初中物理第3节 电阻综合训练题
展开一、电阻
1.导体对电流的______叫电阻。符号是______,单位是______,简称为欧,符号是______,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ),1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。
【答案】阻碍作用;R;欧姆;Ω。
【详解】导体能使电流通过,同时对电流也有阻碍作用,导体对电流的阻碍被称作电阻。电阻通常用大写字母R表示;单位为欧姆,为纪念物理学家欧姆对电学的贡献,简称欧,用希腊字母Ω表示。
2.导体的电阻是导体的一种性质,其大小与导体两端电压和通过导体的电流 _____(选填“有关”或“无关”)。在电路中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做______,简称电阻,在电路图中用_______表示。
【答案】无关,定值电阻, .
【详解】电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关,只与导体的材料、长度、横截面积有关。电阻器即定值电阻,电路符号为:
3.下列有关电阻的说法,错误的是( )
A.电阻是导体对电流的阻碍作用
B.通过导体的电流越大,导体的电阻越大
C.电阻是导体本身的一种性质
D.一般情况下导体都有电阻
【答案】B
【详解】AD.电阻是导体对电流的阻碍作用,一般情况下导体都有电阻,不同的导体,电阻一般不同,故AD正确,不符合题意;
BC.导体的电阻是导体本身具有的一种性质,决定导体大小的因素为:导体的材料、长度、横截面积,导体的电阻大小还与温度有关,电阻大小与通过导体的电流无关,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意。
故选B。
4.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.有电流通过的小灯泡其两端不一定有电压
C.导体中通过的电流为零时它的电阻也为零
D.电阻是导体本身的一种性质
【答案】D
【详解】A.将导体连入电路,电路是通路,同时电路中有电压,此时电路中才会有电流,故A错误;
B.电压是形成电流的原因。有电流通过的小灯泡,其两端一定有电压,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,跟导体中通过的电流大小无关,故C错误;
D.电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关,故D正确。故选D。
二、影响电阻大小的因素
5.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和______,还与____有关。一般情况下温度越高,电阻______,但是玻璃、石墨、光敏电阻等是随温度的升高电阻______;与通过导体的电流和导体两端的电压______。
【答案】横截面积;温度;越大;减小;无关。
【详解】导体的电阻是导体本身的一种性质,大小取决于导体自身的材料、长度和横截面积,与加在导体两端的电压和流过导体的电流大小无关。
导体的电阻也会受温度的影响,温度变化时,导体的电阻也会发生变化,一般情况下,温度越高,导体的电阻越大。但有些材料如玻璃、石墨、光敏电阻等,温度升高,其电阻减小。
当加在导体两端的电压和流过导体的电流发生变化时,导体的电阻不会发生变化,导体的电阻与通过导体的电流和导体两端的电压无关。
6.半导体的导电性能介于______和______之间,是重要的无线电材料,二极管就是用半导体材料做成的,它具有______性。
【答案】导体;绝缘体;单向导电。
【详解】根据半导体材料的知识可知,半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。发光二极管就是用半导体材料做成的,它重要的特点是单向导电性。
7.有一根电阻丝,若要使该电阻丝的阻值变小,可以采取的方法是( )
A.减小电阻丝两端的电压 B.增大通过电阻丝的电流
C.减小电阻丝长度 D.减小电阻丝横截面积
【答案】C
【详解】导体的电阻是导体自身的一种性质,只与导体的长度、材料、横截面积等因素有关,与通过导体的电流及其两端的电压无关,导体的长度越短,电阻越小,导体的横截面积越小,电阻越大,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
8. 现需要研究的课题有:①导体的电阻跟它的横截面积的关系;②导体的电阻跟它的长度的关系;③导体的电阻跟它的材料的关系.给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系la=lb>lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc),电源、电流表、开关各一个、若干根导线,可以完成的研究课题是( )
A.只有① B.只有② C. ①和② D. ①、②和③
【答案】C
【解析】已知三根镍铬合金线a、b、c,其长度关系la=lb>lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc。
(1)如果取a、b两根镍铬合金线,它们的材料、长度均相同,只有横截面积不同,分别接入电路中,观察电流表示数,可判断电阻大小,据此可以研究导体的电阻跟它的横截面积的关系.故①可以完成;
(2)如果取b、c两根镍铬合金线,它们的材料、横截面积均相同,只有长度不同,分别接入电路中,观察电流表示数,可判断电阻大小.据此可以研究导体的电阻跟它的长度的关系.故②可以完成;
(3)已知三根合金线的材料相同,在研究导体的电阻跟它的材料的关系时,无法达到控制变量法的要求.故③不能完成.
