【精品解析】浙教版科学八上第四章 第3节 物质的导电性与电阻同步练习(优生加练)

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名称 【精品解析】浙教版科学八上第四章 第3节 物质的导电性与电阻同步练习(优生加练)
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科目 科学
更新时间 2021-07-29 11:24:11

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浙教版科学八上第四章 第3节 物质的导电性与电阻同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2020八上·拱墅期末)如图所示,线路板上的三根合金丝长度相同,①和②粗细相同但比③细,小乐用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法错误的是(  )
A.通过比较电灯亮暗来确定电阻大小,这种方法叫转换法
B.探究电阻大小与导体材料是否有关,应选合金丝①和③
C.探究电阻大小与导体长度是否有关,选合金丝②即能完成
D.电路中再串联一个电流表,可更准确地比较导体电阻大小
【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)转换法主要是指在保证效果相同的前提下,将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法;
(2)(3)影响电阻的因素为:材料、长度、横截面积,根据控制变量法的要求选择对比电阻丝即可;
(4)根据电流表的用途分析。
【解答】A. 通过比较电灯亮暗来确定电阻大小,这种方法叫转换法,故A正确不合题意;
B. 探究电阻大小与导体材料是否有关,控制长度和横截面积相同而改变材料,应选合金丝①和②,故B错误符合题意;
C. 探究电阻大小与导体长度是否有关,控制材料和粗细相同而改变长度,选合金丝②,先将整个电阻丝接入电路,再将电阻丝的一半接入电路即可,故C正确不合题意;
D. 电路中再串联一个电流表,可以准确的得到电流值,从而可更准确地比较导体电阻大小,故D正确不合题意,
故选B。
2.(2020八上·西湖月考)如图中a、b直线分别表示由同种材料制成的两段长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线。关于这两段电阻丝,以下判断正确的是(  )
①电阻丝a较粗②电阻丝 b较粗
③若将电阻丝a、b并联在一起接入电路,则b的电流较大
④若将电阻丝a、b串联在一起接入电路,则b两端的电压较关
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据图像,利用欧姆定律比较两段电阻丝的阻值大小,然后结合串并联电路的电流、电压特点分析判断即可。
【解答】如下图所示,当电压相同时,a的电流比b小,根据可知,a的电阻大于b的电阻。
当材料和长度相同时,横截面积越大电阻越小;因为a的电阻大于b的电阻,所以a的横截面积较小,b的横截面积较大,故①错误,②正确;
若将二者并联在电路中,那么它们两端的电压相等,根据可知,因为a的电阻大,所以通过a的电流小,通过b的电流大,故③正确;
若将二者串联在电路中,通过的电流相等,根据U=IR可知,a两端的电压较大,故④错误。
那么正确的是②③。
故选B。
3.(2020八上·西湖月考)用实验研究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响时,供选择的导体规格如下表:
材 料 编 号 长度 /m 横截 面积/mm2 材料 编号 长度/m 横截面积/mm2
镍 铬 合 金 ① 1 0.5 锰 铜 ⑤ 1 0.5
② 1 1 ⑥ 1 1
③ 1.5 0.5 ⑦ 1.5 0.5
④ 1.5 1 ⑧ 1.5 1
你认为下面对导体选择最合理的一组是(  )
A.③④⑤⑥ B.②③⑥⑦ C.①⑤⑥⑦ D.⑤⑥⑦⑧
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求选择对照实验即可。
【解答】A.探究电阻和长度的关系时,必须控制材料和横截面积相同而改变长度,③④⑤⑥不能满足,故A错误;
B.探究电阻与横截面积的关系时,必须控制材料和长度相同而改变横截面积,②③⑥⑦不能满足,故B错误;
C.①⑤比较可以探究电阻和材料的关系,⑤⑥比较可以探究电阻和横截面积的关系,⑤⑦比较可以探究电阻和长度的关系,故C正确;
D.探究电阻与材料的关系时,必须控制长度和横截面积相等而改变材料,⑤⑥⑦⑧不能满足,故D错误。
故选C。
4.(2020八上·拱墅月考)小欢同学用如图所示的器材探究“影响导体电阻大小的因素”,其中几种电阻丝的参数如下表所示。关于此探究,下列说法错误的是(  )
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金丝 1.0 0.2
B 镍铬合金丝 1.0 0.1
C 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越小
B.若把小灯泡用定值电阻替换,也可以完成此探究活动
C.可选用c、d两根电阻丝来探究导体的电阻与导体的材料是否有关
D.可选用a、b两根电阻丝来探究导体的电阻与导体的横截面积是否有关
【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】本实验采用转换法,当两根电阻丝的材料一样,运用控制变量法,探究导体的电阻大小和横截面积的关系,当不同电阻丝的材料时,运用控制变量法,探究导体的电阻大小和导体材料的关系。
【解答】A、小灯泡越亮,串联电路的电阻越小,表示接入的合金丝电阻越小,A不符合题意;
B、探究影响导体电阻的大小因素通过比较小灯泡的亮度来判断,小灯泡不能换成定值电阻,B符合题意;
C、分别把c、d两根电阻丝接入电路,通过比较灯泡的亮度,可以探究导体电阻大小和导体的材料是否有关,C不符合题意;
D、可选用a、b两根电阻丝接入电路,通过比较灯泡灯泡的亮度,探究导体的电阻与导体的横截面积是否有关,D不符合题意。
故答案为:B
5.(2020八上·新昌月考)通常情况下,下列四组物体中,都是绝缘体的一组是 (  )
A.石墨和陶瓷 B.塑料和油
C.大地和盐的水溶液 D.人体和玻璃
【答案】B
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】常见的导体包括:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液;绝缘体包括:橡胶、塑料、陶瓷、各种油类等。
【解答】A.石墨是导体,陶瓷是绝缘体,故A错误;
B.塑料和油都是绝缘体,故B正确;
C.大地和盐的水溶液,都属于导体,故C错误;
D.人体是导体,而玻璃是绝缘体,故D错误。
故选B。
6.(2020八上·绍兴月考)某同学为研究导体电阻大小与长度、材料、横截面积是否有关,他保持电路两端电压不变,把下表中的合金线分别接入电路中测出通过合金线的电流大小进行对比研究,则 (  )
序号 长度/米 横截面积/毫米2 材料
1 1 0.1 镍铬
2 0.5 0.1 镍铬
3 1 0.2 镍铬
4 1 0.1 锰铜
A.采用序号1与3对比,是研究电阻是否与横截面积有关
B.采用序号1与2对比,是研究电阻是否与材料有关
C.采用序号2与4对比,是研究电阻是否与长度有关
D.采用序号3与4对比,是研究电阻是否与横截面积有关
【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】探究一个因素对物理量的影响时,要保证其它因素相同,这就是控制变量法,据此分析并选择对比实验。
【解答】AD.探究电阻和横截面积的关系时,控制材料和长度相同而改变横截面积,应选序号1和3,故A正确、D错误;
B.探究电阻与材料的关系时,控制长度和横截面积相同而改变材料,应选序号1和4,故B错误;
C.探究电阻与长度的关系时,控制材料和横截面积相等而改变长度,应选序号1和2,故C错误。
故选A。
7.(2020八上·杭州月考)导体甲、乙、丙分别连接成三个电装置,如图所示。三个导体均由相同的材质组成,导体甲的长度为Lcm,截面积为Acm2;导体乙的长度为2Lcm,截面积为Acm ;导体丙的长度为Lcm,截面积为2Acm 。若电路中连线及电流表的电阻、电池内电阻忽略不计,导体甲、乙、丙所连接的电路装置中,流经三导体的电流值分别为I 甲、Ⅰ乙、Ⅰ丙,其大小关系为(  )
A.I甲>I乙>I丙 B.I乙>I甲>I丙
C.I丙>I甲>I乙 D.I丙>I乙>I甲
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体的电阻与横截面积成反比,与导体的长度成正比,据此比较三个电阻的关系,最后根据“电流和电阻的反比关系”比较电流的大小。
【解答】根据题目描述可知,甲和乙的横截面积相等,而乙的长度大于甲,那么电阻R甲甲和丙的长度相等,而丙的横截面积比甲大,那么电阻R丙当电压相同时,通过导体的电流与电阻成反比;
因此通过的电流I丙>I甲>I乙。
故选C。
8.如图所示,在A、B处连入下列物体,可使小灯泡发光的是(  )。
A.玻璃棒 B.橡胶棒 C.瓷棒 D.碳棒
【答案】D
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】根据导体和绝缘体的知识判断即可。
【解答】如果小灯泡发光,那么AB之间接入的应该是导体,而不是绝缘体。玻璃棒、橡胶棒,磁棒都是绝缘体,只有碳棒为导体,因此AB之间加入的是碳棒,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
9.下列是电路中的某一部分,其连接方式能利用下图情景来比拟的是(  )。
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】根据图片可知,要想从悬崖的左边到右边,必须依次经过两段桥面,没有第二条路可走,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,图片中从左边的悬崖到右边的悬崖只有一条路可走,阴影部分的两段桥面首尾相连,相当于电阻串联,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.某同学用如图所示的电路探究“影响金属丝电阻大小的因素"。他手边除了电路中的器材外,还有一根镍铬合金丝。现有下列探究任务:①电阻大小与金属丝长度的关系;②电阻大小与材料的关系;③电阻大小与金属丝横截面积的关系。其中能完成的任务有(  )。
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求分析判断。
【解答】①探究电阻大小与金属丝的长度的关系时,需要控制材料和横截面积相同而改变长度,因此将金属丝的一端连接好,用另一端的线头在金属丝上移动来改变长度,然后观察电流表的示数即可,故①正确;
②探究电阻大小与材料的关系时,需要控制长度和横截面积相同而改变材料,材料只有一种,无法完成,故②错误;
③探究电阻大小与金属丝横截面积的关系时,需要控制材料和长度相同,而改变横截面积。可以这样:第一次接入整个合金丝长度的一半,第二次将合金丝对折,全部接入电路,观察电流表的示数进行比较即可,故③正确。
那么能完成的任务为①③。
故选C。
11.(2019·宁波模拟)每种金属导体中单位体积内的自由电子数有确定的值.若两段长度之比为2:1、横截面积之比为1:3的镍铬合金丝并联在某电路中使用时,则这两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为(  )
A.1:2 B.3:1 C.2:1 D.1:1
【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)在材料相同时,电阻与长度成正比,电阻与横截面积成反比;
(2)根据并联电路电压相等和欧姆定律,得出电流与电阻的定量关系;
(3)最后根据电流的微观表达式I=nqsv(n是单位体积内的自由电荷数,q是电子的电量,s是导体的横截面积,v是自由电子定向移动的速度)得出电子的速度之比.
