2020-2021学年九年级物理期末复习 16.3 电阻 高频易错题汇编(附解析)

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名称 2020-2021学年九年级物理期末复习 16.3 电阻 高频易错题汇编(附解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2020-12-08 15:40:26

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16.3 电阻 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.下列说法中正确的是(  )
A.手机的闪光灯是用半导体材料制作的
B.数据线是用超导体材料制作的
C.建筑物上的避雷针是用绝缘材料制成的
D.滑动变阻器线圈最好用钢丝做
2.下列说法中错误的是(  )
A.用半导体材料可以制作二极管及三极管
B.用超导材料制造的电子元件,可不必考虑元件的散热问题
C.材料和长度相同的两根导线,横截面积越大,电阻越大
D.生活中通常用铜或铝材做电线的线芯,这是因为它们的导电性能好
3.条形码扫描器在生活中有着广泛的应用,如图所示,它的主要工作原理是借助扫描器中的光敏二极管将光信号转换成电信号,制作光敏二极管的主要材料是(  )
A.半导体材料 B.超导材料 C.纳米材料 D.核材料
4.国际顶尖学术期刊杂志发布了2018年度影响世界的十大科学人物,我国年仅22岁的学者曹原位列榜首。他研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,就能改变电子的性质,电子变慢了;更有趣的是,加入一定数量的电子,“魔角”石墨烯的电阻突然消失。下列家用电器或设备不能应用这一技术的是(  )
A.电炉 B.电脑 C.电风扇 D.导线
5.当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫做超导体。假如有室温环境中的超导体,可用它来制作(  )
A.电饭煲的电热丝 B.白炽灯的灯丝
C.输电导线 D.滑动变阻器的电阻丝
6.不考虑温度的影响,关于导体的电阻,下列说法正确的是(  )
A.通过导体的电流为零时,导体的电阻是零
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
C.两条导线长度越长的电阻越大
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小
7.对电阻的理解下列说法正确的是(  )
A.电阻的大小与加在它两端的电压成正比,与通过它电流成反比
B.电阻的大小与加在它两端的电压成反比,与通过它电流成正比
C.电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压没有关系
D.电阻的大小和环境温度有关,温度越高,阻值一定越大
8.关于电阻,下列说法错误的是(  )
A.导体的电阻都随温度的升高而增大,降低而减小
B.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
C.电阻表示导体对电流的阻碍作用
D.导体的电阻是导体本身的性质,与是否通电无关
9.关于导体的电阻,如果不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是(  )
A.银导线比铜导线的电阻小
B.两根铜导线,长的比短的电阻大
C.长度相同的两根铝丝,粗的比细的电阻大
D.长度相同的两根铜丝,细的比粗的电阻大
10.把一段粗细均匀的电阻线对折后使用,则电阻(  )
A.不变 B.变为原来的二分之一
C.变为原来的四分之一 D.变为原来的2倍
二.填空题(共5小题)
11.一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管的材料是   ;我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0.此现象中石墨烯是   (均选填“绝缘体”、“导体”、“半导体”或“超导体”)。