综上所述,可以完成的研究课题是①和②.
9.如图所示,甲图中AB和CD是长度不同,粗细相同的镍铬合金线。乙图中AB和CD是长度相同,粗细不同的镍铬合金线,用图示的装置可以研究同种材料导线电阻的大小与什么因素有关,有什么关系。由甲图的实验可以得出的结论是______;由乙图的实验可以得出的结论是_______。
【答案】在材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大;在材料和长度一定时,导体横截面积越大,电阻越小。
【详解】甲图中AB和CD是长度不同、粗细相同的镍铬合金线,可以得出的结论:在材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大。
乙图中AB和CD是长度相同、粗细不同的镍铬合金线,可以得出的结论:在材料和长度一定时,导体横截面积越大,电阻越小。
10.小明用如图器材来探究“电阻的大小与什么因素有关”,三根金属线横截面积相同,其中①和③长度相等,②和③合金材料相同(夹子只能夹在接线柱上)。实验中( )
A.选择①和②金属线能探究导体电阻大小与材料的关系
B.电流表示数越大,表明接入电路中的金属线的电阻越大
C.探究电阻的大小是否跟导线的长度有关应选择金属线②和③
D.利用该线路板能探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】C
【详解】A.①和②金属线的材料和长度均不相同,根据控制变量法,探究导体电阻大小与材料的关系时应控制金属线的长度、横截面积相同,故A不符合题意;
B.电流表示数越大,表明此时电阻对电流的阻碍作用小,则电阻较小,故B不符合题意;
C.根据控制变量法,探究电阻的大小和导线长度的关系时需使量金属线的材料、横截面积相同,②和③两金属线均为镍络合金丝且横截面积相同,故C符合题意;
D.因三根金属丝横截面积相同,故不能探究电阻大小与横截面积的关系,故D不符合题意。
故选C。
11.关于导体、半导体和超导体,下列说法正确的是( )
A.中考实行网上阅卷,条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
B.橡胶、碳棒、塑料都是很好的绝缘材料
C.导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定
D.超导体材料因为其电阻特性,可用于制作电热丝
【答案】A
【详解】A.半导体常见的应用有二极管光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻等,故A正确;
B.橡胶、塑料是绝缘材料,碳棒是导体,故B错误;
C.电阻是导体本身的性质,由材料、长度、横截面积、温度决定,与导体两端所加的电压、通过导体电流的大小无直接关系,故C错误;
D.超导体材料的电阻为零,电热丝是利用电流通过电阻产生热量,因此超导体不可用于制作电热丝,故D错误。
故选A。
12.甲、乙是由同种材料制成且电阻相等的两导体,关于甲、乙的横截面积S及长度L的判断,可能成立的是( )
A.S甲>S乙,L甲
C.S甲>S乙,L甲=L乙D.S甲>S乙,L甲>L乙
【答案】D。
【解析】甲、乙两根导体的材料相同、横截面积相同,长度越长,电阻越大;在相同长度时,横截面积越小,电阻越大。根据题意:甲、乙是由同种材料制成且电阻相等的两导体,如果S甲>S乙,必须L甲>L乙;如果S甲<S乙,必须L甲<L乙,故D正确。
13.如图所示的实验装置。
(1)只闭合两开关后,会看到_____(选填“甲”或“乙”)电流表没有示数,因为______。
(2)然后点燃两个酒精灯,在加热过程中,你会发现:两块电流表都有示数,但随着温度的上升,乙电流表示数逐渐减小,此现象说明灯丝的电阻随着温度的上升而_________(选填“变大”或“变小”),此时,玻璃与灯丝__________(选填“串联”或“并联”)。
【答案】(1)甲,玻璃是绝缘体;(2)变大,并联。
【详解】(1)由图知道,玻璃球与灯丝并联,甲与玻璃球串联,乙与灯丝串联。当玻璃接入电路时,闭合开关,由于玻璃是绝缘体,所以左边电路中没有电流,即电流表甲无示数;因为灯丝是导体,所以,开关闭合后电流表乙有示数。