【解答】因为R1和R2材料相同,长度之比为L1:L2=2:1,横截面积之比为S1:S2=1:3,
所以电阻之比,
因为两电阻并联电压相等,
所以电流与电阻成反比,即:,
根据I=nqsv得到: I1=n1q1s1v1,I2=n2q2s2v2,
那么:;
因为I1:I2=1:6,S1:S2=1:3,
所以;
即:v1:v2=1:2。
故选A。
12.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是(  )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
【答案】C
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】导体的电阻是导体本身的一种性质,它不随通过它的电流以及它两端的电压的改变而改变,只与导体本身的材料、长度、横截面积以及温度有关,从图中可以看出,电压为0时,电流为0,但导体的电阻并没有变,且电压增大时,电流也增大,但电压与电流的比值即电阻不变,仍是5Ω,故A、B错,C对;从图中可知,当导体两端的电压为2V时,电流为0.4A。
【分析】U—I图像是一种常见的物理图像,若是一条直线,其斜率表示电阻的大小。本题主要考查从图像中获取有效信息的能力,难度中等。
13.一根铜导线的电阻为R,要使电路中的电阻变为4R,以下方法可行的是(  )
A.将铜导线对折起来,接在电路中
B.将铜导线用拉丝机拉长至原来2倍
C.将同样长,同样粗的铝导线代替铜导线接在电路中
D.将两根相同的铜导线连起来
【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A、将铜导线对折起来,导体的长度变小,横截面积变大,则电阻变小,不符合题意;
B、将铜导线用拉丝机拉长至原来2倍,由于铜导线的体积不变,长度变为原来的2倍,横截面积变为原来的二分之一,所以电阻变为原来的4倍,故符合题意;
C、铝的电阻率不是铜的2倍,所以这种操作是不符合题意的;
D、将两根相同的铜导线连起来,此时只有长度变为原来的2倍,故电阻会变成原来的2倍,故不符合题意;
故选B.
【分析】(1)掌握影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度,温度对电阻的影响通常情况下忽略不计;(2)若材料相同,导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大.
14.有几根同种金属材料的导线,它们横截面积和长度都不相同,但都是粗细均匀的。它们串联后通过大小恒定的电流,经过同样时间,若它们损失的热量与产生的热量之比相同,则它们温度的升高与它们的(  )
A.长度成正比 B.长度的平方成正比
C.横截面积成反比 D.横截面直径的四次方成反比
【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素;热量的计算
【解析】【分析】(1)根据影响电阻大小的因素可知,在长度和温度不变时,导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此写出电阻的数学表达式;
(2)将电阻的表达式带入焦耳定律Q=I2Rt,再根据损失热量和产生热量的的比相同得到吸收热量Q吸的数学表达式;
(3)将密度公式带入物质吸热公式Q吸=cm△t;
(4)根据吸收热量相同,将两个等式连接起来,通过数学运算得到升高温度和导线直径的数学关系即可。
【解答】根据已有知识可知,导体的电阻与其材料、长度、横截面积、温度有关。
在长度和温度不变时,导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比;
不妨设导体的电阻R=k1 ,
相同时间内产生的热量Q=I2Rt=I2k1 t;
由题意可知,经过相同的时间,它们损失的热量与产生的热量之比相同,
故可设导体吸收的热量为Q吸=I2k1 t,
由Q吸=cm△t和m=ρV=ρ LS可得:
Q吸=k2Q=k2I2k1 t=cρ·LS△t,
整理可得△t= ,
因S=π( )2,故它们温度的升高与它们的横截面直径的四次方成反比,与长度无关。
故答案为:D
二、填空题
15.导体的电阻与导体的   、   、   和温度等因素有关。对于金属导体而言,温度升高,金属导体的电阻会   ;温度降低,金属导体的电阻会   。一些材料在温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是   现象。
【答案】长度;材料;横截面积;增大;减小;超导
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据电阻的影响因素和超导体的知识分析解答。
【解答】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积和温度等因素有关。对于金属导体而言,温度升高,金属导体的电阻会增大;温度降低,金属导体的电阻会减小。一些材料在温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象。
16.人体也有电阻。不同人的电阻是   ,同一个人在不同情况下的电阻也是   。出汗时人体电阻较   ,皮肤干燥时电阻较   。
【答案】不同的;不同的;小;大
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】人体是导体,肯定有电阻;人体的电阻与潮湿程度有关,一般潮湿时电阻小于干燥时的电阻,据此分析解答。
【解答】人体也有电阻,不同人的电阻是不同的。同一个人在不同情况下的电阻也是不同的,出汗时人体电阻较小,皮肤干燥时电阻较大。
17.甲、乙两根长度、温度均相同的镍铬合金电阻丝,R甲【答案】大于
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】当导体的材料、长度和温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小,据此分析解答。
【解答】甲、乙两根长度、温度均相同的镍铬合金电阻丝,R甲18.常温下的玻璃是良好的绝缘体,但玻璃在红热条件下会变成导体;常温下的金属是良好的导体,当温度下降时,其电阻也会减小,当温度降到某一温度(临界温度)时,电阻消失——变为超导体,不再消耗能量。如图是两个电阻随温度变化的曲线图,其中表示玻璃的是   ,表示金属的是   。
【答案】图乙;图甲
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据题目描述分析金属和玻璃的电阻随温度变化的规律,然后与图像对应上即可。
【解答】根据题干描述可知,金属的电阻随温度的下降而减小,随温度的升高而增大,因此表示金属的是图甲。玻璃在常温下电阻很大,而温度升高后电阻减小,因此表示玻璃的是图乙。
19.如图是一只开关的示意图,请指出图中各部分是导体还是绝缘体。
A   ,B   ,C   。
【答案】导体;导体;绝缘体
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】容易导电的物体叫导体,例如金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液;不容易导电的物体叫绝缘体,例如橡胶、陶瓷、塑料,各种油类等。
【解答】A为开关的刀片,必须导电,为导体;
B为开关的触点,必须导电,为导体;
C为开关的底座,必须绝缘,为绝缘体。
20.金属导电的解释:金属内部   是相对固定的,但有大量的能自由移动的   ,它们能从一个地方移动到另一个地方,所以金属能导电。
【答案】原子核;电子
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】根据金属导电的本质解答。
【解答】金属导电的解释:金属内部原子核是相对固定的,但有大量的能自由移动的电子,它们能从一个地方移动到另一个地方,所以金属能导电。
21.如图所示,A为灯泡灯芯的玻璃柱,当接通开关时,小灯泡   (选填“亮”或“不亮"),这表明玻璃是   。现用酒精灯加热A,直到红炽状态,结果灯泡   ,这说明A已变成   。由此实验得出的结论是   。
【答案】不亮;绝缘体;变亮;导体;在一定的条件下,绝缘体可以转变为导体
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】在常温下,玻璃为绝缘体,电阻很大;当玻璃变为熔融状态时,它的电阻变得很小,据此分析解答。
【解答】如图所示,A为灯泡灯芯的玻璃柱,当接通开关时,小灯泡不亮,这表明玻璃是绝缘体。现用酒精灯加热A,直到红炽状态,结果灯泡变亮,这说明A已变成导体。由此实验得出的结论是:在一定的条件下,绝缘体可以转变为导体。
22.容易导电的物质叫   ,不容易导电的物质叫   。导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做   。常见的半导体材料有   和   。
【答案】导体;绝缘体;半导体;锗;硅
【知识点】导体和绝缘体;半导体和超导体
【解析】【分析】根据导体和绝缘体的定义和关系分析解答。
【解答】容易导电的物质叫导体,不容易导电的物质叫绝缘体。导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料有锗和硅。
23.刘老师在课堂上做了一个演示实验。实验器材有:玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、标有“6V 6W”的小灯泡L、蓄电池、开关S、酒精灯、火柴、导线若干。连接的电路如图所示,当闭合开关S时,小灯泡L正常发光,然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热,可观察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流变   。这个实验说明了电阻跟   有关。
【答案】小;温度
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)通过灯泡的电流越大,灯泡的亮度越大;通过灯泡的电流越小,灯泡的亮度越小;
(2)灯泡的亮度变化,说明它的电阻发生改变,而这是由钨丝的温度变化引起的,因此说明电阻跟温度有关。
【解答】观察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流变小。这个实验说明了电阻跟温度有关。
24.(2020八上·南浔期末)如图甲,将玻璃球接入电路,闭合开关,小灯泡不发光,可见此时玻璃球是    (填“导体”或“绝缘体”)。如图乙,当用酒精灯将玻璃球加热到红炽状态,小灯泡发光,该实验说明玻璃的电阻随温度升高而   。 如图丙,当用酒精灯将铅笔芯加热到红炽状态,一段时间后铅笔芯变细,电阻   ,小灯泡亮度渐渐变弱(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】绝缘体;减小;增大
【知识点】导体和绝缘体;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)灯泡发光了,说明通过它的电流变大了,而灯丝的电阻变小了,据此分析解答;
(3)导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此分析解答。
【解答】(1)将玻璃球接入电路,闭合开关,小灯泡不发光,说明玻璃球不容易导电,那么玻璃球是绝缘体;
(2)当用酒精灯将玻璃球加热到红炽状态,小灯泡发光,该实验说明玻璃的电阻随温度升高而减小;
