物理九年级全册1 电阻当堂达标检测题
展开14.1 电阻
一.选择题
1.关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
2.电阻这一物理量的单位是( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.瓦特
3.使用调光时,旋动旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动,即可调节灯泡亮度,这是通过下列哪个因素改变电阻丝接入电路中电阻的( )
A.长度 B.横截面积 C.材料 D.温度
4.关于电压、电流和电阻,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻由它两端电压和通过的电流决定
B.电荷移动就能形成电流
C.电路中有电流时它两端一定有电压
D.电压的作用是电路中产生自由电荷
5.如图所示,将一根铅笔芯通过两个夹子接入电路中,当只把右端夹子向左移时,铅笔芯接入电路的电阻变小,小灯泡变亮.导致铅笔芯接入电路的电阻变小的主要因素是( )
A.材料 B.长度 C.温度 D.横截面面积
6.材料、横截面积均相同的两根电阻丝(温度相同),a的长度大于b的长度,则( )
A.a的电阻小于b的电阻 B.a的电阻等于b的电阻
C.a的电阻大于b的电阻 D.无法判断a与b电阻的大小
7.导体的电阻与下列哪个因素无关( )
A.导体的材料 B.导体的粗细
C.导体的长度 D.导体两端的电压
8.下列因素中,对导体电阻大小有决定作用的是( )
A.导体是否接入电路 B.导体的长度
C.通过导体的电流 D.导体两端的电压
9.“节能减排,从我做起”.芳芳同学养成了随手断开家中暂时可以不用的用电器的习惯.当她断开一个用电器后,家庭电路中会变大的物理量是( )
A.总电流 B.总电压 C.总电阻 D.总功率
10.小亮在“探究温度一定的条件下,导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,已选定了代号为“O”的导体,为了探究导图电阻与长度的关系,他还要选用的导体代号是( )
导体代号 | O | A | B | C | D |
导体长度l/m | 1.5 | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 |
导体截面积S/mm2 | 1.2 | 3.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
导体材料 | 镍铬 | 锰铜 | 钨 | 锰铜 | 镍铬 |
A.A B.B C.C D.D
11.小阳同学学习了电阻的知识后,要探究电阻大小与导体的长度的关系,选择了材料和横截面积都相同,而长度不同的一些金属丝,在相同条件下,测出了这些金属丝的长度及电阻见表中数据,并得出电阻大小与长度的关系式如下,其中正确的是( )
L/cm | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
R/Ω | 2.1 | 2.8 | 3.5 | 4.2 | 4.9 | 5.6 |
A.R=(0.07Ω/cm)L B.R=(0.07 cm/Ω)L C.R=0.07Ω/(cm L) D.R=0.07(cm/ΩL)
12.一个灯泡的铭牌上标着“PZ220─100”,在室温下用伏安法测得它的灯丝电阻为R1,后在正常工作时再用伏安法测得它的灯丝电阻为R2=48.4Ω,发现R2比R1大10倍以上,这是由于( )
A.前一次测得的阻值必定是错的
B.后一次测得的阻值是错的
C.对大多数导体来说,温度越高,电阻越大,灯丝属于这种导体
D.不论什么导体,都是温度越高电阻越大
13.为了研究电阻的大小是否与长度有关,采用了如图所示的电路,其中,AC和DF分别为直径与长度均相同的铜导线和镍铬合金线,B和E分别为AC和DF的中点.在对比研究时,下列选择正确的是( )
A.第一次接入AB,第二次接入DE
B.第一次接入DE,第二次接入AC
C.第一次接入AB,第二次接入DF
D.第一次接入DE,第二次接入DF
14.把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图所示,则电路中( )
A.粗导体的电阻大于细导体的电阻
B.通过粗导体的电流大于通过细导体的电流
C.通过粗导体的电流小于通过细导体的电流
D.粗导体两端电压小于细导体两端电压
15.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和CD连接在一起后接在电源两端.关于AB和CD的电阻R及两端电压U的判断,正确的是( )
A.RAB>RCD,UAB<UCD B.RAB<RCD,UAB<UCD
C.RAB>RCD,UAB>UCD D.RAB<RCD,UAB>UCD
16.物理课上老师给同学们提供如下器材,三根镍铬合金丝a、b、c,其长度关系La=Lb>Lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc;电源、电压表、开关各一个;导线若干.想要探究的课题有: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.同学们利用上述器材可以完成的探究课题是( )
A.仅有① B.仅有② C.①和② D.①、②和③
17.如图所示的电路是由12个不同的电阻组成的,已知R1=12Ω,其余电阻值未知,测得AB间总阻值为6Ω.现将R1换成6Ω 的电阻,则AB间总阻值变为( )
A.4Ω B.6Ω C.12Ω D.24Ω
二.填空题
18.在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,连接处电阻比别处要 (选填,大、小),在相等时间内,导线连接处发热比别处更 (选填多、少).
19.人的双手间在干燥时的电阻约为5000Ω= MΩ.人双手在潮湿的电阻约为800Ω,这说明人双手间电阻的大小与 程度有关.
20.电阻表示导体对电流 作用的大小,它的大小与导体的 、长度、横截面积和温度等因素有关.
21.长度相同的镍铬合金丝A比镍铬合金丝B粗得多,它们以某种方式连入同一个电路,如图所示.如果镍铬合金丝A和B的电阻分别为RA和RB,此时通过它们的电流分别为IA和IB,则有RA RB,IA IB.(选填“>”、“=”或“<”)
22.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),两水果之间是 的(填“串联”或“并联”).
23.小明用如图所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”.他先将一半电阻丝接入电路中,再移动夹子,再将全部的电阻丝接入电路中,则电流表的示数与之前相比 (选填“变大”、“变小”或“不变”),说明导体的电阻与 有关.
