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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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)
2020-2021学年九年级全册人教版物理
第十六章第三节电阻同步测试
一、单选题(共10题;共30分)
1.LED灯带在装饰材料中被广泛应用.芳芳同学在研究其内部结构时发现,灯带中的LED灯串联后经电流适配器接入照明电路,如图所示.她取下一只LED灯接在电池两端,灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,但用手触摸几乎不发热.以下推断符合上述事实的是(?
?
)
A.?一只LED正常工作的电压是220V????????????????????????B.?灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮
C.?LED灯的主要元件是由半导体材料制成???????????????D.?LED灯工作时主要是将电能转化为内能
2.下列事实中最能说明导体的电阻跟导体的材料有关的是( )
A.?长度相同的镍铬合金丝,粗的比细的电阻小
B.?横截面积相同的铜丝,短的比长的电阻小
C.?长度和横截面积都相同的铜丝和铁丝,铜丝的电阻比铁丝小
D.?长度相同的铜丝和铁丝,铜丝的电阻可能比铁丝大
3.下列说法正确的是(??
)
A.?导体电阻大小是由电压和电流决定的??????????????????B.?电荷的定向移动形成电流
C.?电压越大,电流越大???????????????????????????????????????????D.?电子的定向移动方向就是电流方向
4.在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时,提供了下表所示的四根导线,则下列说法中正确的是
(??
)
导线代号
甲
乙
丙
丁
长度(m)
1.0
1.0
0.5
1.0
横截面积(mm2)
0.8
1.2
1.2
0.8
材料
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
A.?研究导体的电阻跟长度的关系应选导线甲和丙
B.?研究导体的电阻跟横截面积的关系应选导线甲和乙
C.?研究导体的电阻跟横截面积的关系应选导线丙和丁
D.?研究导体的电阻跟材料的关系应选导线乙和丁
5.在温度一定时,比较两根镍铬合金导线电阻的大小,则(?
)
A.?短导线比长导线的电阻小????????????????????????????????????B.?横截面积大的导线电阻大
C.?长度相等时,细导线的电阻小?????????????????????????????D.?横截面积相等时,长导线的电阻大
6.关于电阻的大小,下列说法正确的是( )
A.?电阻的大小只跟导体的长度有关
B.?电阻的大小只跟导体的温度有关
C.?常温下,长度越长的导体,电阻越大
D.?常温下,材料和长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大
7.一根铝导线电阻是R,要使连人电路中的导线电阻变大,可采取( )
A.?将这根铝导线拉长后接入电路中
B.?将这根铝导线对折后接人电路中
C.?降低导线两端的电压或增大通过导线的电流
D.?用长度、横截面积相同的铜导线代替这根铝导线接入电路中
8.有一段粗细均匀的金属导线,电阻是1欧,把它对折后作为一条导线使用,此时它的电阻将(?????
)
A.?大于1欧???????????????????B.?小于1欧???????????????????C.?等于1欧???????????????????D.?可能大于1欧也可能小于1欧
9.导体A、B材料相同,A的长度和横截面积都较大
.
将它们按照图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB
.
下列关系一定正确的是(??
)
A.?IA=IB??????????????????????????????B.?UA=UB??????????????????????????????C.?UA<UB??????????????????????????????D.?UA>UB
10.如图所示的坐标图,如果可以给这个坐标图的横纵坐标加上一些适当的物理理及单位,可以用来说明(????
)
A.?匀速直线运动中速度与所运动路程的关系
B.?导体的电阻与其两端的电压的关系
C.?燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系
D.?晶体加热时温度与时间的关系
二、填空题(共10题;共25分)
11.1KΩ=________Ω=
________MΩ;500Ω=
________KΩ=
________MΩ.
12.仔细分析下图表中数据,不难发现“导体的电阻与材料有关”.除此之外,还可发现导体的电阻与它的
________、________和
________因素有关.
13.二极管在社会各领域应用广泛,如图所示,二极管的________(填“左”、“右”)为正极,小满在学习了二极管的相关知识后,将二极管与电流表串联起来(如图所示),对电流表起保护作用,这是利用了二极管的________特性.