(3)当用酒精灯将铅笔芯加热到红炽状态,一段时间后铅笔芯变细,根据导体电阻与横截面积成反比可知,此时电阻变大,因此小灯泡亮度逐渐减弱。
25.如图为某均匀金属薄板,现测得接线柱A、B之间的电阻为R。如果将该电阻板均匀分成9块,并挖去其中一小块,则此时A、B之间的电阻变为   R。
【答案】
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)电阻与导体的横截面积成反比,与长度成正比;
(2)当n个R并联时总电阻是,n个R串联总电阻是nR;
(3)将这块金属板看作三块完全相同的小金属板串联而成,根据电阻和长度的关系求出每大块的电阻;而其中的每一块都由3小块并联而成,根据电阻和横截面积的关系求出每小块的电阻;而挖去其中一小块,剩余的部分都相同,即分别为三小块并联的有两块,两个小块并联的有一块,最后将三个组合的电阻相加即可。
【解答】这块金属薄板从左到右由完全相同的3大块串联而成,总电阻为R,根据电阻与长度成正比可知,每块电阻为;每一块又由3小块并联而成,根据电阻与横截面积成反比可知,每小块的电阻为:;由于挖去其中一小块,无论这一小块在什么位置,剩余8块电阻关系都相同:其中竖着两排是三块并联,另一排为2块并联,再串联一起;其中两块并联的总电阻为,则这时AB之间的电阻R'= 。
故答案为:
26.正方形薄片电阻片如图所示接在电路中,电路中电流为l;若在该电阻片正中挖去一小正方形,挖去的正方形边长为原电阻片边长的三分之一,然后将带有正方形小孔的电阻片接在同一电源上,保持电阻片两端电压不变,电路中的电流I’变为   。
【答案】 I
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)可以将这个正方形的电阻片看作一个由9个小正方形构成的电阻,设每个小正方形的电阻是R;当将中间的一小块挖去时,最终效果相当于从左到右三个组合串联;两个三块拼成的,一个两块拼成的。根据并联电路电阻与横截面积成反比,可以求出三个小正方形拼成的长方形的电阻和两个小正方形拼成的电阻,最后将它们三块相加就是总电阻;
(2)原来的电阻是R,根据电压保持不变利用欧姆定律列出等式,进行计算即可。
【解答】(1)由于电阻片是正方形薄片,所以将正方形电阻片的电阻可等效为图1所示:设每小块的电阻为R,则薄片总电阻是3个3R电阻的并联值,其值也是R;现挖去的正方形边长为原边长的,如图所示:此时薄片相当于三个R的电阻并联、两个R电阻并联后图2再串联,三个R的电阻并联后的总电阻为 、两个R电阻并联后总电阻为 ,则此时的总电阻:R'= + + = ;
(2)因正方形薄电阻片接在电路中,电路中电流为I,
R保持两端电压不变,由U=IR得:IR=I'R'=I'× ,解得I'= I。
三、解答题
27.如图所示电路,闭合开关S,灯正常发光,当用日光灯丝绕制的线圈被加热时,灯和电流表将出现什么现象,请用学过的知识加以解释。
【答案】灯变暗;电流表变小,线圈加热时电阻变大。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】用酒精灯加热日光灯丝,温度升高,日光灯丝的电阻变大,所以电流表示数表小,灯泡变暗。
【分析】日光灯灯丝的电阻随温度的升高而增大。
28.什么是超导现象?如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。你能举例说明吗?
【答案】超导现象是环境温度足够低的情况下,导体的电阻变为零的现象。如果超导技术能够在实际中得到应用,利用超导材料输电,输电线将不再产生内能,那么损失在输电线上的电能将大大减少。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】超导现象是环境温度足够低的情况下,导体的电阻变为零的现象。如果超导技术能够在实际中得到应用,利用超导材料输电,输电线将不再产生内能,那么损失在输电线上的电能将大大减少。
【分析】考查超导现象。
29.世界首台220千伏超导限流器已于2011年在我国电网中并网运行,这是我国超导产业在电网行业应用的重大突破。超导限流器能有效限制电网的短路电流(电路能够承受的最大电流,用I1表示)、减少短路电流对电网设备的损坏、维护国家电网的稳定。如图甲是它接入电网后的电路图,图乙是它的电阻R随电流I的变化关系。
(1)当电路正常工作时,超导限流器的电阻为   欧,对电路没有影响;
(2)根据图乙分析可知,当电网在某处发生短路,电流达到I1时,超导限流器    ,保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态。
【答案】(1)0
(2)电阻瞬间增大到R0
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;半导体和超导体
【解析】【分析】超导限流器是一种有效的短路电流限制装置,在发生短路故障时,能够迅速将短路电流限制到可接受的水平,从而避免电网中大的短路电流对电网和电气设备的安全稳定运行构成重大危害,可以大大提高电网的稳定性,改善供电的可靠性和安全性。
【解答】(1)在电路正常时,超导限流器的电阻为零,对电路没有影响。
(2)由图线知,当电网在某处发生短路,电流达到I1时,超导限流器电阻瞬间增大到R0,保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态。
故答案为:(1)0 (2)电阻瞬间增大到R0
30.探究“影响导体电阻大小的因素”实验中,为了探究电阻大小跟导体长度的关系,应该选择材料和   都相同、长度不同的多根金属丝,实验数据如表中所示:
L(m) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
R(Ω) 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
请你分析表中数据,归纳出该金属丝电阻R与长度L的关系式:R=   。
【答案】横截面积;(7Ω/m)·L
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求解答;
(2)根据表格数据,分析电阻和长度的关系,然后写出二者的数学关系式,代入表格中一组数据计算出其中的系数,从而得到最终的关系式即可。
【解答】(1)根据控制变量法的要求可知,探究电阻大小跟导体长度的关系时,应该选择材料和横截面积相同,长度不同的金属丝;
(2)由表中数据可知,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=2.1 Ω,L=0.3 m代入得:
2.1 Ω=0.3 m×k,
解得:k=7 Ω/m,
则二者的关系式为:R=(7 Ω/m)·L。
四、实验探究题
31.学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有:开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。先连接如图甲所示的电路,然后小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表所示。根据实验数据,回答下列问题:
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表 读数(A)     0.15 0.1 0.6 0.9
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①电阻的大小与长度的关系是   。
②电阻的大小与横截面积的关系是   。
(3)实验中一根合金丝的电阻为5 Ω,若该合金丝的横截面积为1 mm2,则这根合金丝的长度为   m。(已知长为1 m,横截面积为1 mm2的该合金丝阻值为1 Ω)
【答案】(1)0.3
(2)材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)5
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)①将前三组实验数据进行比较即可;
②将第一组、第四或第五组实验数据进行比较即可。
(3)根据导体电阻与长度的定量关系计算即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么读数为0.3A。
(2)①比较前三组数据可知,前三组实验中电阻的比为:,而它们的长度之比也是1:2:3,因此得到结论:材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比。
②第一组、第四组实验数据比较,它们的电阻之比:,而它们的横截面积之比为1:2,因此得到结论:材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比。
(3)根据材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比得到:,即,解得:L=5m。
32.小金想探究导体长度对导体电阻大小的影响,现有器材:导线若干、横截面积相同但长度不同的镍铬合金丝6根、欧姆表(欧姆表是直接测量电阻值的仪表,内部由电源U、灵敏电流计G、滑动变阻器R0串联而成)。内部结构如图:
(1)请帮小金画出实验电路图。
(2)如表所示为小金在实验时记录的实验数据,在坐标系中画出电阻随长度变化的图像:
实验序号 1 2 3 4 5 6
L(m) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
R(Ω) 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
(3)通过分析,可以得出的结论是   。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
(3)同种材料的导体,横截面积相同时,导体电阻大小和长度成正比
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据欧姆表的用途确定测电阻的方法,然后补充电路图即可;
(2)弄清横轴和纵轴表示的物理量与分度值,然后根据表格数据描出对应的点,最后将这些点连接起来即可。
(3)如果两个物理量的图像为一条通过坐标原点的斜线,那么二者成正比例关系;如果两个物理量的图像为一条双曲线,那么二者成反比例关系,据此分析即可。
【解答】(1)欧姆表可以直接测量电阻的阻值,只需将待测电阻接在它露出的两个线头上即可,如下图所示:
(2)横轴表示长度,每格表示0.2m;纵轴表示电阻,每格表示0.4欧姆。根据表格数据描出对应的点,最后将这些点连接起来即可,如下图所示:
(3)根据(2)图可知,电阻随长度变化的图像是一条通过坐标原点的斜线,那么得到结论:同种材料的导体,横截面积相同时,导体电阻大小和长度成正比。
33.在研究决定电阻大小因素的实验中换用不同导体做实验时,得出如下几组实验数据:
实验次数 材料 长度 横截面积
电流(安)
1 镍铬合金线 L S 0.16
2 锰铜合金线 L S 0.42
3 镍铬合金线 L/2 S 0.32
4 镍铬合金线 L 2S 0.32
比较1、2两次实验结果可得结论   。
比较1、3两次实验结果可得结论   。
比较1、4两次实验结果可得结论   。
【答案】当长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关;当材料和横截面积相同时,导体的电阻与导体的长度有关,导体越长,电阻越大;当材料和长度相同时,导体的电阻与导体的横截面积有关,横截面积越大,电阻越小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法,通过比较电流的大小来比较电阻的大小即可得出结论.