24.一根粗细均匀的铜导线,电阻为R,如果把它截为长度相同的两段,每段的电阻为R1,则R1 R;如果原来的导线对折拧成一条使用,其电阻为R2,则R2 R.(填“<”“>”“=”)
25.小明同学根据甲图所测的数据,认为4B铅笔导电性能比2B铅笔要好,你认为小明的观点: (填“合理”或“不合理”),理由是铅笔芯的 .
26.在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,采用的研究方法主要是 法.如图是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 .
27.如图,薄片形电阻的长与宽之比为3:2,左边两角截去半径为r的圆角,右边处挖去一个半径也为r的圆孔.测得A、B见得电阻为R,则C、D之间的电阻为 .
28.在如图所示的电阻网格中,AB、BC、CD、DA四根电阻丝的阻值为r,其余各电阻丝的阻值都相等,但阻值未知,测得AC两点之间的总电阻为R,若将AB、BC、CD、DA四根电阻丝皆换成阻值为2r的电阻丝,则AC两点之间的总电阻为 .
三.作图题
29.如图所示,OA、OB分别表示两只定值电阻R1、R2的U﹣I图象,请在图中大致画出将这两只电阻并联的总电阻R总的U﹣I图象.
30.如图所示,一个黑箱内有由几个相同阻值的电阻R组成的电路,箱外有四个接线柱.已知1、2间的电阻是1、3和2、4间电阻的2倍,而3、4间没有明显的电阻,请画出盒内最简单的一种电路图.
四.实验探究题
31.在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中,小明采用了图中所示的电路.闭合开关,夹子P向左滑动时,电阻丝连入电路的长度变长,观察到电流表示数变小,灯的亮度变暗.小明在得出导体电阻与长度关系的同时,还得出”灯泡的亮度由电流大小决定“的结论.
(1)你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是 的.
(2)小丽用L1“6V 3W“和L2”6V 2W“的两个小灯泡及6V的电源等器材,设计如下实验来验证小明的结论是否正确,请你帮她将实验步骤填写完整:
①将两个小灯泡串联,接到6V的电路中,则通过两灯的电流 ;灯 两端的电压较大;可观察到灯 较亮;
②将两个小灯泡并联,接到6V的电路中,则两灯两端的电压 ;通过灯 的电流较大,可观察到灯 较亮.
(3)由以上实验可以得出灯泡的亮度由 决定.
32.小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时,产生了一些疑惑;实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体,而不选用常见的铜丝?难道选用钢丝会不利于探究?带着这些思考,小禹决定进行实验验证;
(1)为了能够更好地反映出电阻的变化,小禹可以在如图所示的电路中接入 ,且与研究导体 联.
(2)连接电路时,开关必须处于 状态.
(3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 .
(4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,对比实验记录,发现用 作为研究导体,实验现象不明显.不明显之处是: .
研究导体 | 铜丝 | 镍铬合金丝 | ||||||
长度/cm | 100 | 80 | 50 | 100 | 100 | 80 | 50 | 100 |
直径/mm | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.7 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.7 |
灯泡亮度 | 很亮 | 很亮 | 很亮 | 很亮 | 较亮 | 较亮 | 亮 | 亮 |
电流/A | 0.42 | 0.42 | 0.43 | 0.43 | 0.24 | 0.26 | 0.31 | 0.30 |
(5)通过实验,小禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用,如在图2所示的“探究电流与电阻的关系”实验中,将电阻R由5Ω换成10Ω后,滑动变阻器的滑片应该向 (选填“上”或“下”)端移动,以起到使电阻R两端电压 的作用.
33.导体电阻的大小与哪些因素有关呢?对于这个问题,小明想起课堂上老师把电压比作水压,把电流比作水流,于是他想:电阻也可以比作是水管对水流的阻力.他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同,因此经过分析,他提出了以下几种猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的材料有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关:
为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的7种电阻丝,则:
导线代号 | 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 | 锰铜 | 钨 | 锰铜 | 镍铬 |
(1)若要探究电阻跟横截面积的关系,可依次把如图中M、N跟电阻丝 、 (选填导线代号)的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝电阻大小.
(2)若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接;闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的 的关系.
(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过电流表的示数反映出来的,电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越 .
34.如图是研究导电液体的电阻与横截面积关系的实验装置,有机玻璃容器(该容器是绝缘体)内壁的两端安装了铜片M、N,容器内注入了适量的导电液体,电源电压保持12V不变.
(1)请将图中电路连接完整(电流表量程0.6A).
(2)实验步骤:测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录 ,根据R=计算出电阻.断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积,重复上述实验,得到如表中的数据.分析表中数据可知,导电液体的横截面积越大,电阻越 ;若导电液体的横截面积变为前一次的2倍,则其电阻大小变为前一次的 .
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
横截面积S/cm2 | 10 | 20 | 30 | 40 |
电阻R/Ω | 10 | 5.0 | 3.3 | 2.5 |
(3)李明改用一段可拉伸的乳胶管(是绝缘体),将乳胶管灌满导电液体,两端用金属塞堵住管口,若均匀拉伸乳胶管,使其横截面积变为原来的一半,测得的导电液体的电阻并不是原来的2倍,感觉与上述实验结论矛盾.请你帮他分析一下原因: .
35.如图所示,R1、R2的电阻均为10Ω,不计电表的电阻.
(1)若只闭合S1电路中的总电阻为多少?
(2)若只闭合S2电路中的总电阻为多少?
(3)若只闭合S1和S3电路中的总电阻为多少?
36.有一种用新型材料制成的电阻,小明通过实验探究该电阻大小与某个预想的因素是否有关.他将该电阻、电流表和开关串联起来,接在电源两端.先用冷风使电阻降温,闭合开关,观测电流表示数为I1,并记录,断开开关.再用热风使电阻升温,闭合开关,观测电流表示数为I2,并记录.他发现:I1<I2.则小明所探究问题的自变量是: .
37.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与:①导体长度有关;②导体横截面积有关;③导体材料有关.
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)按图1所示“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,通过观察 比较导体电阻的大小.
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验.
(3)分别将A、D两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,得到结论:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟 有关.