14.小磊探究电阻大小跟导体长度的关系.他选择了材料和横截面积都相同、长度不同的多根金属丝,在相同条件下,测量这些金属丝的电阻,并记录数据如表.请你分析表中数据归纳出电阻R与导体长度L的关系式:R=________.
15.导体的电阻是导体的一种性质,它的大小由材料、长度和________?决定的;两只水果点亮了一只发光二极管(如图),两水果之间________?(填“串联”或“并联”),现将二极管正负极接线对调,二极管________?(选填“能”或“不能”)发光.
16.一固定电阻两端加4V的电压,其电阻为10Ω;若在它两端加12V的电压,其电阻为________?Ω;若没有电流通过时,其电阻是________?Ω.
17.西安地铁三号线沿途有波光粼粼的浐河、灞河,雄壮的长安塔,宽阔明晰的公路…浐灞美景尽收眼底。被称为“最佳观光线路”全长39.9km,首班6:10出发,7:13到达终点,这趟列车的全程平均速度为________km/h,列车进站时,站台以列车为参照物是运动的。最近有媒体爆料列车使用的电缆过细而不达标,存在一定的安全隐患,尤其是列车高速运行时导线过细,电阻过________(填“大”或“小”),存在温度过高而断电的可能,从而导致列车突然停止,乘客由于惯性而极易摔伤。
18.如图所示,将同种材料制成长度相同、横截面积不同的两段圆柱形导体AB和和BC连接在一起,BC的半径是AB的3倍;如果在A、C两端加上一定的电压U,则RAB:RBC=________;IAB:IBC=________.
19.标有“220V
40W”的灯泡甲和“220V
100W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现________灯泡的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220V的电源上,则________灯泡更亮一些(以上两空选填“甲”或“乙”).
20.如图所示的实验装置,闭合两开关后,看到的现象是:电流表甲示数________,电流表乙示数________;点燃酒精灯,在加热过程中,你会发现:电流表甲示数________,电流表乙示数________.(填写有、无或变化等情况)
三、实验探究题(共3题;共22分)
21.如图所示是探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验演示板上固定有实验中用到的各种导体,导体情况如表所示.
?导体代号
?A
?B
?C
?D
?E
?F
?G
?长度(m)
?1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
?横截面积(mm2)
3.2
0.8
?1.2
?0.8
?1.2
?1.2
?1.2
?材料
锰铜
钨
?镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
(1)在温度一定的条件下,依次把M、N根C、G导体的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较C、G两根导体电阻的大小,可探究导体电阻跟________的关系,其结论是:________
(2)类似步骤(1),依次把M、N跟________的两端连接,可探究电阻跟材料的关系;为了研究导体电阻与横截面积的关系,应选择导体D和导体________进行实验.
(3)本实验运用了________法来探究每一个因素对电阻大小的影响.试根据你学过的物理知识再列出一个用这种方法研究的例子:________.
22.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位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导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表
(1)探究该实验所用到研究方法是________。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为________两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想________(填序号);分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:________。
(3)有同学认为,由图可知,可以________来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化________(选填“明显”或“不明显”)。
(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就________了输电线的电阻,从而可以________输电线上的电能损失(选填“增大”或“减小”)。
23.归纳式探究﹣研究导体的电阻:
小明学习知道:导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关.他想进一步研究电阻与长度和横截面积的定量关系,于是他利用镍铬合金丝进行实验
(1)得到数据填入表格:
试验次数
长度l/m
横截面积S/mm2
电阻R/Ω
1
1
1×10﹣6
1.1
2
1
2×10﹣6
0.55
3
2
1×10﹣6
2.2
4
1.5
3×10﹣6
________
(2)在长度一定时,图线________能够正确的表示镍铬合金丝的电阻与横截面积关系.
(3)由数据推断:导体电阻与长度、横截面积的关系为:R=k________(k为常数),对于镍铬金合金丝来说,k=________(写上数值和单位).
四、综合题(共4题;共23分)
24.阅读《超导体材料》,回答问题.
?????