【解答】比较1、2两次实验,只有材料不同,测得的电流不同,说明电阻不同说明:导体的电阻与导体的材料有关;
比较1、3两次实验,只有长度不同,测得长的电流较小,说明长的电阻较大,说明:导体的电阻与导体的长度有关,当材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;
比较1、4两次实验,只有横截面积不同,测得横截面积大的电流较大,说明横截面积大的电阻较小,说明:导体的电阻与导体的横截面积有关,当材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;
答案是:在长度和横截面积一定时,导体的电阻与导体的材料有关;
在材料和横截面积一定时,导体的电阻与导体的长度有关,长度越长电阻越大;
在材料和长度一定时,导体的电阻与导体的横截面积有关,横截面积越大电阻越小.
34.如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表中给出了可供选择同种材料制成的几种导体,分别用A、B、C三个字母代表。问:
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的   大小,小灯泡在电路中的主要作用是   。
(2)通过对   和   导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
(3)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的   有关。
(4)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,会发现电流表示数变得更小,说明两导体串联后的电阻值将   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的   有关。
【答案】(1)电阻;保护电路
(2)A;B
(3)横截面积
(4)变大
(5)材料
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
小灯泡在电路中的主要作用是显示电路中导体电阻的大小,防止电路发生短路,保护电路;
(2)(3)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,即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.
(4)串联电路的电阻关系:R串=R1+R2;
(5)导线用铜作为内芯,是因为铜的导电性能好.
【解答】(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的电阻的大小,运用了转换法;小灯泡在电路中的主要作用电阻、显示电路中导体电阻的大小,保护电路.
(2)探究电阻的大小与长度的关系,运用控制变量法,要控制导体的材料和横截面积一定,故选取AB导体进行实验.
(3)选取AC导体进行实验时,导体的材料、长度相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,故说明导体的电阻与导体的横截面积有关;
(4)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,两导体串联后的电阻值等于AB两导体的电阻之和,即电阻变大,电路中的电流变小,电流表示数变小;
(5)通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,主要应用其导电性好特性,因为导体的电阻还与导体的材料有关.
故答案为:(1)电阻;保护电路;(2)A、B;(3)横截面积;(4)变大;(5)材料.
35.某科学兴趣小组的同学对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关;③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插人甲、乙、丙、丁溶液中所示位置(金属片a、b每次插人溶液中的深度都相同)进行探究。
(1)食盐水溶液的导电性能可以由   来判断。
(2)将金属片a、b分别插入图甲、图乙所示位置,可探究猜想   (选填序号)。为了探究猜想②,应将金属片a、b分别插入   两图所示位置。
(3)将金属片a、b分别插人图乙、图丁所示位置,若I乙≠I丁,由此可得到的结论是   。
【答案】(1)电流表示数的大小
(2)①;甲、丙
(3)食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)通过导体的电流与电阻成反比,即电流越大,导体的电阻越小,因此通过电流表的示数变化可以判断导体电阻的变化。
(2)观察图甲和图乙中哪个因素不同即可;根据控制变量法的要求选择对比实验;
(3)根据图片分析图乙和图丁中哪个因素不同即可。
【解答】(1)食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断。
(2)图甲和图乙中,盐水的浓度不同,因此可以探究溶液导电性能与溶液浓度的关系,即验证探究①。
为了探究猜想②,即探究溶液导电性能与溶液质量的关系时,必须控制其他因素相同而改变溶液的质量,故选甲和丙。
(3)图乙和图丁中金属片a、b的距离不同,因此得到结论:食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
36.某兴趣小组的同学找来了四种物质.利用如图所示的电路在相同条件下检测其导电性能。实验观测到的电流表示数和灯泡发光情况记录如表。
  食盐水 酱油 醋 花生油
电流/安 0. 18 0.15 0.1 0
发光情况 亮 较亮 暗 不亮
(1)其中导电能力最强的物质是   。
(2)小组里的一名同学认为检验电路有了电流表,可以把小灯泡去掉,直接通过电流表的示数也能进行实验,你认为   (选填“可行”或“不可行”),理由是   。
【答案】(1)食盐水
(2)不可行;AB 间电阻过小时,电流会过大,电流表可能会被烧坏
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)电流表的示数越大,灯泡越亮,导电能力越强;
(2)通过灯泡的亮度可以感知电流的大小,从而确定导电能力强弱,它本身的电阻,可以防止电流过大烧坏电流表,据此分析解答。
【解答】(1)根据表格可知,食盐水的电流最大,灯泡最亮,因此导电能力最强的物质是食盐水;
(2)小组里的一名同学认为检验电路有了电流表,可以把小灯泡去掉,直接通过电流表的示数也能进行实验,我任务不可行,理由是:AB 间电阻过小时,电流会过大,电流表可能会被烧坏。
37.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
①导体的长度;②导体的横截面积;③导体的材料。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察   来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证猜想①,应该选用编号   两根电阻丝分别接入电路进行实验。为了验证猜想②,应选用编号   两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A、D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟   有关。
(4)本实验小明主要用的实验方法是   。
【答案】(1)电流表示数
(2)A、B;A、C
(3)材料
(4)控制变量法
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)导体的电阻越大,通过导体的电流越小;导体的电阻越小,通过导体的电流越大,因此通过电流表的示数变化可以感知导体电阻的大小;
(2)根据控制变量法的要求判断并选择实验即可;
(3)分析A、D两个实验中导体的哪个因素不同;
(4)一个物理量受到几个因素的影响,探究其中一个因素对物理量的影响时,必须控制其他因素相同,这就是控制变量法。
【解答】(1)如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证猜想①,即导体的电阻与长度的关系,就必须控制材料、横截面积相等,而长度不同,故选AB;为了验证猜想②,即导体的电阻与横截面积的关系,就必须控制材料和长度相同,而改变横截面积,故选AC;
(3)A、D两根电阻丝的材料不同,其他因素相同,因此得到结论:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟材料有关。
(4)本实验小明主要用的实验方法是控制变量法。
38.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
(1)小明设计了如图甲所示电路,指明该方案存在的不足:   。
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是   。
(3)小丽设计了如图丙所示电路,该电路中灯泡的作用有哪些?
①   ;
②   。
【答案】(1)ab间电阻小时,会导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件
(2)ab间电阻太大
(3)保护电路;粗略反映电路中电流变化
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)在甲电路中,除了电阻丝没有其他保护电阻,一旦电阻丝的阻值太小,就会导致通过电流表的电流太大,可能会烧毁电器元件;
(2)如果接入的电阻丝的电阻太大,那么通过灯泡的电流就会很小。而灯泡是依靠电流的热效应工作的,电流太小,就不能使灯泡发光。
(3)通过灯泡的电流大,那么灯泡亮度大;通过灯泡的电流小,那么灯泡亮度小,因此通过灯泡的亮度变化可以感知电流大小变化,进而对电阻的大小进行判断;灯泡本身有一定的电阻,因此可以防止电路中电流过大,对电路造成破坏。
【解答】(1)小明设计了如图甲所示电路,指明该方案存在的不足:ab间电阻小时,会导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件。
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,我认为灯不亮的原因是:ab间电阻太大。
(3)小丽设计了如图丙所示电路,该电路中灯泡的作用:
①保护电路;
②粗略反映电路中电流变化。
39.(2019八上·仙居期中)学完电阻后,小明找来一只废日光灯管,小心取出一端的灯芯,如图,他决定用这个灯芯探究电阻与温度的关系.
[假设与猜想]灯丝的电阻以及玻璃的电阻均和温度有关.
[探究过程]
⑴按图所示电路连好实物(A、B分别接M、N)合上开关,观察电流表示数为IB.
⑵用酒精灯给灯丝加热,观察电流表示数会   .
⑶熄灭酒精灯,恢复到室温,将灯丝弄断观察电流表示数会   .
⑷用酒精灯给玻璃加热到红炽状态,观察电流表示数会   .
[探究结论]
Ⅰ实验步骤(1)、(2)说明   .
Ⅱ实验步骤(3)、(4)说明   .
【答案】减小;变为0;逐渐增大;I灯丝电阻随温度升高而增大;II玻璃常温下是绝缘体,达到红炽状态是导体
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)导体的电阻随温度的升高而增大,随温度的下降而减小,据此推算电流表示数的变化;
(2)导体和绝缘体没有严格的界限,在一定条件下会相互转化。
【解答】(1)按图所示电路连好实物(A、B分别接M、N)合上开关,观察电流表示数为IB.