(4)要进一步研究导体材料的导电性能,就需要测量导体的电阻,小明的实验方案和操作过程均正确,两表的连接和示数如图2所示.但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差很大,解决这一问题的措施是 .
38.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
导体的电阻可能与:①导体的长度有关,②导体的横截面积有关,③导体的材料有关.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)按照图甲所示“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,通过观察 来比较导体电阻的大小,这种实验方法叫 法.
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验.
(3)分别将A和D两电阻丝接入图甲电路中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)要进一步研究导体材料的导电性能,就需要测量导体的电阻,小明的实验方案和操作过程均正确,两表的连接和示数如图乙所示.但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差 ,解决这一问题的措施是 .
39.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,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 .
(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,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻.
(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).
40.某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,把(甲)中还没有连接的一根导线接上,使电路完整;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最 (选填“左”或“右”)端;滑动变阻器标有(20Ω 2A)字样,其物理涵义是 .
(3)某次实验中,测得电压表的读数为2.1V,电流表指针偏转如图(乙)所示,则电流表的读数为I= A.
(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度l和对应的电阻值R,数据如表:
l/cm | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
R/Ω | 2.1 | 2.8 | 3.5 | 4.2 | 4.9 | 5.6 |
分析表中数据可知:金属丝电阻的大小与长度成 (选填“正比”或“反比”);
(5)根据探究结果,如果有一根材料和粗细相同的金属丝长度为1m,则它的电阻为 Ω.
参考答案与试题解析
一.选择题
1.(2017•长沙)关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
【分析】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;电阻大小与导体的材料、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.
【解答】解:A、任何导体都对电流有阻碍作用;导体导电的同时,也对电流有阻碍作用;故A错误;
B、导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大;故B错误;
C、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关;相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关;故C正确;
D、电阻大小与导体的材料、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D错误;
故选C
【点评】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.
2.(2017•镇江)电阻这一物理量的单位是( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.瓦特
【分析】电学中各个物理量都有自己的国际单位;电阻的国际单位是欧姆,简称欧,符号为Ω.
【解答】解:A、安培是电流的国际单位;故A错误;
B、电阻的国际单位是欧姆,简称欧,符号为Ω.故B正确;
C、伏特是电压的国际单位;故C错误;
D、瓦特是功率的国际单位;故D错误;
故选B
【点评】电学中的物理量较多,各个物理量都有自己的单位,不要将单位相互混淆.
3.(2017•徐州)使用调光时,旋动旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动,即可调节灯泡亮度,这是通过下列哪个因素改变电阻丝接入电路中电阻的( )
A.长度 B.横截面积 C.材料 D.温度
【分析】滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的.
【解答】解:滑动变阻器其工作原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中的电流,从而达到调节灯泡亮度的目的.
故选A.
【点评】本题考查了滑动变阻器的调节,是一道基础题.
4.(2017•兰州)关于电压、电流和电阻,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻由它两端电压和通过的电流决定
B.电荷移动就能形成电流
C.电路中有电流时它两端一定有电压
D.电压的作用是电路中产生自由电荷
【分析】(1)影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积,导体的电阻和导体两端的电压和通过导体的电流无关;
(2)电荷的定向移动形成电流;
(3)电压的作用是使电荷发生定向移动在电路中形成电流.
【解答】解:
A、导体的电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关,其大小与电流和电压无关,故A错误;
B、只有电荷的定向移动才能形成电流,故B错误;
CD、电压使电荷发生定向移动,使电路中形成了电流,有电流则一定有电压,故C正确;D错误.
故选C.
【点评】此题考查了电阻的影响因素、电流的形成以及电压的作用,属于基础性题目.
5.(2017•广西)如图所示,将一根铅笔芯通过两个夹子接入电路中,当只把右端夹子向左移时,铅笔芯接入电路的电阻变小,小灯泡变亮.导致铅笔芯接入电路的电阻变小的主要因素是( )
A.材料 B.长度 C.温度 D.横截面面积
【分析】当导线夹向左移动时灯泡亮度增大,灯泡亮度变大说明了通过灯泡的电流变大,根据欧姆定律说明电阻小了,导线夹向左移动就改变了铅笔芯接入电路的长度,从而得出导体电阻和长度的关系.
【解答】解:
当只把右端夹子向左移时,铅笔芯接入电路中的长度变小,铅笔芯接入电路的电阻变小,电路中电流增大,小灯泡变亮;所以,可得出铅笔芯电阻和铅笔芯的长度有关,长度越小,电阻越小,故B正确.
故选B.
【点评】此题考查我们对于实验现象的分析能力,我们要能够根据实验现象得出结论
6.(2017•长春)材料、横截面积均相同的两根电阻丝(温度相同),a的长度大于b的长度,则( )
A.a的电阻小于b的电阻 B.a的电阻等于b的电阻
C.a的电阻大于b的电阻 D.无法判断a与b电阻的大小
【分析】影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度和横截面积.
【解答】解:要比较电阻大小需要用到控制变量法.在导体材料、横截面积一定时,导体的电阻大小与长度有关,长度越长,电阻越大;因此a的电阻大于b的电阻.
故选C.
【点评】此题考查了影响电阻大小的因素,是一道基础题.
7.(2017•贺州)导体的电阻与下列哪个因素无关( )
A.导体的材料 B.导体的粗细
C.导体的长度 D.导体两端的电压
【分析】根据课本的有关电阻决定因素的基础知识可知,导体的电阻大小由四个因素有关:材料;长度;横截面积;温度.将决定因素与选择项对应,即可确定答案.
【解答】解:A、导体的电阻大小与导体的材料有关,在金属中,银的电阻率是最小的,故A不符合题意.
B、导体的电阻还与导体的长度有关,且在其他因素相同的情况下,电阻大小与长度成正比,故B不符合题意.
C、导体的电阻还与导体的横截面积有关,且在其他因素相同的情况下.导体电阻大小与横截面积成反比,故C不符合题意.