12.在西安航天基地管委会工作的邢先生在京东买的包裹从天而降,落在广场,标志着京东无人机拉开了西安市常态化运营序幕。如图所示,无人机在带着包裹匀速上升过程中,包裹的机械能   (填“变大”、“变小”或“不变”),无人机带着包裹沿水平方向飞行了一段距离,此过程中无人机对包裹   功(填“做”或“不做”)。无人机上的彩色显示装置是由很多个RGB三色的发光二级管组成,靠每组像素灯的亮来显示不同颜色的画面,发光二极管由   (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成。
13.从发电站到用户,通常都有较远的距离,要实现电能输送,就要采取高压输电,这是为了减少   ,   材料的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能
14.电阻两端的电压为0时,电阻   (选填“等于”或“不等于”)0。
15.如图(甲)是实验室使用的某型号电子温度计,其“测温头”就是一个热敏电阻。如图(乙)是探究其电压一定时,电流与温度关系的实验,图(丙)所示是根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度﹣电流”图象,其中灵敏度最高“测温头”是   (A/B/C),其阻值随温度的升高而   (增大/减小)。
三.解答题(共5小题)
16.阅读短文,回答问题
电子冰箱
电子冰箱是利用珀尔贴效应制成的。所谓珀尔贴效应,是指当两种不同的导体相连,并与一个直流电源连接成通路时,在两导体的结点处有吸热或者放热的现象发生(如图甲)。此效应是可逆的,即当电流方向改变时,原来的吸热端变为放热端,而原来的放热端变为吸热端(如图乙)。
该效应的物理解释是:电荷在导体中运动形成电流。由于电荷在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时,从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。
科学家发现:P型半导体和N型半导体在应用中吸放热效果更明显。电子冰箱简单结构为:将P型半导体、N型半导体、以及铜板、铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由12V直流电供电(如图丙),接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接头散热(冰箱后面散热器)。为了取得更大的制冷效果,实际的电子冰箱是把多对PN型半导体按图丁连接起来的。
(1)电子冰箱应该使用   (直流/交流)电源供电。
(2)如果某种电荷从P型半导体通过结点至N型半导体时需要从外界吸收能量,则这种电荷是在   (P型/N型)半导体处于较高的能级。
(3)如果在丁图中加装可以改变电流方向的开关,则在必要时   (也可以/不可以)将食物放在电子冰箱内加热。
(4)如图丁所示,多对PN型半导体对是   (串联/并联)连接的。
(5)如图丁所示,应该将   (上面/下面)的绝缘陶瓷片置于电子冰箱内部来制冷。
17.阅读短文,回答问题
电子冰箱
电子冰箱是利用珀尔贴效应制成的。所谓珀尔贴效应,是指当两种不同的导体相连,并与一个直流电源连接成通路时,在两导体的结点处有吸热或者放热的现象发生(如图甲).此效应还是可逆的,即当电流方向改变时,原来的吸热端变为放热端,而原来的放热端变为吸热端(如图乙)。
该效应的物理解释是:电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时,从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。
科学家发现:P型半导体和N型半导体在应用中吸放热效果更明显。电子冰箱简单结构为:将P型半导体,N型半导体,以及铜板,铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由12V电源供电(如图丙),接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接头散热(冰箱后面散热器).为了取得更大的制冷效果,实际的电子冰箱是把多对PN型半导体按图丁连接起来的。
(1)电子冰箱应该使用   (直流/交流)电源供电。
(2)如果某种电荷从N型半导体通过结点至P型半导体时需要从外界吸收能量,则这种电荷是在   (P型/N型)半导体处于较高的能级。
(3)如图丁所示,多对PN型半导体对是   (串联/并联)连接的。
(4)如图丁所示,应该将   (上面/下面)的绝缘陶瓷片置于电子冰箱内部来制冷。
(5)如果在丁图中加装可以改变电流方向的开关,则在必要时   (也/不)可以将食物放在电子冰箱内加热。
18.电炉子的电阻线能不能用超导材料制作?为什么?