(2)用酒精灯给灯丝加热,灯丝的电阻会增大,那么观察电流表示数会减小;
(3)熄灭酒精灯,恢复到室温,将灯丝弄断,电路变为断路,那么观察电流表示数会变为0;
(4)用酒精灯给玻璃加热到红炽状态,玻璃会变成导体,因此电路接通,那么观察电流表示数会逐渐变大。
[探究结论]
Ⅰ实验步骤(1)、(2)说明: 灯丝电阻随温度升高而增大;
Ⅱ实验步骤(3)、(4)说明: 玻璃常温下是绝缘体,达到红炽状态是导体。
1 / 1浙教版科学八上第四章 第3节 物质的导电性与电阻同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2020八上·拱墅期末)如图所示,线路板上的三根合金丝长度相同,①和②粗细相同但比③细,小乐用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法错误的是(  )
A.通过比较电灯亮暗来确定电阻大小,这种方法叫转换法
B.探究电阻大小与导体材料是否有关,应选合金丝①和③
C.探究电阻大小与导体长度是否有关,选合金丝②即能完成
D.电路中再串联一个电流表,可更准确地比较导体电阻大小
2.(2020八上·西湖月考)如图中a、b直线分别表示由同种材料制成的两段长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线。关于这两段电阻丝,以下判断正确的是(  )
①电阻丝a较粗②电阻丝 b较粗
③若将电阻丝a、b并联在一起接入电路,则b的电流较大
④若将电阻丝a、b串联在一起接入电路,则b两端的电压较关
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
3.(2020八上·西湖月考)用实验研究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响时,供选择的导体规格如下表:
材 料 编 号 长度 /m 横截 面积/mm2 材料 编号 长度/m 横截面积/mm2
镍 铬 合 金 ① 1 0.5 锰 铜 ⑤ 1 0.5
② 1 1 ⑥ 1 1
③ 1.5 0.5 ⑦ 1.5 0.5
④ 1.5 1 ⑧ 1.5 1
你认为下面对导体选择最合理的一组是(  )
A.③④⑤⑥ B.②③⑥⑦ C.①⑤⑥⑦ D.⑤⑥⑦⑧
4.(2020八上·拱墅月考)小欢同学用如图所示的器材探究“影响导体电阻大小的因素”,其中几种电阻丝的参数如下表所示。关于此探究,下列说法错误的是(  )
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金丝 1.0 0.2
B 镍铬合金丝 1.0 0.1
C 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越小
B.若把小灯泡用定值电阻替换,也可以完成此探究活动
C.可选用c、d两根电阻丝来探究导体的电阻与导体的材料是否有关
D.可选用a、b两根电阻丝来探究导体的电阻与导体的横截面积是否有关
5.(2020八上·新昌月考)通常情况下,下列四组物体中,都是绝缘体的一组是 (  )
A.石墨和陶瓷 B.塑料和油
C.大地和盐的水溶液 D.人体和玻璃
6.(2020八上·绍兴月考)某同学为研究导体电阻大小与长度、材料、横截面积是否有关,他保持电路两端电压不变,把下表中的合金线分别接入电路中测出通过合金线的电流大小进行对比研究,则 (  )
序号 长度/米 横截面积/毫米2 材料
1 1 0.1 镍铬
2 0.5 0.1 镍铬
3 1 0.2 镍铬
4 1 0.1 锰铜
A.采用序号1与3对比,是研究电阻是否与横截面积有关
B.采用序号1与2对比,是研究电阻是否与材料有关
C.采用序号2与4对比,是研究电阻是否与长度有关
D.采用序号3与4对比,是研究电阻是否与横截面积有关
7.(2020八上·杭州月考)导体甲、乙、丙分别连接成三个电装置,如图所示。三个导体均由相同的材质组成,导体甲的长度为Lcm,截面积为Acm2;导体乙的长度为2Lcm,截面积为Acm ;导体丙的长度为Lcm,截面积为2Acm 。若电路中连线及电流表的电阻、电池内电阻忽略不计,导体甲、乙、丙所连接的电路装置中,流经三导体的电流值分别为I 甲、Ⅰ乙、Ⅰ丙,其大小关系为(  )
A.I甲>I乙>I丙 B.I乙>I甲>I丙
C.I丙>I甲>I乙 D.I丙>I乙>I甲
8.如图所示,在A、B处连入下列物体,可使小灯泡发光的是(  )。
A.玻璃棒 B.橡胶棒 C.瓷棒 D.碳棒
9.下列是电路中的某一部分,其连接方式能利用下图情景来比拟的是(  )。
A. B.
C. D.
10.某同学用如图所示的电路探究“影响金属丝电阻大小的因素"。他手边除了电路中的器材外,还有一根镍铬合金丝。现有下列探究任务:①电阻大小与金属丝长度的关系;②电阻大小与材料的关系;③电阻大小与金属丝横截面积的关系。其中能完成的任务有(  )。
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
11.(2019·宁波模拟)每种金属导体中单位体积内的自由电子数有确定的值.若两段长度之比为2:1、横截面积之比为1:3的镍铬合金丝并联在某电路中使用时,则这两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为(  )
A.1:2 B.3:1 C.2:1 D.1:1
12.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是(  )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
13.一根铜导线的电阻为R,要使电路中的电阻变为4R,以下方法可行的是(  )
A.将铜导线对折起来,接在电路中
B.将铜导线用拉丝机拉长至原来2倍
C.将同样长,同样粗的铝导线代替铜导线接在电路中
D.将两根相同的铜导线连起来
14.有几根同种金属材料的导线,它们横截面积和长度都不相同,但都是粗细均匀的。它们串联后通过大小恒定的电流,经过同样时间,若它们损失的热量与产生的热量之比相同,则它们温度的升高与它们的(  )
A.长度成正比 B.长度的平方成正比
C.横截面积成反比 D.横截面直径的四次方成反比
二、填空题
15.导体的电阻与导体的   、   、   和温度等因素有关。对于金属导体而言,温度升高,金属导体的电阻会   ;温度降低,金属导体的电阻会   。一些材料在温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是   现象。
16.人体也有电阻。不同人的电阻是   ,同一个人在不同情况下的电阻也是   。出汗时人体电阻较   ,皮肤干燥时电阻较   。
17.甲、乙两根长度、温度均相同的镍铬合金电阻丝,R甲18.常温下的玻璃是良好的绝缘体,但玻璃在红热条件下会变成导体;常温下的金属是良好的导体,当温度下降时,其电阻也会减小,当温度降到某一温度(临界温度)时,电阻消失——变为超导体,不再消耗能量。如图是两个电阻随温度变化的曲线图,其中表示玻璃的是   ,表示金属的是   。
19.如图是一只开关的示意图,请指出图中各部分是导体还是绝缘体。
A   ,B   ,C   。
20.金属导电的解释:金属内部   是相对固定的,但有大量的能自由移动的   ,它们能从一个地方移动到另一个地方,所以金属能导电。
21.如图所示,A为灯泡灯芯的玻璃柱,当接通开关时,小灯泡   (选填“亮”或“不亮"),这表明玻璃是   。现用酒精灯加热A,直到红炽状态,结果灯泡   ,这说明A已变成   。由此实验得出的结论是   。
22.容易导电的物质叫   ,不容易导电的物质叫   。导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做   。常见的半导体材料有   和   。
23.刘老师在课堂上做了一个演示实验。实验器材有:玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、标有“6V 6W”的小灯泡L、蓄电池、开关S、酒精灯、火柴、导线若干。连接的电路如图所示,当闭合开关S时,小灯泡L正常发光,然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热,可观察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流变   。这个实验说明了电阻跟   有关。
24.(2020八上·南浔期末)如图甲,将玻璃球接入电路,闭合开关,小灯泡不发光,可见此时玻璃球是    (填“导体”或“绝缘体”)。如图乙,当用酒精灯将玻璃球加热到红炽状态,小灯泡发光,该实验说明玻璃的电阻随温度升高而   。 如图丙,当用酒精灯将铅笔芯加热到红炽状态,一段时间后铅笔芯变细,电阻   ,小灯泡亮度渐渐变弱(填“增大”、“减小”或“不变”)。
25.如图为某均匀金属薄板,现测得接线柱A、B之间的电阻为R。如果将该电阻板均匀分成9块,并挖去其中一小块,则此时A、B之间的电阻变为   R。
26.正方形薄片电阻片如图所示接在电路中,电路中电流为l;若在该电阻片正中挖去一小正方形,挖去的正方形边长为原电阻片边长的三分之一,然后将带有正方形小孔的电阻片接在同一电源上,保持电阻片两端电压不变,电路中的电流I’变为   。
三、解答题
27.如图所示电路,闭合开关S,灯正常发光,当用日光灯丝绕制的线圈被加热时,灯和电流表将出现什么现象,请用学过的知识加以解释。
28.什么是超导现象?如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。你能举例说明吗?