1911年,荷兰科学家卡末林—昂内斯(Heike
Kam
erlingh-Onnes)用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K(零下268.95℃)时,水银的电阻完全消失.当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象.1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质—完全抗磁性,也称迈斯纳效应.完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象.迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损.另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上.发生超导现象时的温度称为临界温度.2014年12月,我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物,其超导转变温度高达40K(零下233.15摄氏度)以上,这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料,堪称铁基超导研究的重大进展,为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路.同时,为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系.
根据材料请回答下列问题
(1)当温度降低到足够低时,有些材料的________变为零,这即为超导现象.
(2)荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质________,也称迈斯纳效应.把一块磁铁放在超导盘上方,超导盘磁化的方向与磁铁磁场的方向________(填相同、相反),磁铁受到向上排斥力,就可悬浮在空中.
(3)若常温下超导体研制成功,则超导体适合做(??
)
A.电炉丝
B.输电线
C.滑动变阻器的线圈
D.电动机线圈
25.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明用实验室提供的4根不同规格(下表)的电阻丝分别接入电路图中ab处:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
①
镍铬合金
0.5
0.5
②
镍铬合金
1.0
0.5
③
镍铬合金
0.5
1.0
④
锰铜合金
0.5
0.5
(1)为了探究导体与导体长度的关系,应选用编号________和________两根电阻丝进行实验.
(2)若选用编号①、③两根电阻丝进行实验,是为了研究导体电阻与导体________的关系.
(3)如电路图所示,为粗略比较a、b两点间导体电阻的大小,可观察________的变化.
(4)a、b间接入下列哪种物体?闭合开关后能使小灯泡发光且该物体能被磁铁吸引的是??????
(填字母)
A.一元硬币
B.橡皮擦
C.铅笔芯
D.铜钥匙
(5)另有甲、乙两位同学分别对电路图所示电路作了如下改进:甲把灯泡更换为电流表:乙在原电路中串联接入电流表.你认为________同学的改进更好一些,理由是________.
26.阅读下面的材料,回答.
半导体材料是一类导电能力介于导体与绝缘体之间的电子材料,它的导电性并不好,但是通过将杂质加入纯质半导体材料中的方式可增加半导体的导电能力.半导体中有两种载流子:电子和空穴.掺入杂质从而增加电子数目的半导体称为N型半导体,掺入杂质增加空穴数目的半导体称为P型半导体.
半导体材料除了可以用于各种电子元器件以外,还可以用作制冷材料.如图所示是一个半导体制冷单元的工作原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量.反之,改变直流电源的正负极方向或N、P型半导体的位置,使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体,这时,铜片A会向空气放出热量,铜片B会从空气吸收热量.由于单个制冷单元制冷量很小,因此需要多个制冷单元同时工作才能满足实际需要.
半导体制冷不需要任何制冷剂,可连续工作,没有污染源,工作时没有震动、噪音,寿命长,安装容易,它既能制冷,又能加热.目前我们常用的半导体制冷器有饮水机的制冷、半导体小型提包式冰箱等.由于半导体制冷的能效比较低,一般在0.5左右,所以在大型空调中使用还需一段较长的时间.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)P型半导体中的载流子是________?;(选填“电子”或“空穴”)???
(2)由图可知,若要使一个电冰箱箱内的温度下降,铜片A应置于电冰箱的________?;(选填“箱内”或“箱外”)
(3)若将图图中的P型半导体与N型半导体位置互换,其他条件不变,则铜片A将________?(选填“吸热”或“放热”);
(4)半导体制冷的优点是________(写出一种即可)
27.力传感器
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片,若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩。力越大,弹簧钢的弯曲程度越大。应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1
,
下应变片两引线间电压为U2
,
传感器把这两个电压的差值U(U=U1﹣U2)输出,用来反映力F的大小。金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
阅读短文,回答问题
(1)这种力传感器是将力的大小转换为________(选填“电流”或“电压”)的装置。
(2)作用在弹簧钢自由端向下的作用力F增大时,下列说法正确的是
????。
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻变小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)进行温度补偿时,为了给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而________的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【解答】解:A、灯带中的LED灯串联后接入照明电路,串联分压,一只灯的电压很小,该选项说法不正确,不符合题意;
B、灯带中的LED灯是串联的,串联电路一个用电器损坏,其它用电器的工作情况受到影响,该选项说法不正确,不符合题意;
C、开始灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,说明LED灯是具有单向导电性的二极管,LED应用了半导体材料,该选项说法正确,符合题意;
D、用手试摸,点亮的灯几乎不发热,说明LED灯主要是将电能转化为内能的说法是错误的,该选项说法不正确,不符合题意.