19.如图所示,小文自制“导电性检测器”,通过观察   判断导线间接入物体的导电能力;实验时,两次接入导线间不同物体,发现灯泡发光,但亮度几乎不变,可能的原因是   。
20.阅读短文,回答问题:
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器,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,使测量结果不再受温度影响。
(1)这种力传感器是将力的大小转换为   (电流/电压)的装置。
(2)外力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减小
(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,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”)。
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天   (大/小)。
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.下列说法中正确的是(  )
A.手机的闪光灯是用半导体材料制作的
B.数据线是用超导体材料制作的
C.建筑物上的避雷针是用绝缘材料制成的
D.滑动变阻器线圈最好用钢丝做
解:A、手机的闪光灯是LED灯,实质是发光二极管,属于半导体材料,故A正确;
B、数据线是导体材料制作的,故B错误;
C、现代建筑物上的避雷针是用导体材料制成,故C错误;
D、滑动变阻器是利用电阻率大的材料来做,不能使用钢丝,否则变阻器电阻太小,故D错误。
故选:A。
总结:本题主要考查学生对半导体、超导体、导体的了解和掌握,比较简单,属于基础知识的考查。
2.下列说法中错误的是(  )
A.用半导体材料可以制作二极管及三极管
B.用超导材料制造的电子元件,可不必考虑元件的散热问题
C.材料和长度相同的两根导线,横截面积越大,电阻越大
D.生活中通常用铜或铝材做电线的线芯,这是因为它们的导电性能好
解:
A、二极管、三极管由半导体材料制成,故A正确;
B、超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,制造电子元件时,由于没有电阻,不必考虑散热问题,故B正确;
C、材料和长度相同的两根导线,横截面积越大,电阻越小,故C错误;
D、因为铜和铝的导电性能好,生活中通常用铜、铝做电线的线芯,故D正确。
故选:C。
总结:本题考查了半导体的应用、超导体的性质、影响电阻大小的因素以及导体的应用,涉及的知识点较多,是一道电学综合题,但难度不大。
3.条形码扫描器在生活中有着广泛的应用,如图所示,它的主要工作原理是借助扫描器中的光敏二极管将光信号转换成电信号,制作光敏二极管的主要材料是(  )
A.半导体材料 B.超导材料 C.纳米材料 D.核材料
解:
当光照发生变化时,由半导体材料做成的光敏电阻的阻值可发生变化,则可以感知条形码,而其它材料都不具有此种性质,故A正确。
故选:A。
总结:因为半导体的阻值随着光照或温度的变化而发生变化,故在电子产品中应用非常广泛,应注意了解其应用。
4.国际顶尖学术期刊杂志发布了2018年度影响世界的十大科学人物,我国年仅22岁的学者曹原位列榜首。他研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,就能改变电子的性质,电子变慢了;更有趣的是,加入一定数量的电子,“魔角”石墨烯的电阻突然消失。下列家用电器或设备不能应用这一技术的是(  )
A.电炉 B.电脑 C.电风扇 D.导线
解:
在“魔角”石墨烯中加入一定数量的电子,“魔角”层叠石墨烯的电阻突然消失,这就是超导现象;
电炉是利用电流的热效应工作的,当电流通过超导体时,因为电阻为零,产生的热量为零,电路不能工作;
电脑、电风扇工作不需要热能,利用超导体能够工作,导线电阻越小,电能的损耗越少,导线可以使用超导体,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
总结:假设导体没有电阻,利用电流热效应工作的电器都不能工作,利用电流的磁效应和化学效应工作的用电器不受影响。
5.当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫做超导体。假如有室温环境中的超导体,可用它来制作(  )
A.电饭煲的电热丝 B.白炽灯的灯丝
C.输电导线 D.滑动变阻器的电阻丝
解:
A、电热丝是利用电流的热效应工作的,工作时把所消耗的电能转化为内能,超导体的电阻为零,不会放热,所以电能无法转化为内能,故A错误;
B、白炽灯是利用电流热效应而工作的,电流流过超导体时不发热,因此不能用超导体制作白炽灯灯丝,故B错误;
C、用超导体制作输电导线,可以避免因电流的热效应而损失电能,因此超导体是制作输电线的理想材料,故C正确;
D、滑动变阻器的电阻丝是用电阻比较大合金做成的,它是靠改变连入电路的丝的长度来改变电阻,若电阻为零将起不到变阻的作用,故D错误。
故选:C。
总结:解答本题的关键是超导体电阻为零,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。
6.不考虑温度的影响,关于导体的电阻,下列说法正确的是(  )
A.通过导体的电流为零时,导体的电阻是零