29.世界首台220千伏超导限流器已于2011年在我国电网中并网运行,这是我国超导产业在电网行业应用的重大突破。超导限流器能有效限制电网的短路电流(电路能够承受的最大电流,用I1表示)、减少短路电流对电网设备的损坏、维护国家电网的稳定。如图甲是它接入电网后的电路图,图乙是它的电阻R随电流I的变化关系。
(1)当电路正常工作时,超导限流器的电阻为   欧,对电路没有影响;
(2)根据图乙分析可知,当电网在某处发生短路,电流达到I1时,超导限流器    ,保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态。
30.探究“影响导体电阻大小的因素”实验中,为了探究电阻大小跟导体长度的关系,应该选择材料和   都相同、长度不同的多根金属丝,实验数据如表中所示:
L(m) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
R(Ω) 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
请你分析表中数据,归纳出该金属丝电阻R与长度L的关系式:R=   。
四、实验探究题
31.学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有:开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。先连接如图甲所示的电路,然后小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表所示。根据实验数据,回答下列问题:
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表 读数(A)     0.15 0.1 0.6 0.9
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①电阻的大小与长度的关系是   。
②电阻的大小与横截面积的关系是   。
(3)实验中一根合金丝的电阻为5 Ω,若该合金丝的横截面积为1 mm2,则这根合金丝的长度为   m。(已知长为1 m,横截面积为1 mm2的该合金丝阻值为1 Ω)
32.小金想探究导体长度对导体电阻大小的影响,现有器材:导线若干、横截面积相同但长度不同的镍铬合金丝6根、欧姆表(欧姆表是直接测量电阻值的仪表,内部由电源U、灵敏电流计G、滑动变阻器R0串联而成)。内部结构如图:
(1)请帮小金画出实验电路图。
(2)如表所示为小金在实验时记录的实验数据,在坐标系中画出电阻随长度变化的图像:
实验序号 1 2 3 4 5 6
L(m) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
R(Ω) 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
(3)通过分析,可以得出的结论是   。
33.在研究决定电阻大小因素的实验中换用不同导体做实验时,得出如下几组实验数据:
实验次数 材料 长度 横截面积
电流(安)
1 镍铬合金线 L S 0.16
2 锰铜合金线 L S 0.42
3 镍铬合金线 L/2 S 0.32
4 镍铬合金线 L 2S 0.32
比较1、2两次实验结果可得结论   。
比较1、3两次实验结果可得结论   。
比较1、4两次实验结果可得结论   。
34.如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表中给出了可供选择同种材料制成的几种导体,分别用A、B、C三个字母代表。问:
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的   大小,小灯泡在电路中的主要作用是   。
(2)通过对   和   导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
(3)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的   有关。
(4)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,会发现电流表示数变得更小,说明两导体串联后的电阻值将   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的   有关。
35.某科学兴趣小组的同学对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关;③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插人甲、乙、丙、丁溶液中所示位置(金属片a、b每次插人溶液中的深度都相同)进行探究。
(1)食盐水溶液的导电性能可以由   来判断。
(2)将金属片a、b分别插入图甲、图乙所示位置,可探究猜想   (选填序号)。为了探究猜想②,应将金属片a、b分别插入   两图所示位置。
(3)将金属片a、b分别插人图乙、图丁所示位置,若I乙≠I丁,由此可得到的结论是   。
36.某兴趣小组的同学找来了四种物质.利用如图所示的电路在相同条件下检测其导电性能。实验观测到的电流表示数和灯泡发光情况记录如表。
  食盐水 酱油 醋 花生油
电流/安 0. 18 0.15 0.1 0
发光情况 亮 较亮 暗 不亮
(1)其中导电能力最强的物质是   。
(2)小组里的一名同学认为检验电路有了电流表,可以把小灯泡去掉,直接通过电流表的示数也能进行实验,你认为   (选填“可行”或“不可行”),理由是   。
37.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
①导体的长度;②导体的横截面积;③导体的材料。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察   来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证猜想①,应该选用编号   两根电阻丝分别接入电路进行实验。为了验证猜想②,应选用编号   两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A、D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟   有关。
(4)本实验小明主要用的实验方法是   。
38.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
(1)小明设计了如图甲所示电路,指明该方案存在的不足:   。
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是   。
(3)小丽设计了如图丙所示电路,该电路中灯泡的作用有哪些?
①   ;
②   。
39.(2019八上·仙居期中)学完电阻后,小明找来一只废日光灯管,小心取出一端的灯芯,如图,他决定用这个灯芯探究电阻与温度的关系.
[假设与猜想]灯丝的电阻以及玻璃的电阻均和温度有关.
[探究过程]
⑴按图所示电路连好实物(A、B分别接M、N)合上开关,观察电流表示数为IB.
⑵用酒精灯给灯丝加热,观察电流表示数会   .
⑶熄灭酒精灯,恢复到室温,将灯丝弄断观察电流表示数会   .
⑷用酒精灯给玻璃加热到红炽状态,观察电流表示数会   .
[探究结论]
Ⅰ实验步骤(1)、(2)说明   .
Ⅱ实验步骤(3)、(4)说明   .
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)转换法主要是指在保证效果相同的前提下,将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法;
(2)(3)影响电阻的因素为:材料、长度、横截面积,根据控制变量法的要求选择对比电阻丝即可;
(4)根据电流表的用途分析。
【解答】A. 通过比较电灯亮暗来确定电阻大小,这种方法叫转换法,故A正确不合题意;
B. 探究电阻大小与导体材料是否有关,控制长度和横截面积相同而改变材料,应选合金丝①和②,故B错误符合题意;
C. 探究电阻大小与导体长度是否有关,控制材料和粗细相同而改变长度,选合金丝②,先将整个电阻丝接入电路,再将电阻丝的一半接入电路即可,故C正确不合题意;
D. 电路中再串联一个电流表,可以准确的得到电流值,从而可更准确地比较导体电阻大小,故D正确不合题意,
故选B。
2.【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据图像,利用欧姆定律比较两段电阻丝的阻值大小,然后结合串并联电路的电流、电压特点分析判断即可。
【解答】如下图所示,当电压相同时,a的电流比b小,根据可知,a的电阻大于b的电阻。
当材料和长度相同时,横截面积越大电阻越小;因为a的电阻大于b的电阻,所以a的横截面积较小,b的横截面积较大,故①错误,②正确;
若将二者并联在电路中,那么它们两端的电压相等,根据可知,因为a的电阻大,所以通过a的电流小,通过b的电流大,故③正确;
若将二者串联在电路中,通过的电流相等,根据U=IR可知,a两端的电压较大,故④错误。
那么正确的是②③。
故选B。
3.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求选择对照实验即可。
【解答】A.探究电阻和长度的关系时,必须控制材料和横截面积相同而改变长度,③④⑤⑥不能满足,故A错误;
B.探究电阻与横截面积的关系时,必须控制材料和长度相同而改变横截面积,②③⑥⑦不能满足,故B错误;
C.①⑤比较可以探究电阻和材料的关系,⑤⑥比较可以探究电阻和横截面积的关系,⑤⑦比较可以探究电阻和长度的关系,故C正确;
D.探究电阻与材料的关系时,必须控制长度和横截面积相等而改变材料,⑤⑥⑦⑧不能满足,故D错误。
故选C。
4.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】本实验采用转换法,当两根电阻丝的材料一样,运用控制变量法,探究导体的电阻大小和横截面积的关系,当不同电阻丝的材料时,运用控制变量法,探究导体的电阻大小和导体材料的关系。
【解答】A、小灯泡越亮,串联电路的电阻越小,表示接入的合金丝电阻越小,A不符合题意;
B、探究影响导体电阻的大小因素通过比较小灯泡的亮度来判断,小灯泡不能换成定值电阻,B符合题意;
C、分别把c、d两根电阻丝接入电路,通过比较灯泡的亮度,可以探究导体电阻大小和导体的材料是否有关,C不符合题意;
D、可选用a、b两根电阻丝接入电路,通过比较灯泡灯泡的亮度,探究导体的电阻与导体的横截面积是否有关,D不符合题意。
故答案为:B
5.【答案】B
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】常见的导体包括:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液;绝缘体包括:橡胶、塑料、陶瓷、各种油类等。
【解答】A.石墨是导体,陶瓷是绝缘体,故A错误;
B.塑料和油都是绝缘体,故B正确;
C.大地和盐的水溶液,都属于导体,故C错误;
D.人体是导体,而玻璃是绝缘体,故D错误。
故选B。
6.【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】探究一个因素对物理量的影响时,要保证其它因素相同,这就是控制变量法,据此分析并选择对比实验。
【解答】AD.探究电阻和横截面积的关系时,控制材料和长度相同而改变横截面积,应选序号1和3,故A正确、D错误;
B.探究电阻与材料的关系时,控制长度和横截面积相同而改变材料,应选序号1和4,故B错误;
C.探究电阻与长度的关系时,控制材料和横截面积相等而改变长度,应选序号1和2,故C错误。
故选A。
7.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体的电阻与横截面积成反比,与导体的长度成正比,据此比较三个电阻的关系,最后根据“电流和电阻的反比关系”比较电流的大小。
【解答】根据题目描述可知,甲和乙的横截面积相等,而乙的长度大于甲,那么电阻R甲甲和丙的长度相等,而丙的横截面积比甲大,那么电阻R丙当电压相同时,通过导体的电流与电阻成反比;
因此通过的电流I丙>I甲>I乙。
故选C。
8.【答案】D
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】根据导体和绝缘体的知识判断即可。
【解答】如果小灯泡发光,那么AB之间接入的应该是导体,而不是绝缘体。玻璃棒、橡胶棒,磁棒都是绝缘体,只有碳棒为导体,因此AB之间加入的是碳棒,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
9.【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】根据图片可知,要想从悬崖的左边到右边,必须依次经过两段桥面,没有第二条路可走,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,图片中从左边的悬崖到右边的悬崖只有一条路可走,阴影部分的两段桥面首尾相连,相当于电阻串联,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求分析判断。
【解答】①探究电阻大小与金属丝的长度的关系时,需要控制材料和横截面积相同而改变长度,因此将金属丝的一端连接好,用另一端的线头在金属丝上移动来改变长度,然后观察电流表的示数即可,故①正确;
②探究电阻大小与材料的关系时,需要控制长度和横截面积相同而改变材料,材料只有一种,无法完成,故②错误;
③探究电阻大小与金属丝横截面积的关系时,需要控制材料和长度相同,而改变横截面积。可以这样:第一次接入整个合金丝长度的一半,第二次将合金丝对折,全部接入电路,观察电流表的示数进行比较即可,故③正确。
那么能完成的任务为①③。
故选C。
11.【答案】A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)在材料相同时,电阻与长度成正比,电阻与横截面积成反比;
(2)根据并联电路电压相等和欧姆定律,得出电流与电阻的定量关系;
(3)最后根据电流的微观表达式I=nqsv(n是单位体积内的自由电荷数,q是电子的电量,s是导体的横截面积,v是自由电子定向移动的速度)得出电子的速度之比.