故选C.
【分析】LED的含义是发光二极管,每只LED灯的额定电压都很小,需要多只串联用在家庭电路中,它的主要材料是半导体,工作时电能转化成光能的效率高.
2.【答案】
C
【解析】【解答】解:A、长度相同的镍铬合金丝,粗的比细的电阻小,说明导体的电阻与横截面积有关,不符合题意.
B、横截面积相同的镍铬合金丝,短的比长的电阻小,说明导体的电阻与导体的长度有关,不符合题意.
C、长度和横截面积都相同的铁丝和铜丝,铁丝比铜丝的电阻大,说明导体的电阻跟导体的材料有关,符合题意.
D、长度相同的铁丝与铜丝,细铁丝比粗铜丝电阻大,控制了长度,改变了材料和粗细,不能确定影响电阻的因素,不符合题意.
故选C.
【分析】导体电阻取决于导体的长度、横截面积和材料.
相同横截面积、同种材料的导体,长度越长,电阻越大;
相同长度、同种材料的导体,横截面积越小,电阻越大;
相同长度和横截面积的导体电阻还与组成材料有关.据此分析判断.
3.【答案】B
【解析】【解答】解:A、导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关,跟电压和电流无关,故A错误;
B、电流是电荷的定向移动形成的,故B正确;
C、电阻不确定,电压越大,电流不一定越大,故C错误;
D、规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子是负电荷,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,故D错误.
故选B.
【分析】(1)导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关,跟电压和电流无关;(2)电荷的定向移动形成电流;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(4)规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,负电荷定向移动的方向和电流方向相反.
4.【答案】
B
【解析】【解答】A.研究导体的电阻与长度的关系,应选材料和横截面积相同,长度不同的两根导线,甲、丙的材料相同,横截面积不同、长度不同,不符合条件,A不符合题意;
B.研究导体的电阻与横截面积关系,应选择材料和长度相同,横截面积不同的两根导线,甲、乙材料相同,长度相同,横截面积不同,符合条件,B符合题意;
C.研究导体的电阻与横截面积关系,应选择材料和长度相同,横截面积不同的两根导线,丙、丁材料不同,长度不同,横截面积不同,不符合条件,C不符合题意;
D.研究导体的电阻与材料的关系,应选择长度和横截面积相同,材料不同的两根导线,乙、丁长度相同,横截面积不同,材料不同,不符合条件,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】导体的电阻跟导体的长度、导体的横截面积、导体的材料有关,应用控制变量法来进行探究.
5.【答案】
D
【解析】运用控制变量法.在温度一定时,比较两根镍铬合金导线电阻的大小,横截面积相等时,长导线的电阻大.所以选D.
6.【答案】
D
【解析】【解答】A、影响导体电阻的因素有:导体的长度、导体的横截面积、导体的材料以及温度,故A错误;B、影响导体电阻的因素有:导体的长度、导体的横截面积、导体的材料以及温度,故B错误;
C、影响导体电阻的因素有:导体的长度、导体的横截面积、导体的材料以及温度,所以导体长的电阻不一定大,故C错误;
D、常温下,材料和长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大,故D正确.
故选D.
【分析】根据影响电阻大小的因素进行分析,即导体的电阻与导体的长度、横截面积以及材料决定的.
7.【答案】
A
【解析】【解答】解:A、将这根铝导线拉长,长度变长、横截面积变小,电阻变大,可以使连入电路的导线电阻变大;
B、将这根铝导线对折后接入电路,长度变短、横截面积变大,电阻变小,可以使连入电路的导线电阻变小;C、导体的电阻是导体的阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;
D、用长度、横截面积相同的铜导线代替这根铝导线接入电路,电阻变小.