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
C.两条导线长度越长的电阻越大
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小
解:
AB、电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种性质;其大小与导体的材料、长度、横截面积有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,故AB错误;
C、导体的电阻取决于导体的材料、长度、横截面积和温度,只知道两条导线的长度关系,所以不能判断电阻的大小关系,故C错误;
D、电阻是导体对电流的阻碍作用,导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小,故D正确。
故选:D。
总结:本题考查了影响导体电阻大小的因素,是一道基础题。
7.对电阻的理解下列说法正确的是(  )
A.电阻的大小与加在它两端的电压成正比,与通过它电流成反比
B.电阻的大小与加在它两端的电压成反比,与通过它电流成正比
C.电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压没有关系
D.电阻的大小和环境温度有关,温度越高,阻值一定越大
解:
ABC、导体的电阻是导体的一种性质,电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。故AB错误、C正确;
D、温度影响电阻,大多数导体的电阻随温度升高而增大,少数导体随温度升高而减小。故D错误;
故选:C。
总结:此题考查对电阻概念的理解和影响电阻大小因素的认识;要抓住导体的电阻是导体本身具有的一种性质。
8.关于电阻,下列说法错误的是(  )
A.导体的电阻都随温度的升高而增大,降低而减小
B.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关
C.电阻表示导体对电流的阻碍作用
D.导体的电阻是导体本身的性质,与是否通电无关
解:
A、导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,还与温度有关,多数导体的电阻随温度升高而增大,少数导体的电阻随温度升高而减小;故A错误。
B、导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关;故B正确。
C、导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;故C正确。
D、导体的电阻是导体本身的性质,导体中的电流、导体两端的电压大小无关,与是否通电无关;故D正确。
故选:A。
总结:此题考查对电阻概念的理解和影响电阻大小因素的认识;要抓住导体的电阻是导体本身具有的一种性质。
9.关于导体的电阻,如果不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是(  )
A.银导线比铜导线的电阻小
B.两根铜导线,长的比短的电阻大
C.长度相同的两根铝丝,粗的比细的电阻大
D.长度相同的两根铜丝,细的比粗的电阻大
解:
A、银导线和铜导线的长度和横截面积未知,所以无法比较,A不符合题意;
B、两根铜导线,长导线和短导线的横截面积未知,所以无法比较,B不符合题意;
C、材料和长度一定时,横截面积大的电阻小,粗的比细的电阻小,题中说法错误,C不符合题意;
D、长度相同的铜导线,粗的电阻比细的电阻小,在导体的长度和材料相同的情况下,导体的横截面积越小电阻越大,D符合题意。
故选:D。
总结:判断电阻的大小首先要注意控制变量,即什么前提条件一定;其实要记住其他因素一定时,长度越长电阻越大,横截面积越细电阻越大。
10.把一段粗细均匀的电阻线对折后使用,则电阻(  )
A.不变 B.变为原来的二分之一
C.变为原来的四分之一 D.变为原来的2倍
解: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,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。
故选:C。
总结: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。
二.填空题(共5小题)
11.一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管的材料是 半导体 ;我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0.此现象中石墨烯是 超导体 (均选填“绝缘体”、“导体”、“半导体”或“超导体”)。
解:
二极管是由硅和锗等材料制作成,而硅和锗是半导体材料,所以发光二极管是用半导体材料制成的;
当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0,这种现象叫做超导现象,现象中石墨烯是超导体。
故答案为:半导体;超导体。
总结:本题以5G手机和石墨烯材料为例,考查了半导体和超导体的特点,体现了物理与高科技领域的联系,值得我们关注。