【解答】因为R1和R2材料相同,长度之比为L1:L2=2:1,横截面积之比为S1:S2=1:3,
所以电阻之比,
因为两电阻并联电压相等,
所以电流与电阻成反比,即:,
根据I=nqsv得到: I1=n1q1s1v1,I2=n2q2s2v2,
那么:;
因为I1:I2=1:6,S1:S2=1:3,
所以;
即:v1:v2=1:2。
故选A。
12.【答案】C
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】导体的电阻是导体本身的一种性质,它不随通过它的电流以及它两端的电压的改变而改变,只与导体本身的材料、长度、横截面积以及温度有关,从图中可以看出,电压为0时,电流为0,但导体的电阻并没有变,且电压增大时,电流也增大,但电压与电流的比值即电阻不变,仍是5Ω,故A、B错,C对;从图中可知,当导体两端的电压为2V时,电流为0.4A。
【分析】U—I图像是一种常见的物理图像,若是一条直线,其斜率表示电阻的大小。本题主要考查从图像中获取有效信息的能力,难度中等。
13.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A、将铜导线对折起来,导体的长度变小,横截面积变大,则电阻变小,不符合题意;
B、将铜导线用拉丝机拉长至原来2倍,由于铜导线的体积不变,长度变为原来的2倍,横截面积变为原来的二分之一,所以电阻变为原来的4倍,故符合题意;
C、铝的电阻率不是铜的2倍,所以这种操作是不符合题意的;
D、将两根相同的铜导线连起来,此时只有长度变为原来的2倍,故电阻会变成原来的2倍,故不符合题意;
故选B.
【分析】(1)掌握影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度,温度对电阻的影响通常情况下忽略不计;(2)若材料相同,导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大.
14.【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素;热量的计算
【解析】【分析】(1)根据影响电阻大小的因素可知,在长度和温度不变时,导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此写出电阻的数学表达式;
(2)将电阻的表达式带入焦耳定律Q=I2Rt,再根据损失热量和产生热量的的比相同得到吸收热量Q吸的数学表达式;
(3)将密度公式带入物质吸热公式Q吸=cm△t;
(4)根据吸收热量相同,将两个等式连接起来,通过数学运算得到升高温度和导线直径的数学关系即可。
【解答】根据已有知识可知,导体的电阻与其材料、长度、横截面积、温度有关。
在长度和温度不变时,导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比;
不妨设导体的电阻R=k1 ,
相同时间内产生的热量Q=I2Rt=I2k1 t;
由题意可知,经过相同的时间,它们损失的热量与产生的热量之比相同,
故可设导体吸收的热量为Q吸=I2k1 t,
由Q吸=cm△t和m=ρV=ρ LS可得:
Q吸=k2Q=k2I2k1 t=cρ·LS△t,
整理可得△t= ,
因S=π( )2,故它们温度的升高与它们的横截面直径的四次方成反比,与长度无关。
故答案为:D
15.【答案】长度;材料;横截面积;增大;减小;超导
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据电阻的影响因素和超导体的知识分析解答。
【解答】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积和温度等因素有关。对于金属导体而言,温度升高,金属导体的电阻会增大;温度降低,金属导体的电阻会减小。一些材料在温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象。
16.【答案】不同的;不同的;小;大
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】人体是导体,肯定有电阻;人体的电阻与潮湿程度有关,一般潮湿时电阻小于干燥时的电阻,据此分析解答。
【解答】人体也有电阻,不同人的电阻是不同的。同一个人在不同情况下的电阻也是不同的,出汗时人体电阻较小,皮肤干燥时电阻较大。
17.【答案】大于
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】当导体的材料、长度和温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小,据此分析解答。
【解答】甲、乙两根长度、温度均相同的镍铬合金电阻丝,R甲18.【答案】图乙;图甲
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据题目描述分析金属和玻璃的电阻随温度变化的规律,然后与图像对应上即可。
【解答】根据题干描述可知,金属的电阻随温度的下降而减小,随温度的升高而增大,因此表示金属的是图甲。玻璃在常温下电阻很大,而温度升高后电阻减小,因此表示玻璃的是图乙。
19.【答案】导体;导体;绝缘体
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】容易导电的物体叫导体,例如金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液;不容易导电的物体叫绝缘体,例如橡胶、陶瓷、塑料,各种油类等。
【解答】A为开关的刀片,必须导电,为导体;
B为开关的触点,必须导电,为导体;
C为开关的底座,必须绝缘,为绝缘体。
20.【答案】原子核;电子
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】根据金属导电的本质解答。
【解答】金属导电的解释:金属内部原子核是相对固定的,但有大量的能自由移动的电子,它们能从一个地方移动到另一个地方,所以金属能导电。
21.【答案】不亮;绝缘体;变亮;导体;在一定的条件下,绝缘体可以转变为导体
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】在常温下,玻璃为绝缘体,电阻很大;当玻璃变为熔融状态时,它的电阻变得很小,据此分析解答。
【解答】如图所示,A为灯泡灯芯的玻璃柱,当接通开关时,小灯泡不亮,这表明玻璃是绝缘体。现用酒精灯加热A,直到红炽状态,结果灯泡变亮,这说明A已变成导体。由此实验得出的结论是:在一定的条件下,绝缘体可以转变为导体。
22.【答案】导体;绝缘体;半导体;锗;硅
【知识点】导体和绝缘体;半导体和超导体
【解析】【分析】根据导体和绝缘体的定义和关系分析解答。
【解答】容易导电的物质叫导体,不容易导电的物质叫绝缘体。导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料有锗和硅。
23.【答案】小;温度
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)通过灯泡的电流越大,灯泡的亮度越大;通过灯泡的电流越小,灯泡的亮度越小;
(2)灯泡的亮度变化,说明它的电阻发生改变,而这是由钨丝的温度变化引起的,因此说明电阻跟温度有关。
【解答】观察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流变小。这个实验说明了电阻跟温度有关。
24.【答案】绝缘体;减小;增大
【知识点】导体和绝缘体;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)灯泡发光了,说明通过它的电流变大了,而灯丝的电阻变小了,据此分析解答;
(3)导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此分析解答。
【解答】(1)将玻璃球接入电路,闭合开关,小灯泡不发光,说明玻璃球不容易导电,那么玻璃球是绝缘体;
(2)当用酒精灯将玻璃球加热到红炽状态,小灯泡发光,该实验说明玻璃的电阻随温度升高而减小;
(3)当用酒精灯将铅笔芯加热到红炽状态,一段时间后铅笔芯变细,根据导体电阻与横截面积成反比可知,此时电阻变大,因此小灯泡亮度逐渐减弱。
25.【答案】
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)电阻与导体的横截面积成反比,与长度成正比;
(2)当n个R并联时总电阻是,n个R串联总电阻是nR;
(3)将这块金属板看作三块完全相同的小金属板串联而成,根据电阻和长度的关系求出每大块的电阻;而其中的每一块都由3小块并联而成,根据电阻和横截面积的关系求出每小块的电阻;而挖去其中一小块,剩余的部分都相同,即分别为三小块并联的有两块,两个小块并联的有一块,最后将三个组合的电阻相加即可。
【解答】这块金属薄板从左到右由完全相同的3大块串联而成,总电阻为R,根据电阻与长度成正比可知,每块电阻为;每一块又由3小块并联而成,根据电阻与横截面积成反比可知,每小块的电阻为:;由于挖去其中一小块,无论这一小块在什么位置,剩余8块电阻关系都相同:其中竖着两排是三块并联,另一排为2块并联,再串联一起;其中两块并联的总电阻为,则这时AB之间的电阻R'= 。
故答案为:
26.【答案】 I
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)可以将这个正方形的电阻片看作一个由9个小正方形构成的电阻,设每个小正方形的电阻是R;当将中间的一小块挖去时,最终效果相当于从左到右三个组合串联;两个三块拼成的,一个两块拼成的。根据并联电路电阻与横截面积成反比,可以求出三个小正方形拼成的长方形的电阻和两个小正方形拼成的电阻,最后将它们三块相加就是总电阻;
(2)原来的电阻是R,根据电压保持不变利用欧姆定律列出等式,进行计算即可。
【解答】(1)由于电阻片是正方形薄片,所以将正方形电阻片的电阻可等效为图1所示:设每小块的电阻为R,则薄片总电阻是3个3R电阻的并联值,其值也是R;现挖去的正方形边长为原边长的,如图所示:此时薄片相当于三个R的电阻并联、两个R电阻并联后图2再串联,三个R的电阻并联后的总电阻为 、两个R电阻并联后总电阻为 ,则此时的总电阻:R'= + + = ;
(2)因正方形薄电阻片接在电路中,电路中电流为I,
R保持两端电压不变,由U=IR得:IR=I'R'=I'× ,解得I'= I。
27.【答案】灯变暗;电流表变小,线圈加热时电阻变大。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】用酒精灯加热日光灯丝,温度升高,日光灯丝的电阻变大,所以电流表示数表小,灯泡变暗。
【分析】日光灯灯丝的电阻随温度的升高而增大。
28.【答案】超导现象是环境温度足够低的情况下,导体的电阻变为零的现象。如果超导技术能够在实际中得到应用,利用超导材料输电,输电线将不再产生内能,那么损失在输电线上的电能将大大减少。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【解答】超导现象是环境温度足够低的情况下,导体的电阻变为零的现象。如果超导技术能够在实际中得到应用,利用超导材料输电,输电线将不再产生内能,那么损失在输电线上的电能将大大减少。
【分析】考查超导现象。
29.【答案】(1)0
(2)电阻瞬间增大到R0
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;半导体和超导体
【解析】【分析】超导限流器是一种有效的短路电流限制装置,在发生短路故障时,能够迅速将短路电流限制到可接受的水平,从而避免电网中大的短路电流对电网和电气设备的安全稳定运行构成重大危害,可以大大提高电网的稳定性,改善供电的可靠性和安全性。
【解答】(1)在电路正常时,超导限流器的电阻为零,对电路没有影响。