(2)当对灯丝加热时,温度升高,乙电流表示数逐渐减小,即通过灯丝的电流变小,这说明灯丝的电阻变大,由此可知灯丝的电阻随温度的升高而增大。在加热过程中,电流表甲有示数,说明玻璃变为导体,此时玻璃与灯丝并列连接,即它们是并联的。
S
A
A B
v
14. 某小组同学通过实验研究导体电阻的大小与哪些因素有关。如图所示,他们在常温下将横截面积、长度不同的各种电阻丝接入电路的AB两点间,同时用电流表和电压表测量电流、电压,计算出相应的电阻值,将数据记录在表一、表二中。
①分析比较实验序号 可得出的初步结论是:常温下,导体的材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小 。
②分析比较实验序号1与8或4与7或5与9可得出的初步结论是:常温下, 。
③分析比较实验序号1与2与3的相关数据可得出的初步结论是:常温下, 。
④在进一步综合分析表一的相关数据时,该小组同学发现同种材料的导体,在常温下,其 是一个定值。他们向老师请教这个问题,老师建议他们去课本上找找看答案。在课本上,他们发现了如下的一张表格:
表三 长为1m、横截面积为1mm2的不同材料的金属丝在常温下的电阻值
⑤请根据表二的数据计算表三中空缺部分的数据 。
⑥试依据表三的数据及你的生活经验判断 更适合作为导线的材料,理由是 。
【答案】①1与4或2或6或7与8; ②导体的横截面积、长度相同,材料不同,电阻不同,且铜丝的电阻比康铜丝的小。③导体的材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比。④电阻与横截面积乘积跟长度的比值;⑤0.5;⑥铜,在长度与横截面积相同时,铜的电阻比较小。开放答案,前后回答合理得2分。
【解析】①分析比较实验序号1与4或2或6或7与8可得出的初步结论是:常温下,导体的材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小。
②分析比较实验序号1与8或4与7或5与9可得出的初步结论是:常温下,导体的横截面积、长度相同,材料不同,电阻不同,且铜丝的电阻比康铜丝的小。
③分析比较实验序号1与2与3的相关数据可得出的初步结论是:常温下,导体的材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比。
④在进一步综合分析表一的相关数据时,该小组同学发现同种材料的导体,在常温下,其电阻与横截面积乘积跟长度的比值是一个定值。
⑤根据实验序号7与8可知,康铜丝的长度都为1米,横截面积为0.1毫米2时,电阻为5欧,横截面积为0.2毫米2时,电阻为2.5欧,进行推理:长度、材料相同时,导体的电阻与横截面积成反比,横截面积为1毫米2时,电阻为5/10欧=0.5欧。
⑥依据表三的数据及生活经验判断铜更适合作为导线的材料,理由是:在长度与横截面积相同时,铜的电阻比较小,而银的价格高,不实用。
15.阅读短文,回答问题
发光二极管
上世纪80年代,在日本名古屋大学工作的赤崎勇和天野浩选择氮化镓材料,向色发光二极管这个世界难题发起挑战。1986年,两人首次制成高质量的氮化镓体年首次研发成功蓝光LED。从1988年起,当时在日亚化学公司工作的中村修二也开始研发蓝光二极管。与两位日本同行一样,他选择的也是氮化镓材料,但在技术路线上并不相同。上世纪90年代初,中村修二也研制出了蓝色发光二极管。与名古屋大学团队相比,他发明的技术更简单,成本也更低至此,将LED用于照明的最大技术障碍已被扫除,被誉为“人类历史上第四代照明”的LED登场。与白炽灯、荧光灯相比,LED能耗更低,寿命更长而且可实现智能化操控,是节能环保的绿色照明,因此进入市场后,呈现爆发式增长,家庭、办公、道路等各种场所的照明以及绚烂的景观灯,这些市场主力军如今都是LED。
回答下列问题。
(1)发光二极管主要材料是_____(选填“导体”或“半导体”或“绝缘体”),发光二极管具有_____性;
(2)发光二极管在电路中属于_____(选填“电源”或“用电器”),与白炽灯相比,LED灯能耗更低是因为电能转化为_____能的效率更高;
(3)科学家发现某些物质在温度很低时,如铅在﹣265.0℃以下时,导体的电阻变为_____,这是超导现象,在温度低于﹣265.0℃的环境中,铅的内能____(选填“是”或“不是”)为零。
【答案】(1)半导体,单向导电;(2)用电器,光;(3)零,不是.