故选A.
【分析】影响电阻大小的因素有:导线的材料、横截面积和长度有关;材料不变时,导线越长、横截面积越小电阻越大.
8.【答案】
B
【解析】【分析】影响导体电阻大小的因素:导体的长度、横截面积以及材料.同样的材料,横截面积越小、长度越长,导体的电阻越大.
【解答】在电阻丝温度不变的条件下,电阻的影响因素是材料、长度、横截面积,
当电阻线对折后,长度变为原来的
1
2
,
横截面积变为原来的2倍,
∵导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,
∴此时电阻变为原来的四分之一,即小于1欧.
故选B.
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素,关键要知道导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比
9.【答案】A
【解析】【解答】图示的方式连接,即A与B串联在电路中,串联时电流相等,A符合题意;
根据影响电阻大小的因素,材料相同时,导体越粗,越短,电阻越小,反之电阻越大,而题目中,A长度长,但更粗,B短,但更细,所以不能确定两者的电阻大小关系,当然更不能确定A与B两端的电压大小关系,BCD不合题意
.
故答案为:A
.
【分析】由图可知,A和B串联在电路中,根据串联电路的电流规律分析,通过二者电流的大小关系;导体A、B材料相同,A的长度和横截面积都较大,不能根据影响电阻大小的因素确定A、B电阻的大小关系,也就无法确定它们两端电压的大小关系
.
10.【答案】C
【解析】【解答】A.
匀速直线运动中速度是不变的,即速度随运动路程没有变化,画出图像应为水平线,故不可以表示;
B.
导体的电阻是导体本身的属性,由材料、粗细和长度决定,与其两端的电压无关,所以不能表示;
C.
根据
可知,燃料完全燃烧放出的热量与质量成正比,可以用此图像来表示,横坐标为质量,纵坐标为热量即可;
D.
晶体加热时温度先升高,达到熔点后,吸热温度不变,全部熔化为液体后,温度再升高,画出图像中间也有水平的一段,故不能表示;
故答案为:C。
【分析】从图象上可以看出,该图象反应的物理量之间成正比关系,从所学物理规律中找到对应的物理量即可.
二、填空题
11.【答案】
1000
;0.001
;0.5
;0.5×10﹣3
【解析】【解答】据电阻的单位换算可知,1KΩ=1000Ω,据1MΩ=103KΩ可知,1KΩ=0.001MΩ;
500Ω=500×10﹣3KΩ=0.5KΩ;500Ω=500×10﹣6KΩ=0.5×10﹣3MΩ.
故答案为:1000;0.001;0.5;0.5×10﹣3
.
【分析】熟悉电阻的单位有Ω、KΩ、MΩ,其单位换算是:1MΩ=103KΩ=106Ω.
12.【答案】
长度;横截面积;温度
【解析】【解答】解:图中是长度、横截面积、温度一定时不同材料的电阻值,由此可知:导体的电阻与材料有关.除此之外,还可发现导体的电阻与它的长度、温度和横截面积等因素有关.
故本题答案为:长度、横截面积、温度.
【分析】电阻的大小与导体的长度、材料、温度和横截面积等因素有关.导体越长,电阻越大;导体的横截面积越小,电阻越大.
13.【答案】
左;单向导电
【解析】【解答】解:在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出.如图当电流从较长的接线脚流入时,发光二极管中有电流通过,使其发光,说明引脚较长的左端为正极;
二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性,把它和电流表串联起来,能够防止电流表因正负接线柱接反而损坏,从而对电流表起到保护作用.
故答案为:左;单向导电.
【分析】二极管是由半导体材料制成的,有两根引线,一根为正极,另一根为负极;二极管的导电性能很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极.
14.【答案】(0.07Ω/cm)?L
【解析】【解答】解:由表中数据知,在导体材料与导体横截面积不变的情况下,导体的电阻阻值与导体长度成正比;设R=kL,将表中的R=2.1Ω,L=30cm0.3m代入得:2.1Ω=30cm×k,则k=0.07Ω/cm,则R=(0.07Ω/cm)?L.