12.在西安航天基地管委会工作的邢先生在京东买的包裹从天而降,落在广场,标志着京东无人机拉开了西安市常态化运营序幕。如图所示,无人机在带着包裹匀速上升过程中,包裹的机械能 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”),无人机带着包裹沿水平方向飞行了一段距离,此过程中无人机对包裹 不做 功(填“做”或“不做”)。无人机上的彩色显示装置是由很多个RGB三色的发光二级管组成,靠每组像素灯的亮来显示不同颜色的画面,发光二极管由 半导体 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成。
解:(1)包裹在匀速上升过程中,其质量不变、速度不变,所以其动能不变;同时高度变大,所以其重力势能变大;因机械能等于动能与势能的总和,所以其机械能变大;
(2)无人机带着包裹沿水平方向飞行了一段距离,无人机对包裹的作用力是竖直向上的,但包裹在竖直方向上没有移动距离,所以这个过程中无人机对包裹不做功;
(3)制作二极管的材料是半导体材料,常用的有:硅、锗等材料,所以发光二极管是由半导体材料制成的。
故答案为:变大;不做;半导体。
总结:本题考查学生对机械能变化以及做功的掌握,尤其是做功,要注意距离和力的方向的一致性,属于易错题。
13.从发电站到用户,通常都有较远的距离,要实现电能输送,就要采取高压输电,这是为了减少 输电线路上的电能损失 , 超导 材料的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能
解:
①在远距离输送电能时输电线路上的电能损失主要指的是电流的热效应而产生的,根据Q=I2Rt可知,在电阻不变的情况下,电流越小,输电线上的电能损失就越小,由P=UI可知,在电功率一定时,要减小电流就要增大输电电压;
②根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电阻为零时,可使导线损耗为零,超导体的电阻为零,电流通过时不会有任何损失的性质,可实现远距离大功率输电。
故答案为:输电线路上的电能损失;超导。
总结:本题考查学生对高压输电降低热损耗的了解,以及对超导现象、超导材料应用的了解和掌握,是一道基础题。
14.电阻两端的电压为0时,电阻 不等于 (选填“等于”或“不等于”)0。
解:导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;与电压、电流无关。故两端的电压为0时,电阻的阻值不等于0。
故答案为:不等于。
总结:深入理解电阻是导体的一种性质,是解答此题的关键。
15.如图(甲)是实验室使用的某型号电子温度计,其“测温头”就是一个热敏电阻。如图(乙)是探究其电压一定时,电流与温度关系的实验,图(丙)所示是根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度﹣电流”图象,其中灵敏度最高“测温头”是 A (A/B/C),其阻值随温度的升高而 减小 (增大/减小)。
解:
根据丙图可知,升高温度相同时,电流增加最大的是A,故灵敏度最高“测温头”是A;
根据欧姆定律R=可知,在电压一定时,温度越高,电流越大,说明电阻越小,即电子温度计的阻值随温度的升高而减小。
故答案为:A;减小。
总结:本题考查了图象分析、欧姆定律的运用,关键是能从题中获取有效的信息。
三.解答题(共5小题)
16.阅读短文,回答问题
电子冰箱
电子冰箱是利用珀尔贴效应制成的。所谓珀尔贴效应,是指当两种不同的导体相连,并与一个直流电源连接成通路时,在两导体的结点处有吸热或者放热的现象发生(如图甲)。此效应是可逆的,即当电流方向改变时,原来的吸热端变为放热端,而原来的放热端变为吸热端(如图乙)。
该效应的物理解释是:电荷在导体中运动形成电流。由于电荷在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时,从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。
科学家发现:P型半导体和N型半导体在应用中吸放热效果更明显。电子冰箱简单结构为:将P型半导体、N型半导体、以及铜板、铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由12V直流电供电(如图丙),接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接头散热(冰箱后面散热器)。为了取得更大的制冷效果,实际的电子冰箱是把多对PN型半导体按图丁连接起来的。
(1)电子冰箱应该使用 直流 (直流/交流)电源供电。
(2)如果某种电荷从P型半导体通过结点至N型半导体时需要从外界吸收能量,则这种电荷是在 N型 (P型/N型)半导体处于较高的能级。
(3)如果在丁图中加装可以改变电流方向的开关,则在必要时 也可以 (也可以/不可以)将食物放在电子冰箱内加热。
(4)如图丁所示,多对PN型半导体对是 串联 (串联/并联)连接的。
(5)如图丁所示,应该将 下面 (上面/下面)的绝缘陶瓷片置于电子冰箱内部来制冷。
解:
(1)由题意可知,电路由12V直流电供电,故电子冰箱应该使用直流电源供电。
(2)如果某种电荷从P型半导体通过结点至N型半导体时需要从外界吸收能量,属于从低能级向高能级运动,则这种电荷是在N型半导体处于较高的能级。
(3)由于电荷在不同的材料中处于不同的能级,在运动时可吸热,也可放热,所以如果在丁图中加装可以改变电流方向的开关,则在必要时也可以将食物放在电子冰箱内加热。
(4)由题意知,电路中只有一个回路,因此多对PN型半导体对是串联连接的。