【详解】(1)导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,如:硅、锗等;发光二极管的主要材料是半导体,发光二极管具有单向导电性。
(2)发光二极管在电路中属于用电器,与白炽灯相比,寿命更长而且可实现智能化操控,是节能环保的绿色照明;LED灯能耗更低是因为电能转化为光能的效率更高。
(3)超导体:在足够低的温度下,其电阻率为零;科学家发现某些物质在温度很低时,如铅在﹣265.0℃以下时,导体的电阻变为零,这是超导现象;一切物体都具有内能,在温度低于﹣265.0℃的环境中,铅的内能不是为零。
16.(2022辽宁沈阳·中考真题)为了保护孩子的视力,教室里日光灯更换成如图所示的护眼灯,每个教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是_______联的。LED灯发光效率高,其发光部分主要由______材料制成。
【答案】并,半导体。
【详解】如图所示的LED护眼灯,每个教室里的这9盏LED护眼灯是互不影响的,所以它们之间一定是并联的。是发光二极管做成的,发光二极管是半导体材料。
17.(2022山东青岛·中考真题)小明选取一根粗细均匀的铅笔芯,连接成图示电路,把左端夹子固定,移动右端夹子,观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中,影响导体电阻大小的因素是( )
A.长度 B.横截面积 C.电流 D.电压
【答案】A
【详解】A.把左端夹子固定,移动右端夹子,接入电阻丝的长度发生了变化,电阻发生了变化,导致通过灯泡中的电流发生了变化,故A符合题意;
B.把左端夹子固定,移动右端夹子,铅笔芯的横截面积没有发生变化,故B不符合题意;
C.电阻是导体本身的性质,与电流的大小没有关系,故C不符合题意;
D.电阻是导体本身的性质,与电压的大小没有关系,故D不符合题意。
故选A。
18.(2022·湖北武汉·统考中考真题)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
【答案】D
【详解】AB.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用导体②和③,故AB错误;
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,应选用导体①和②,故C错误;
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,应选用导体②与④,故D正确.
所以选D.
19.(2022·湖南株洲·中考真题)(多选题)如图所示钨丝与小灯泡L连接,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知( )
A.钨丝的电阻随温度升高而减小
B.钨丝的电阻随温度升高而增大
C.加热时钨丝的电流等于小灯泡L的电流
D.加热时钨丝的电流小于小灯泡L的电流
【答案】BC
【详解】AB.闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,钨丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,进而说明钨丝的电阻增大,故A错误,B正确;
CD.由于钨丝和小灯泡串联接入电路中,则通过它们的电流是相同的,故C正确,D错误。
故选BC。
20.(2022·黑龙江绥化·中考真题)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如下表所示。
(1)实验中通过观察___________比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是___________和转换法;
(3)分别将编号为_________的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的________有关;
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了____的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用_______代替小灯泡完成实验。
【答案】(1)小灯泡亮度;(2)控制变量法;(3)A、B;(4)横截面积;(5)C;(6)电流表.
【详解】(1)在实验中,电阻的大小是通过观察灯泡的亮度来体现的,灯泡的亮度越暗,说明电阻越大。
(2)导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,因此要研究电阻大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法;通过观察灯泡的亮度来体现电阻的大小,这是用到转换法,故本实验中采用的研究方法有控制变量法和转换法。
(3)电阻大小若不考虑温度的前提下,要研究导体的电阻大小与导体的材料有关,就要使导体的长度和横截面积保持不变,故选用编号A、B。
(4)编号B、C两根电阻丝,材料、长度都相同,横截面积不同,将电阻丝分别接入电路中,灯泡的发光情况不同,故可以得出结论:导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
(5)编号C、D两根电阻丝,材料、横截面积都相同,长度不同,把他们分别接入电路中,灯泡的发光情况不同,且接编号D的电阻丝比接编号C的电阻丝,灯泡发光情况要暗,相当于改变电阻丝接入电路中的长度来改变接入电路中电阻的大小,与滑动变阻器的工作原理相同,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
(6)更换电阻丝后,小灯泡的亮度不明显,说明电阻丝的电阻太大,流过小灯泡的电流太小,为了完成实验可以用电流表代替小灯泡。通过观察电流表示数的大小,来判断接入电路中电阻丝阻值的大小。
表一 铜丝
实验
序号
横截面积S
(mm2)
长度l
(m)
电阻R
(Ω)
1
0.2
1.0
0.09
2
0.2
2.0
0.18
3
0.2
3.0
0.27
4
0.1
1.0
0.18
5
0.3
4.5
0.27
6
0.4
2.0
0.09
表二 康铜丝
实验
序号
横截面积S
(mm2)
长度l
(m)
电阻R
(Ω)
7
0.1
1.0
5
8
0.2
1.0
2.5
9
0.3
4.5
7.5
银
0.016Ω
铜
0.018Ω
铁
0.099Ω
康铜
镍铬合金
1.09~1.12Ω
导体代号
长度m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
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