【分析】结合表格数据,找出数量关系,解答即可.
15.【答案】
横截面积;串联;不能
【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;
图中二极管发光,说明二极管的连接是正确的,因此水果电池组的A极是负极;
图中电流只有一条路径,因此两水果之间串联的;
现将二极管正负极接线对调,二极管不发光,是因为它的正负极接反了,说明二极管具有单向导电性;
故答案为:横截面积;串联;不能.
【分析】(1)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;
(2)串联电路只有一条电流路径;
(3)二极管具有单向导电的性质.二极管是由半导体材料制成的,有两根引线,一根为正极,另一根为负极;二极管的导电性能很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极.
16.【答案】
10;10
【解析】【解答】解:
因为是导体的一种特性,导体的长度、横截面积和材料都不变,所以导体的导体的电阻不变;
当电压为12V时,电阻仍为10Ω;若没有电流通过时,其电阻是10.
故答案为:10;10.
【分析】电阻是导体的一种特性,其大小取决于导体的长度、横截面积和材料.
17.【答案】38;大
【解析】【解答】解:(1)这趟列车全程所用的时间t=7:13﹣6:10=1h3min=1.05h,则列车全程的平均速度:
v=
=38km/h;(2)列车高速运行时导线过细,即横截面积过小,则电阻过大,导线产生的热量过多,存在温度过高而断电的可能,从而导致列车突然停止。
故答案为:38;大.
【分析】由收到计算公式v=计算列车速度;导体的电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关.
18.【答案】
9:1;1:1
【解析】【解答】解:已知AB和BC是由同种材料制成的且长度相同,BC的半径是AB的3倍,所以BC的横截面积是AB的横截面积的9倍;
当材料和长度一定时,导体的电阻与横截面积成反比,即RAB:RBC=9:1;
因导体AB和BC串联,所以此时IAB=IBC
.
故答案为:9:1;1:1.
【分析】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,横截面积越大,电阻越小;因两电阻串联,则由串联电路的电流规律可知两导体中的电流关系.
19.【答案】
乙;甲
【解析】【解答】解:(1)由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,P甲<P乙
,
由P=
可得,两灯泡的电阻关系为R甲>R乙;
因在材料和长度一定时,导体的电阻与横截面积有关,横截面积越大,电阻越小,
所以,两灯泡钨丝长短一样时,甲灯泡的电阻较大,则灯丝较细;乙灯的电阻较小,则灯丝较粗;(2)两灯泡串联在220V的电源上时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可知,甲灯泡的电阻较大,实际功率较大,灯泡较亮.
故答案为:乙;甲.
【分析】(1)由灯泡的铭牌可知灯泡的额定电压与额定功率,可利用公式R=
判断出甲、乙两个灯泡电阻的大小关系;导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料有关,同种材料的导体长度相同时,横截面积越小,电阻越大;横截面积越大,电阻越小;(2)两灯泡串联时,通过它们的电流相等,利用公式P=I2R判断出两灯泡实际功率的大小关系,进一步判断两灯泡的亮暗关系
20.【答案】无;有;从零增大;变小
【解析】【解答】玻璃本来是绝缘体,当玻璃接入电路时,电路中没有电流,所以电流表甲无示数;因为灯丝是导体,所以开关闭合电流表乙有示数;当对玻璃加热后,玻璃的导电性能会发生改变,变成导体,也就是说此时电路中会通过电流,所以电流表甲的示数从零增大;当对灯丝加热时,温度升高,灯丝电阻增大,所以电流变小,故电流表乙数变小。
故答案为:无;有;从零增大;变小
【分析】本题考查学生如何理解导体和绝缘体。其中难点在于当对玻璃加热后,玻璃的导电性能会发生改变,变成导体。当对灯丝加热时,温度升高,灯丝电阻增大。
三、实验探究题
21.【答案】
(1)长度;材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大
(2)C、F;A
(3)控制变量;压力的作用效果与哪些因素有关
【解析】【解答】(1)根据表格可知,C、G导体的粗细和材料相同,长度不同,所以研究的是导体电阻跟长度的关系,其结论是:材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。(2)要探究电阻跟材料的关系,应选择粗细和长度相同,而材料不同的两根导体,即依次把M、N跟
C、F的两端连接;
选择导体D和导体A进行实验时,材料相同,长度相同,而粗细不同,所以可以研究导体电阻与横截面积的关系。(3)本实验是典型的控制变量法的应用,初中物理应用此方法的实验很多,如研究压力的作用效果与哪些因素有关、研究影响动能大小的因素、研究影响电磁铁磁性强弱的因素等实验。
答案:
(1).