D、影响电阻大小的因素主要有材料、长度、横截面积、温度四个,与导体中的电流和电压是无关的.故D符合题意.
故选D
【点评】导体的电阻是导体本身的一种性质,其决定因素与其本身的材料、长度、横截面积有关,若说与外界有关,也只与外界的温度这个因素有关.导体一定,则电阻一定.与导体两端电压的大小,导体中电流的大小等都没有关系.
8.(2017•攀枝花)下列因素中,对导体电阻大小有决定作用的是( )
A.导体是否接入电路 B.导体的长度
C.通过导体的电流 D.导体两端的电压
【分析】导体电阻大小的影响因素:导体的材料、长度和横截面积.电阻是导体的一种特性,和导体中的电流、导体两端的电压、导体是否接入电路无关.
【解答】解:
导体电阻大小和导体的长度、横截面积、材料和温度有关,而与导体中的电流、导体两端的电压、导体是否接入电路无关,故B正确.
故选B.
【点评】此题主要考查的是学生对电阻大小影响因素的理解和掌握,知道电阻是导体的一种特性是解决此题的关键.
9.(2017•邵阳)“节能减排,从我做起”.芳芳同学养成了随手断开家中暂时可以不用的用电器的习惯.当她断开一个用电器后,家庭电路中会变大的物理量是( )
A.总电流 B.总电压 C.总电阻 D.总功率
【分析】家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,根据并联电路电阻的规律可知总电阻的变化;电路中的总功率等于各用电器功率之和,且家庭电路的电压不变,每多关闭一个家用电器时电路总功率变小,根据P=UI可知总电流的变化.
【解答】解:AD、因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,每关闭一个家用电器,电路的总功率变小;由P=UI可知,电路中的总电流变小,故AD不符合题意.
B、家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,因家庭电路的电压不变,所以,每关闭一个家用电器,总电压不变,故B不符合题意.
C、家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,因此每关闭一个用电器,总电阻将变大,故C符合题意.
故选C.
【点评】本题考查了电功率公式和欧姆定律的简单应用,要注意家庭电路的连接方式是并联且家庭电路的电压不变.
10.(2017•济南)小亮在“探究温度一定的条件下,导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,已选定了代号为“O”的导体,为了探究导图电阻与长度的关系,他还要选用的导体代号是( )
导体代号 | O | A | B | C | D |
导体长度l/m | 1.5 | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 |
导体截面积S/mm2 | 1.2 | 3.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
导体材料 | 镍铬 | 锰铜 | 钨 | 锰铜 | 镍铬 |
A.A B.B C.C D.D
【分析】本题考查控制变量法的思想在选择材料时的应用.电阻与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,实验时温度一般不变,故不予考虑.
研究电阻与长度关系时,要控制材料和横截面积一定,找两个长度不同的导体.
【解答】解:
研究导体电阻与其长度的关系,找的导体要符合控制变量的思想,材料、横截面积均相同,而长度不同;已选定了代号为“O”的导体,结合表格数据可知,他还要选用的导体代号是D.
故选D.
【点评】当被研究的问题与多个因素有关时,研究与一个因素的关系,控制其他因素一定,改变被研究的因素,这是控制变量法.
11.小阳同学学习了电阻的知识后,要探究电阻大小与导体的长度的关系,选择了材料和横截面积都相同,而长度不同的一些金属丝,在相同条件下,测出了这些金属丝的长度及电阻见表中数据,并得出电阻大小与长度的关系式如下,其中正确的是( )
L/cm | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
R/Ω | 2.1 | 2.8 | 3.5 | 4.2 | 4.9 | 5.6 |
A.R=(0.07Ω/cm)L B.R=(0.07 cm/Ω)L C.R=0.07Ω/(cm L) D.R=0.07(cm/ΩL)
【分析】根据各选项中表达式的单位进行解答.
【解答】解:
A.R=(0.07Ω/cm)L中1Ω/cm×1cm=1Ω,单位正确,故A正确;
B.R=(0.07 cm/Ω)L中1cm/Ω×1cm=1cm2/Ω,单位错误,故B错误;
C.R=0.07Ω/(cm L)中1Ω/(cm L)=1Ω/(cm×cm)=1Ω/cm2,单位错误,故C错误;
D.R=0.07(cm/ΩL)中1cm/ΩL=1/Ω,单位错误,故D错误.
故选A.
【点评】本题考查了学生对单位量纲的掌握和应用,是一道基础题目.
12.一个灯泡的铭牌上标着“PZ220─100”,在室温下用伏安法测得它的灯丝电阻为R1,后在正常工作时再用伏安法测得它的灯丝电阻为R2=48.4Ω,发现R2比R1大10倍以上,这是由于( )
A.前一次测得的阻值必定是错的
B.后一次测得的阻值是错的
C.对大多数导体来说,温度越高,电阻越大,灯丝属于这种导体
D.不论什么导体,都是温度越高电阻越大
【分析】影响电阻大小的因素有导体材料、长度、横截面积和导体的温度,即在导体的材料、长度、横截面积不变时,导体的温度不同,其阻值不同.
【解答】解:
对于同一只灯泡来说,灯丝的材料、长度、横截面积均相同,当其正常发光时,温度很高,即此时的电阻大于不发光时的电阻,这是由于温度的原因造成的电阻变大,对大多数导体来说,温度越高,电阻越大,故C正确.
故选C.
【点评】知道温度是影响导体电阻大小的因素之一是解决该题的关键.
13.为了研究电阻的大小是否与长度有关,采用了如图所示的电路,其中,AC和DF分别为直径与长度均相同的铜导线和镍铬合金线,B和E分别为AC和DF的中点.在对比研究时,下列选择正确的是( )
A.第一次接入AB,第二次接入DE
B.第一次接入DE,第二次接入AC
C.第一次接入AB,第二次接入DF
D.第一次接入DE,第二次接入DF
【分析】影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度.本题要研究电阻的大小是否与长度有关,根据控制变量法的思路,就要求选择的电阻线,长度必须不同,但其他因素必须相同.
