 Ω
[解析] 由表中数据可知=k(常量),可设关系式为R=kF+b,将表中的任意两组数据代入,解得k=-0.12 Ω/N,b=300 Ω。压敏电阻R与所受压力F的关系为R=(-0.12 Ω/N)F+300 Ω。
17.(1)铅笔芯的温度 铅笔芯的电阻
(2)保护电路
(3)错误 电源电压保持不变,R0的阻值不变,铅笔芯的电阻变化导致电路中的电流变化,因此由电流表示数的变化就可判断铅笔芯电阻的变化
(4)铅笔芯的温度越高,其电阻越小
[解析] (1)由实验探究“铅笔芯的电阻随温度的变化规律”可知,实验探究中的自变量是铅笔芯的温度,因变量是铅笔芯的电阻。(2)由图可知,铅笔芯与定值电阻R0一起接入电路,相当于增加了导体长度,增大电阻,减小电流,保证电流表不会烧毁,因此R0起到保护电路的作用。(3)小明的观点错误,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值不变,电路中的电流变化,就是由于铅笔芯的电阻发生变化造成的。(4)根据表中数据可知,随着加热时间的增长,电路中的电流逐渐增大,R0的阻值不变,说明铅笔芯的电阻减小。
18.D
19.BC [解析] 两金属丝的长短、粗细相同,材料不同,通过观察电路中小灯泡的亮度,可以探究导体的电阻、通过导体的电流与导体的材料是否有关。