长度???
(2).
材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大???
(3).
C、F???
(4).
A???
(5).
控制变量???
(6).
压力的作用效果与哪些因素有关
【分析】探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法(影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,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)的思想和转化法(电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的)的思想.
22.【答案】
(1)控制变量法
(2)AB;②;在长度和横截面积相同时,电阻的大小与材料有关
(3)灯泡的亮度;不明显
(4)减小;减小
【解析】【解答】解:(1)根据猜想,电阻大小与多个因素有关,所以探究过程中需用到控制变量法;
(2)由表知:电阻丝A与B的材料、横截面积相同而长度不同,可用A与B验证①导体的电阻与导体的长度有关;
A.
C两根电阻丝材料与长度相同而横截面积不同,可用A与C验证②导体的电阻与导体的横截面积有关;
A.
D两根电阻丝长度与横截面积相同而材料不同,分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,
由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关;
(3)有同学认为:由图可知,可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况;老师指出:此实验中这种方法不可取,这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化不明显;
(4)细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的横截面积增大了,电阻值减小了,导线上消耗损失的电能也就减小了,从而起到节能的效果.
故答案为:(1)控制变量法;(2)AB;②;在长度和横截面积相同时,电阻的大小与材料有关;(3)灯泡的亮度;不明显;(4)减小;减小.
【分析】(1)控制变量法:将多因素转化为单因素的研究方式;
(2)导体电阻与导体的长度、材料和横截面积有关,根据控制变量法分析解答;
(3)电压一定时,由P=可知,导体电阻变化不大时,灯泡的功率变化不大,灯泡的亮暗变化不明显,不能反映电阻变化情况.
(4)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.
23.【答案】
(1)0.55
(2)b
(3);1.1×10﹣6Ω?m
【解析】【解答】解:(1)把第4组实验数据代入R=k
,可得导线电阻R=k
=1.1×10﹣6Ω?m×
=0.55Ω.(2)由导体电阻与长度、横截面积的关系:R=k
可知,在长度L一定时,导体电阻R与横截面积S成反比,R﹣S图象是反比例函数图象,因此图线b能够正确的表示镍铬合金丝的电阻与横截面积关系;(3)由表中第1次与第2次实验数据可知,导线长度相同,导线横截面积与导体电阻成反比;由第1次与第3次(或第2次与第4次)实验数据可知,导线横截面积相同时,导体电阻与导体的长度成正比;综合分析可知:导体电阻与导体长度成正比,与导体横截面积成反比,导体电阻与长度、横截面积的关系为:R=k
,则k=
,将第1组实验数据代入上式,可得k=
=
=1.1×10﹣6Ω?m.
故答案为:(1)0.55;(2)b;(3)
;1.1×10﹣6Ω?m.
【分析】(1)根据导体电阻、长度、横截面积间的关系式,由表中实验数据,求出导体电阻阻值,然后填入表中.(2)根据导体电阻与导体长度、横截面积的关系,判断在长度一定时,导体电阻与导体横截面积间的关系,然后找出符合要求的图象;(3)根据控制变量法的要求,分析表中实验数据,找出电阻与导体长度、横截面积的关系,从而得出结论,然后根据表中实验数据求出系数k;
四、综合题
24.【答案】
(1)电阻
(2)完全抗磁性;相反
(3)B,D
【解析】【解答】(1)当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象;
(2)荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质完全抗磁性,也称迈斯纳效应;同名磁极相互排斥,把一块磁铁放在超导盘上方,超导盘磁化的方向与磁铁磁场的方向相反时,磁铁受到向上排斥力,就可悬浮在空中;
(3)电炉丝、滑动变阻器的线圈都是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,通电时,电炉丝不会产生电热,滑动变阻器不能分压;导体有电阻时,输电线会产生热量,把部分电能转化为内能浪费掉;如果没有电阻,输电线不会产生热量,不需要浪费电能;导体有电阻时,电动机工作过程中把电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,电能全部转化为机械能,效率更高更好.所以超导体适合做输电线和电动机线圈.