(5)结合图丙可知,当电流从N流向P时,是吸热,相反,是放热,故图丁中应该将下面的绝缘陶瓷片置于电子冰箱内部来制冷,这样才能起到吸热的作用。
故答案为:(1)直流;(2)N型;(3)也可以;(4)串联;(5)下面。
总结:显然本题所涉及的知识是我们所没能从教材中直接学到的,但认真阅读材料,从中找出相应的信息,并结合自己原有的知识进行解答,体现了运用物理知识解决问题的能力。
17.阅读短文,回答问题
电子冰箱
电子冰箱是利用珀尔贴效应制成的。所谓珀尔贴效应,是指当两种不同的导体相连,并与一个直流电源连接成通路时,在两导体的结点处有吸热或者放热的现象发生(如图甲).此效应还是可逆的,即当电流方向改变时,原来的吸热端变为放热端,而原来的放热端变为吸热端(如图乙)。
该效应的物理解释是:电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时,从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。
科学家发现:P型半导体和N型半导体在应用中吸放热效果更明显。电子冰箱简单结构为:将P型半导体,N型半导体,以及铜板,铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由12V电源供电(如图丙),接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接头散热(冰箱后面散热器).为了取得更大的制冷效果,实际的电子冰箱是把多对PN型半导体按图丁连接起来的。
(1)电子冰箱应该使用 直流 (直流/交流)电源供电。
(2)如果某种电荷从N型半导体通过结点至P型半导体时需要从外界吸收能量,则这种电荷是在 P型 (P型/N型)半导体处于较高的能级。
(3)如图丁所示,多对PN型半导体对是 串联 (串联/并联)连接的。
(4)如图丁所示,应该将 下面 (上面/下面)的绝缘陶瓷片置于电子冰箱内部来制冷。
(5)如果在丁图中加装可以改变电流方向的开关,则在必要时 也 (也/不)可以将食物放在电子冰箱内加热。
解:
(1)由题意可知,电路由12V直流电供电,故电子冰箱应该使用直流电源供电;
(2)如果某种电荷从P型半导体通过结点至P型半导体时需要从外界吸收能量,属于从低能级向高能级运动,则这种电荷是在P型半导体处于较高的能级;
(3)由题意知,电路中只有一个回路,因此多对PN型半导体对是串联连接的;
(4)结合图丙可知,当电流从N流向P时,是吸热,相反,是放热,故图丁中应该将下面的绝缘陶瓷片置于电子冰箱内部来制冷,这样才能起到吸热的作用;
(5)由于电荷在不同的材料中处于不同的能级,在运动时可吸热,也可放热,所以如果在丁图中加装可以改变电流方向的开关,则在必要时也可以将食物放在电子冰箱内加热。
故答案为:(1)直流;(2)P型;(3)串联;(4)下面;(5)也。
总结:显然本题所涉及的知识是我们所没能从教材中直接学到的,但认真阅读材料,从中找出相应的信息,并结合自己原有的知识进行解答,体现了运用物理知识解决问题的能力。
18.电炉子的电阻线能不能用超导材料制作?为什么?
答:
因为电炉丝是利用电流的热效应工作的,超导体电阻为零,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,超导体不会发热,所以不能应用超导材料制作电炉丝。
总结:本题考查了对超导体特点以及应用的了解,属物理常识题,难度不大。
19.如图所示,小文自制“导电性检测器”,通过观察 小灯泡的亮度 判断导线间接入物体的导电能力;实验时,两次接入导线间不同物体,发现灯泡发光,但亮度几乎不变,可能的原因是 两种物体的电阻差别不大 。
解:电阻是不易观察的,所以在本实验中是通过观察灯泡的亮度判断电阻的大小,既物体的导电能力;既导电能力越强,电流越大,小灯泡越亮,故实验时,两次接入导线间不同物体,发现灯泡发光,但亮度几乎不变,这可能是由于两种物体的电阻差别不大导致的。
故答案为:小灯泡的亮度;两种物体的电阻差别不大。
总结:知道粗略比较电阻大小的方法,并能结合实际分析是解决该题的关键。
20.阅读短文,回答问题:
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器,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,使测量结果不再受温度影响。
(1)这种力传感器是将力的大小转换为 电压 (电流/电压)的装置。
(2)外力F增大时,下列说法正确的是 D 。
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减小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 减小 的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天 小 (大/小)。
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,故选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;
(5)冬天比夏天电阻增加的小,所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小。
故答案为:(1)电压;(3)增大;(4)减小;(5)小。
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