【解答】解:A、第一次接入AB,第二次接入DE,AB和DE长度相同,材料不同.故A错误.
B、第一次接入DE,第二次接入AC,材料不同.故B错误.
C、第一次接入AB,第二次接入DF,材料不同.故C错误.
D、第一次接入DE,第二次接入DF,DE和DF长度不同,材料和横截面积又相同.所以D正确.
故选D.
【点评】本题只要熟知影响电阻大小的因素和控制变量法的思路,即可解答.
14.把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图所示,则电路中( )
A.粗导体的电阻大于细导体的电阻
B.通过粗导体的电流大于通过细导体的电流
C.通过粗导体的电流小于通过细导体的电流
D.粗导体两端电压小于细导体两端电压
【分析】由决定电阻大小因素分析得出两导线电阻大小,再根据串联电路的电流特点和分压关系求解.
【解答】解:
A、在材料和长度都相同时,导体粗的(横截面积大),其电阻小,所以粗导体的电阻小于细导体的电阻.故A错误;
BC、由题意知,这两根镍铬合金线是串联的,由于串联电路各处的电流都相等,所以通过粗导体的电流和细导体的电流相等,故BC错误;
D、根据U=IR可知,在电流相同的情况下,电阻大的分得的电压多,电阻小的分得的电压少.所以粗导体两端电压小于细导体两端电压.故D正确.
故选D.
【点评】做这道题时,要抓住题中的两个字串联,只要是串联,则无论这两个电阻的大小关系如何,通过它们的电流都是相等的,然后根据电阻大小关系,得出电压大小关系.
15.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和CD连接在一起后接在电源两端.关于AB和CD的电阻R及两端电压U的判断,正确的是( )
A.RAB>RCD,UAB<UCD B.RAB<RCD,UAB<UCD
C.RAB>RCD,UAB>UCD D.RAB<RCD,UAB>UCD
【分析】(1)AB和CD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;
(2)根据串联电路的电流特点可知通过两段导体的电流关系;
(3)根据U=IR可知两段导体两端的电压关系.
【解答】解:
(1)因为导体AB和CD由同种材料制成、长度相同,由图可知,导体AB横截面积比CD的小,所以RAB>RCD;
(2)因为两段导体串联,所以通过两导体的电流相等,即IAB=ICD;由U=IR可知,UAB>UCD;故C正确.
故选C.
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和欧姆定律的应用,关键是根据影响电阻的大小因素确定两段导体电阻的大小.
16.物理课上老师给同学们提供如下器材,三根镍铬合金丝a、b、c,其长度关系La=Lb>Lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc;电源、电压表、开关各一个;导线若干.想要探究的课题有: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.同学们利用上述器材可以完成的探究课题是( )
A.仅有① B.仅有② C.①和② D.①、②和③
【分析】在研究影响电阻大小的因素时,要采用控制变量法去处理.
【解答】解:
①在研究导体的电阻跟导体横截面积的关系时,要有长度相同、材料相同,横截面积不同的导体,而a、b两根镍铬合金线的长度相同、横截面积不同的正好符合实验要求;
②在研究导体的电阻跟导体长度的关系时,要有材料相同、横截面积相同,长度不同的导体,而b、c两根镍铬合金线的材料相同、横截面积相同,长度不同,正好符合实验要求;
③由于题目中用的是同一种材料,所以不可以完成探究电阻跟导体的材料的关系实验;
所以C符合题意,A、B、D不符合题意.
故选C.
【点评】物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.
17.如图所示的电路是由12个不同的电阻组成的,已知R1=12Ω,其余电阻值未知,测得AB间总阻值为6Ω.现将R1换成6Ω 的电阻,则AB间总阻值变为( )
A.4Ω B.6Ω C.12Ω D.24Ω
【分析】分析电路图,R1和其余电阻并联,设其余部分的电阻为R2,知道R1与R2并联后的总电阻,利用并联电阻的关系求出AB以上部分的电阻R2的大小;
把R1=12Ω换成6Ω后,R2不变,再根据并联电阻的关系求出A、B间的总电阻.
【解答】解:设AB以上部分的电阻为R2,
由题知,R1与R2并联后的总电阻R=6Ω,
即:+=,
所以R2===12Ω,
把R1=12Ω换成R1′=6Ω后,R2的阻值不变,连接方式仍然为并联,
因为=+,
所以R′===4Ω.
故选A.
【点评】本题考查了学生对并联电阻特点的掌握和运用,是一道中等题.
二.填空题
18.(2017•宜昌)在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,连接处电阻比别处要 大 (选填,大、小),在相等时间内,导线连接处发热比别处更 多 (选填多、少).
【分析】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比.导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析.
【解答】答:在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,
因为导线连接处与导线串联在电路中,
所以通过的电流相等、通电时间相等,
因为Q=I2Rt,
所以连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热.
故答案为:大;多.
【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握,知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键.
19.人的双手间在干燥时的电阻约为5000Ω= 5×10﹣3 MΩ.人双手在潮湿的电阻约为800Ω,这说明人双手间电阻的大小与 潮湿(或干燥) 程度有关.
【分析】1Ω=1×10﹣6MΩ物体电阻的大小受多个因素的影响,包括材料、长度、横截面积、温度等,对人体而言,其电阻的大小与潮湿或干燥的程度有关.
【解答】解:人的双手间在干燥时的电阻约为5000Ω=5000×10﹣6MΩ=5×10﹣3MΩ;
人的双手间在干燥或潮湿时的电阻相差较大,这说明人体的双手间的电阻与潮湿(或干燥)程度有关.
故答案为:5×10﹣3;潮湿(或干燥)
【点评】本题了解了影响电阻大小的因素,要知道物体的导电性是可以变化的,在不同的环境和条件下,其电阻大小会发生变化.
20.电阻表示导体对电流 阻碍 作用的大小,它的大小与导体的 材料 、长度、横截面积和温度等因素有关.