故答案为:(1)理解超导现象是指当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零;
(2)超导盘磁化的方向与磁铁磁场的方向相反时,磁铁受到向上排斥力,根据二力平衡知识分析;
(3)输电时电阻越小越好,可以减少能量损失,所以超导体适合做输电线和电动机线圈.
25.【答案】
(1)①;②
(2)横截面积
(3)小灯泡亮度
(4)A
(5)乙;灯泡能保护电路
【解析】【解答】解:(1)要探究导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同,长度不同,由表中数据可知,应选编号为①、②的两根电阻丝进行实验;(2)①、③两根电阻丝的材料和长度相同,横截面积不同,所以选用编号①、③两根电阻丝进行实验,是为了研究导体电阻与导体横截面积的关系;是探究电阻与材料的关系,验证猜想③;(3)电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电阻越小.即通过观察小灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小;(4)硬币、铅笔芯、铜钥匙是导体,接在a、b之间能使灯泡发光;橡皮擦是绝缘体,接在a、b之间不能使灯泡发光;硬币的主要成分是铁能被磁铁吸引,铅和铜不被磁铁吸引,故A符合题意;(5)将灯泡换为电流表,a、b间的电阻决定电路中的电流,因此,当a、b间电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用.因此乙同学的方案更好,可以起到保护电路的作用.
故答案为:(1)①;②;(2)横截面积;(3)小灯泡亮度;(4)A;(5)乙;灯泡能保护电路.
【分析】(1)(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,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;(3)在该实验中,由于电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电阻越小;(4)导体接在金属夹子之间能使灯泡发光,绝缘体接在金属夹子之间,不能使灯泡发光;磁铁能吸引铁、钴、镍等具有磁性的金属,据此进行分析判断;(5)电路的总电阻越大,电路中的电流会越小,电路以及电路中的各元件越安全,因此根据保护电路的思路进行分析.
26.【答案】
(1)空穴
(2)箱内
(3)放热
(4)不需要任何制冷剂
【解析】【解答】
(1)由“掺入杂质从而增加电子数目的半导体称为N型半导体,掺入杂质增加空穴数目的半导体称为P型半导体”知,P型半导体中的载流子是空穴;(2)由短文提供的信息可知,①电路的电路流方向是从N型半导体铜片A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,应置于冰箱的箱内,从冰箱内吸收热量,使电冰箱箱内的温度下降;铜片B会向空气放出热量,应置于冰箱的箱外;(3)若将图中电源正负极互换,其他条件不变,电流方向从P型半导体铜片A流向N型半导体,这时铜片A会向空气释放热量,铜片B会从空气吸收热量,铜片B表面空气的热量由于被吸收而下降;(4)半导体制冷不需要任何制冷剂,可连续工作,没有污染源,工作时没有震动、噪音,寿命长,安装容易,它既能制冷,又能加热。
【分析】从短文中获取对解题有用的信息,以冰箱为载体,考查了半导体的特点以及冰箱的工作原理,考查了学生解决实际问题的能力.
27.【答案】
(1)电压
(2)D
(3)增大
(4)减小
【解析】【解答】解:(1)传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置;(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小,故答案为:D;(3)压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大。(4)未进行温度补偿时,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻;
故答案为:(1)电压;(2)D;(3)增大;(4)减小。
【分析】(1)力的大小不同,反应在电路中是分压的不同,则电压表不同;
(2)电阻大小和导体的长度有关,导体越长电阻越大;
(3)当电阻变大,分压变大,测量此处的电压表示数变大;
(4)若使电流不变,当感应电阻变大时,则应减小与之串联的电阻的大小。