(2)由图线知,当电网在某处发生短路,电流达到I1时,超导限流器电阻瞬间增大到R0,保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态。
故答案为:(1)0 (2)电阻瞬间增大到R0
30.【答案】横截面积;(7Ω/m)·L
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求解答;
(2)根据表格数据,分析电阻和长度的关系,然后写出二者的数学关系式,代入表格中一组数据计算出其中的系数,从而得到最终的关系式即可。
【解答】(1)根据控制变量法的要求可知,探究电阻大小跟导体长度的关系时,应该选择材料和横截面积相同,长度不同的金属丝;
(2)由表中数据可知,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=2.1 Ω,L=0.3 m代入得:
2.1 Ω=0.3 m×k,
解得:k=7 Ω/m,
则二者的关系式为:R=(7 Ω/m)·L。
31.【答案】(1)0.3
(2)材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)5
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)①将前三组实验数据进行比较即可;
②将第一组、第四或第五组实验数据进行比较即可。
(3)根据导体电阻与长度的定量关系计算即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么读数为0.3A。
(2)①比较前三组数据可知,前三组实验中电阻的比为:,而它们的长度之比也是1:2:3,因此得到结论:材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比。
②第一组、第四组实验数据比较,它们的电阻之比:,而它们的横截面积之比为1:2,因此得到结论:材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比。
(3)根据材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比得到:,即,解得:L=5m。
32.【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
(3)同种材料的导体,横截面积相同时,导体电阻大小和长度成正比
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据欧姆表的用途确定测电阻的方法,然后补充电路图即可;
(2)弄清横轴和纵轴表示的物理量与分度值,然后根据表格数据描出对应的点,最后将这些点连接起来即可。
(3)如果两个物理量的图像为一条通过坐标原点的斜线,那么二者成正比例关系;如果两个物理量的图像为一条双曲线,那么二者成反比例关系,据此分析即可。
【解答】(1)欧姆表可以直接测量电阻的阻值,只需将待测电阻接在它露出的两个线头上即可,如下图所示:
(2)横轴表示长度,每格表示0.2m;纵轴表示电阻,每格表示0.4欧姆。根据表格数据描出对应的点,最后将这些点连接起来即可,如下图所示:
(3)根据(2)图可知,电阻随长度变化的图像是一条通过坐标原点的斜线,那么得到结论:同种材料的导体,横截面积相同时,导体电阻大小和长度成正比。
33.【答案】当长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关;当材料和横截面积相同时,导体的电阻与导体的长度有关,导体越长,电阻越大;当材料和长度相同时,导体的电阻与导体的横截面积有关,横截面积越大,电阻越小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法,通过比较电流的大小来比较电阻的大小即可得出结论.
【解答】比较1、2两次实验,只有材料不同,测得的电流不同,说明电阻不同说明:导体的电阻与导体的材料有关;
比较1、3两次实验,只有长度不同,测得长的电流较小,说明长的电阻较大,说明:导体的电阻与导体的长度有关,当材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;
比较1、4两次实验,只有横截面积不同,测得横截面积大的电流较大,说明横截面积大的电阻较小,说明:导体的电阻与导体的横截面积有关,当材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;
答案是:在长度和横截面积一定时,导体的电阻与导体的材料有关;
在材料和横截面积一定时,导体的电阻与导体的长度有关,长度越长电阻越大;
在材料和长度一定时,导体的电阻与导体的横截面积有关,横截面积越大电阻越小.
34.【答案】(1)电阻;保护电路
(2)A;B
(3)横截面积
(4)变大
(5)材料
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
小灯泡在电路中的主要作用是显示电路中导体电阻的大小,防止电路发生短路,保护电路;
(2)(3)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,即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.
(4)串联电路的电阻关系:R串=R1+R2;
(5)导线用铜作为内芯,是因为铜的导电性能好.
【解答】(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的电阻的大小,运用了转换法;小灯泡在电路中的主要作用电阻、显示电路中导体电阻的大小,保护电路.
(2)探究电阻的大小与长度的关系,运用控制变量法,要控制导体的材料和横截面积一定,故选取AB导体进行实验.
(3)选取AC导体进行实验时,导体的材料、长度相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,故说明导体的电阻与导体的横截面积有关;
(4)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,两导体串联后的电阻值等于AB两导体的电阻之和,即电阻变大,电路中的电流变小,电流表示数变小;
(5)通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,主要应用其导电性好特性,因为导体的电阻还与导体的材料有关.
故答案为:(1)电阻;保护电路;(2)A、B;(3)横截面积;(4)变大;(5)材料.
35.【答案】(1)电流表示数的大小
(2)①;甲、丙
(3)食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)通过导体的电流与电阻成反比,即电流越大,导体的电阻越小,因此通过电流表的示数变化可以判断导体电阻的变化。
(2)观察图甲和图乙中哪个因素不同即可;根据控制变量法的要求选择对比实验;
(3)根据图片分析图乙和图丁中哪个因素不同即可。
【解答】(1)食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断。
(2)图甲和图乙中,盐水的浓度不同,因此可以探究溶液导电性能与溶液浓度的关系,即验证探究①。
为了探究猜想②,即探究溶液导电性能与溶液质量的关系时,必须控制其他因素相同而改变溶液的质量,故选甲和丙。
(3)图乙和图丁中金属片a、b的距离不同,因此得到结论:食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
36.【答案】(1)食盐水
(2)不可行;AB 间电阻过小时,电流会过大,电流表可能会被烧坏
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)电流表的示数越大,灯泡越亮,导电能力越强;
(2)通过灯泡的亮度可以感知电流的大小,从而确定导电能力强弱,它本身的电阻,可以防止电流过大烧坏电流表,据此分析解答。
【解答】(1)根据表格可知,食盐水的电流最大,灯泡最亮,因此导电能力最强的物质是食盐水;
(2)小组里的一名同学认为检验电路有了电流表,可以把小灯泡去掉,直接通过电流表的示数也能进行实验,我任务不可行,理由是:AB 间电阻过小时,电流会过大,电流表可能会被烧坏。
37.【答案】(1)电流表示数
(2)A、B;A、C
(3)材料
(4)控制变量法
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)导体的电阻越大,通过导体的电流越小;导体的电阻越小,通过导体的电流越大,因此通过电流表的示数变化可以感知导体电阻的大小;
(2)根据控制变量法的要求判断并选择实验即可;
(3)分析A、D两个实验中导体的哪个因素不同;
(4)一个物理量受到几个因素的影响,探究其中一个因素对物理量的影响时,必须控制其他因素相同,这就是控制变量法。
【解答】(1)如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证猜想①,即导体的电阻与长度的关系,就必须控制材料、横截面积相等,而长度不同,故选AB;为了验证猜想②,即导体的电阻与横截面积的关系,就必须控制材料和长度相同,而改变横截面积,故选AC;
(3)A、D两根电阻丝的材料不同,其他因素相同,因此得到结论:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟材料有关。
(4)本实验小明主要用的实验方法是控制变量法。
38.【答案】(1)ab间电阻小时,会导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件
(2)ab间电阻太大
(3)保护电路;粗略反映电路中电流变化
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)在甲电路中,除了电阻丝没有其他保护电阻,一旦电阻丝的阻值太小,就会导致通过电流表的电流太大,可能会烧毁电器元件;
(2)如果接入的电阻丝的电阻太大,那么通过灯泡的电流就会很小。而灯泡是依靠电流的热效应工作的,电流太小,就不能使灯泡发光。
(3)通过灯泡的电流大,那么灯泡亮度大;通过灯泡的电流小,那么灯泡亮度小,因此通过灯泡的亮度变化可以感知电流大小变化,进而对电阻的大小进行判断;灯泡本身有一定的电阻,因此可以防止电路中电流过大,对电路造成破坏。
【解答】(1)小明设计了如图甲所示电路,指明该方案存在的不足:ab间电阻小时,会导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件。
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,我认为灯不亮的原因是:ab间电阻太大。
(3)小丽设计了如图丙所示电路,该电路中灯泡的作用:
①保护电路;
②粗略反映电路中电流变化。
39.【答案】减小;变为0;逐渐增大;I灯丝电阻随温度升高而增大;II玻璃常温下是绝缘体,达到红炽状态是导体
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)导体的电阻随温度的升高而增大,随温度的下降而减小,据此推算电流表示数的变化;
(2)导体和绝缘体没有严格的界限,在一定条件下会相互转化。
【解答】(1)按图所示电路连好实物(A、B分别接M、N)合上开关,观察电流表示数为IB.
(2)用酒精灯给灯丝加热,灯丝的电阻会增大,那么观察电流表示数会减小;
(3)熄灭酒精灯,恢复到室温,将灯丝弄断,电路变为断路,那么观察电流表示数会变为0;
(4)用酒精灯给玻璃加热到红炽状态,玻璃会变成导体,因此电路接通,那么观察电流表示数会逐渐变大。
[探究结论]
Ⅰ实验步骤(1)、(2)说明: 灯丝电阻随温度升高而增大;
Ⅱ实验步骤(3)、(4)说明: 玻璃常温下是绝缘体,达到红炽状态是导体。
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