【分析】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;电阻大小与导体的材料、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.
【解答】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;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度等因素有关.
故答案为:阻碍;材料.
【点评】深入理解电阻的概念和影响电阻大小的因可解答此题.
21.长度相同的镍铬合金丝A比镍铬合金丝B粗得多,它们以某种方式连入同一个电路,如图所示.如果镍铬合金丝A和B的电阻分别为RA和RB,此时通过它们的电流分别为IA和IB,则有RA < RB,IA = IB.(选填“>”、“=”或“<”)
【分析】(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,其它条件相同,导体的横截面积越大,电阻越小;
(2)串联电路电流的特点:串联电路中,电流处处相等.
【解答】解:由图知,A、B串联,所以电流相等;
由题意知,AB材料和长度相同,A的横截面积大,电阻更小.
故答案为:<;=.
【点评】此题考查了串联电路电流的特点及电阻大小的判断,关键是掌握影响电阻大小的因素并能判断出串联电路.
22.导体的电阻是导体的一种性质,它的大小由材料、长度和 横截面积 决定的;两只水果点亮了一只发光二极管(如图),两水果之间是 串联 的(填“串联”或“并联”).
【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.
【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;
图中电流只有一条路径,因此两水果之间是串联的.
故答案为:横截面积;串联.
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和电路的连接方式等相关知识,属于基础知识的考查,比较简单.
23.小明用如图所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”.他先将一半电阻丝接入电路中,再移动夹子,再将全部的电阻丝接入电路中,则电流表的示数与之前相比 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),说明导体的电阻与 长度 有关.
【分析】滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻线的长度来改变接入电路的电阻大小.
【解答】解:他先将一半电阻丝接入电路中,再移动夹子,再将全部的电阻丝接入电路中,电阻丝的长度变大,电阻变大,由欧姆定律可知,电流表示数减小,这说明导体的电阻与长度有关.
故答案为:变小;长度.
【点评】本题主要考查学生对:滑动变阻器的原理的了解和掌握,是一道基础题.
24.一根粗细均匀的铜导线,电阻为R,如果把它截为长度相同的两段,每段的电阻为R1,则R1 < R;如果原来的导线对折拧成一条使用,其电阻为R2,则R2 < R.(填“<”“>”“=”)
【分析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,要选择导体或改变导体电阻就要围绕以上影响因素分析.
【解答】解:
一根铜导线,材料一定,横截面积一定,截成两段后,任何一段与原来的相比,长度都减小了,所以电阻值减小,则R1<R;
将原来的导线对折拧成一条使用,材料不变,长度减小一半,横截面积增大一倍,电阻值减小,则R2 <R.
故答案为:<;<.
【点评】本题考查了学生影响电阻大小的因素,易错点在第二空的解答,理解导体对折后,导体的长度和横截面积都发生变化是解决此题的关键.
25.小明同学根据甲图所测的数据,认为4B铅笔导电性能比2B铅笔要好,你认为小明的观点: 不合理 (填“合理”或“不合理”),理由是铅笔芯的 粗细不同 .
【分析】影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积和温度,在研究这种问题时要用控制变量法.
【解答】解:导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小取决于内因是:导体的材料、长度、横截面积;外因是:温度,要研究2B铅笔和4B铅笔的导电性能,应使它们的长度和横街面积相同,而2B铅笔和4B铅笔的粗细不同,所以不合理.
故答案为:不合理;粗细不同.
【点评】本题考查了学生对影响电阻大小的因素的掌握,属识记性的内容,比较简单.
26.在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,采用的研究方法主要是 控制变量 法.如图是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 横截面积 .
【分析】(1)物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
(2)将四根导线并列的连接在一起等效成一根导线,相对于其中的任何一根导线,从外形上看,很容易得出其横截面积的变化.
【解答】解:
(1)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,在研究某一因素对电阻的影响时,要保持其它因素不变,只改变此因素,研究电阻的变化,采用的是控制变量法;
(2)四根导线并联在一起,等效成一根导线,相对于其中的任何一根导线,其横截面积变大了.
故答案为:控制变量;横截面积.
【点评】导体的电阻大小有四个因素有关:材料;长度;横截面积;温度.研究导体的电阻变化时,要用到控制变量法,在此题中,通过四根导线的并联,改变了导体的横截面积.从而改变了导体的电阻值.
27.如图,薄片形电阻的长与宽之比为3:2,左边两角截去半径为r的圆角,右边处挖去一个半径也为r的圆孔.测得A、B见得电阻为R,则C、D之间的电阻为 .
【分析】结合长方体的长宽之比的特点,可将长方形进行拆分,并重新组合,利用电阻的串并联规律依次进行计算,最终得出结论.
【解答】解:将长方形铜片平分为6个边长为1的正方形,
可发现剪去后的6部分仍全等,
将每一部分看作一个电阻,
则当A、B两点接入电路中时,6个电阻两两并联再串联,
设每个小电阻的电阻为r,×3=R,
r=.
当C、D两点接入电路中时,6个电阻三三并联再串联,×2=.
所以当C、D两点接入电路中时电阻为.
故答案为:.
【点评】利用拆分法和数学运算,结合串并联电阻的规律进行计算,是解答本题的关键,难度较大.
28.在如图所示的电阻网格中,AB、BC、CD、DA四根电阻丝的阻值为r,其余各电阻丝的阻值都相等,但阻值未知,测得AC两点之间的总电阻为R,若将AB、BC、CD、DA四根电阻丝皆换成阻值为2r的电阻丝,则AC两点之间的总电阻为 .
【分析】当把将AC、CB、BD、DA四根电阻丝皆换成阻值为2r的电阻,而R0不变,再根据并联电阻的关系求出A、B间的总电阻.
【解答】解:
分析电路图,AC两点之间相当于2r、2r与其余电阻并联,
设其余部分的等效电阻为R0,
由题知,2r、2r与其余电阻并联后的总电阻为R,
则:=++,
所以,R0=,
当把将AC、CB、BD、DA四根电阻丝皆换成阻值为2r的电阻,R0不变,
设此时AC两点之间的总电阻为R′,
则:=++,
所以,R′===.
故答案为:.
【点评】本题考查了学生对并联电阻特点的掌握和运用,关键是知道并联电路的总电阻与各电阻之间的关系.
三.作图题
29.如图所示,OA、OB分别表示两只定值电阻R1、R2的U﹣I图象,请在图中大致画出将这两只电阻并联的总电阻R总的U﹣I图象.
【分析】根据电阻的并联特点可知两电阻并联后的总电阻与分电阻之间的关系,然后得出所在的区域.
【解答】解:因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,两个电阻并联时总电阻小于RA和RB中任何一个电阻,即并联后的总电阻小于较小B电阻的阻值,
因此在相同电压下,通过的电流比B中的电流要大,故其图象应该B图象的下方,如下图:
【点评】此题主要考查的是学生对电阻并联特点的理解和掌握,弄明白图象中横坐标、纵坐标的物理意义是解决此题的关键.
30.如图所示,一个黑箱内有由几个相同阻值的电阻R组成的电路,箱外有四个接线柱.已知1、2间的电阻是1、3和2、4间电阻的2倍,而3、4间没有明显的电阻,请画出盒内最简单的一种电路图.
【分析】各个电阻的阻值相等,1、2间的电阻各是1、3和2、4间电阻的2倍,说明1、2间有两个电阻,1、3和2、4间只有一个电阻,3、4间没有明显的电阻说明它们之间是导线,据此进行解答.
【解答】解:经分析可知,1、2间有两个电阻,1、3和2、4间只有一个电阻,3、4间是导线,故电路图如下所示:
【点评】盒子问题主要考查电阻的串并联,可根据需要灵活的将电阻组合起来得到符合题意的电路图.
31.(2017•昆明)在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中,小明采用了图中所示的电路.闭合开关,夹子P向左滑动时,电阻丝连入电路的长度变长,观察到电流表示数变小,灯的亮度变暗.小明在得出导体电阻与长度关系的同时,还得出”灯泡的亮度由电流大小决定“的结论.
(1)你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是 错误 的.
(2)小丽用L1“6V 3W“和L2”6V 2W“的两个小灯泡及6V的电源等器材,设计如下实验来验证小明的结论是否正确,请你帮她将实验步骤填写完整:
①将两个小灯泡串联,接到6V的电路中,则通过两灯的电流 相等 ;灯 L2 两端的电压较大;可观察到灯 L2 较亮;
②将两个小灯泡并联,接到6V的电路中,则两灯两端的电压 相等 ;通过灯 L1 的电流较大,可观察到灯 L1 较亮.
(3)由以上实验可以得出灯泡的亮度由 实际功率 决定.
【分析】(1)根据电流和电压的变化分析;
(2)根据公式P=判定两个灯泡电阻的大小;再根据串并联电路的电流、电压规律分析;
(3)灯泡的亮度是由实际功率决定的.
【解答】解:(1)夹子P向左滑动时,电阻丝连入电路的长度变长,观察到电流表示数变小,则灯泡两端的电压也发生了变化,故小明的结论是错误的;
(2)由公式P=可知,额定电压相同,额定功率越大,则灯泡的电阻越小,故L1的电阻要小于L2的电阻;
①将两个小灯泡串联,接到6V的电路中,电路中的电流是相等的,根据U=IR可知,灯L2两端的电压较大;可观察到灯L2较亮;
②将两个小灯泡并联,接到6V的电路中,各支路两端的电压相等,根据I=可知,通过灯L1的电流较大,可观察到灯L1较亮.
(3)由以上实验可知,灯泡两端的电压越大,电流越大,其实际功率越大,则灯泡越亮.
故答案为:(1)错误;(2)①相等;L2;L2;②相等;L1;L1;(3)实际功率.
【点评】本题考查了决定灯泡亮度的因素实验,利用控制变量法是解题的关键.
32.(2017•桂林)小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时,产生了一些疑惑;实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体,而不选用常见的铜丝?难道选用钢丝会不利于探究?带着这些思考,小禹决定进行实验验证;
(1)为了能够更好地反映出电阻的变化,小禹可以在如图所示的电路中接入 电流表 ,且与研究导体 串 联.
(2)连接电路时,开关必须处于 断开 状态.
(3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 接入导体的长度 .
(4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,对比实验记录,发现用 铜丝 作为研究导体,实验现象不明显.不明显之处是: 铜丝电阻小,电流变化小 .
研究导体 | 铜丝 | 镍铬合金丝 | ||||||
长度/cm | 100 | 80 | 50 | 100 | 100 | 80 | 50 | 100 |
直径/mm | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.7 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.7 |
灯泡亮度 | 很亮 | 很亮 | 很亮 | 很亮 | 较亮 | 较亮 | 亮 | 亮 |
电流/A | 0.42 | 0.42 | 0.43 | 0.43 | 0.24 | 0.26 | 0.31 | 0.30 |
(5)通过实验,小禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用,如在图2所示的“探究电流与电阻的关系”实验中,将电阻R由5Ω换成10Ω后,滑动变阻器的滑片应该向 上 (选填“上”或“下”)端移动,以起到使电阻R两端电压 保持不变 的作用.
【分析】(1)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电流表来观察,即在电压一定时,电流越大,表明电阻越小;
(2)为保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态;
(3)带鳄鱼夹的导线方便改变接入导体的长度;
(4)电压一定,电阻越小,电流越大;
(5)根据串联电路分压的特点判断滑片移动的方向.
【解答】解:
(1)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为电流表的示数来观察,即在电压一定时,电流越大,表明电阻越小,即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小;电流表应与研究导体串联;
(2)为保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态;
(3)实验中,选择带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变接入导体的长度;
(4)由表格数据可知,长度变化时,发现通过铜丝的电流变化不明显,原因是铜导线的电阻小,在电压一定时,通过铜丝的电流变化很小;
(5)在“探究电流与电阻的关系”实验中,应控制电阻R两端电压不变;
把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,电阻的阻值变大,由分压原理可知,电阻分压变大,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻两端电压,增大滑动变阻器两端的电压,应增大变阻器接入电路的阻值,故将滑片向上移动.
故答案为:(1)电流表;串;(2)断开;(3)接入导体的长度;(4)铜丝;铜丝电阻小,电流变化小;(5)上;保持不变.
【点评】本题通过影响电阻大小的实验,考查电路的组成以及欧姆定律的应用,要学会应用控制变量法来解决物理问题.
33.(2017•呼和浩特)导体电阻的大小与哪些因素有关呢?对于这个问题,小明想起课堂上老师把电压比作水压,把电流比作水流,于是他想:电阻也可以比作是水管对水流的阻力.他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同,因此经过分析,他提出了以下几种猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的材料有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关:
为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的7种电阻丝,则:
导线代号 | 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 | 锰铜 | 钨 | 锰铜 | 镍铬 |
(1)若要探究电阻跟横截面积的关系,可依次把如图中M、N跟电阻丝 A 、 D (选填导线代号)的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝电阻大小.
(2)若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接;闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的 材料 的关系.
(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过电流表的示数反映出来的,电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越 小 .
【分析】(1)探究导体的电阻与导体的材料是否有关,应控制其长度和横截面积不变;同理要想探究导体的电阻与导体的长度是否有关,应控制导体的材料和横截面积不同;
(2)控制变量法的核心是要研究两导体电阻的大小与哪个因素有关,就要控制这两个因素不同,同时也要控制两导线其它因素相同;
(3)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较电流表示数大小来判断.
【解答】解:
(1)探究电阻与横截面积的关系时,要选取的电阻丝必须长度相同、材料也相同,横截面积不同,由表格数据可知,应选A、D两电阻丝;
(2)C、F两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,分析比较C、F两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟导体的材料的关系;
(3)实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明电阻丝的电阻越小.
故答案为:(1)A;D;(2)材料;(3)小.
【点评】物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法,一定要掌握控制变量法.
34.如图是研究导电液体的电阻与横截面积关系的实验装置,有机玻璃容器(该容器是绝缘体)内壁的两端安装了铜片M、N,容器内注入了适量的导电液体,电源电压保持12V不变.
(1)请将图中电路连接完整(电流表量程0.6A).
(2)实验步骤:测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录 电表示数 ,根据R=计算出电阻.断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积,重复上述实验,得到如表中的数据.分析表中数据可知,导电液体的横截面积越大,电阻越 小 ;若导电液体的横截面积变为前一次的2倍,则其电阻大小变为前一次的 .
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
横截面积S/cm2 | 10 | 20 | 30 | 40 |
电阻R/Ω | 10 | 5.0 | 3.3 | 2.5 |
(3)李明改用一段可拉伸的乳胶管(是绝缘体),将乳胶管灌满导电液体,两端用金属塞堵住管口,若均匀拉伸乳胶管,使其横截面积变为原来的一半,测得的导电液体的电阻并不是原来的2倍,感觉与上述实验结论矛盾.请你帮他分析一下原因: 没有控制导电液体的长度不变 .
【分析】(1)电流表要串联在电路中;
(2)测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录电表示数,根据R=计算出电阻.断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积;
在其他条件都一定时,电阻与导体的长度长正比,与横截面积成反比.
(3)由于电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,故从导体电阻大小的影响因素来考虑即可.
【解答】解:(1)电流表要串联在电路中使用,根据题意(量程0.6A),把0.6A接线柱与铜片M相连即可,如下图:
(2)实验步骤:测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录电表示数,根据R=计算出电阻.断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积,重复上述实验;
分析表中数据可知,导电液体的横截面积越大,电阻越小;若导电液体的横截面积变为前一次的2倍,则其电阻大小变为前一次的;
(3)当材料和长度一定时,导体的电阻与其横截面积成正反比.若均匀拉伸乳胶管,使其横截面积变为原来的一半,此时导电液体的电阻远远大于原来的2倍,因为液柱的横截面积变小的过程中乳胶管被拉长,故长度变长导致液柱的电阻变大.即李明实验时没有控制导电液体的长度不变.
故答案为:(1)如上图;(2)电表示数;小;;(3)没有控制导电液体的长度不变.
【点评】本题考查的是探究导电液体的电阻与横截面积关系的实验,难度中等.电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,即在其它条件相同的情况下,导体越长,其阻值越大;在其它因素相同的情况下,导体的横截面积越小,其阻值越大.
35.如图所示,R1、R2的电阻均为10Ω,不计电表的电阻.
(1)若只闭合S1电路中的总电阻为多少?
(2)若只闭合S2电路中的总电阻为多少?
(3)若只闭合S1和S3电路中的总电阻为多少?
【分析】(1)若只闭合S1只有R1连入电路.
(2)若只闭合S2电路中R1、R2串联,利用串联电路的电阻特点求总电阻;
(3)若只闭合S1和S3电路变成电阻R1、R2并联,利用并联电路的电阻特点可求电路中的总电阻.
【解答】解:(1)若只闭合S1只有R1连入电路,则电路中的总电阻为R=R1=10Ω.
(2)若只闭合S2电路中R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知:
总电阻R串=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω.
(3)若只闭合S1和S3电路变成电阻R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点=+可得总电阻R并===5Ω.
答:(1)若只闭合S1电路中的总电阻为10Ω.
(2)若只闭合S2电路中的总电阻为20Ω.
(3)若只闭合S1和S3电路中的总电阻为5Ω.
【点评】本题考查电阻的串并联特点,弄清开关的断开、闭合造成的电路的连接形式的变化是解决本题的关键.
36.(2017•北京)有一种用新型材料制成的电阻,小明通过实验探究该电阻大小与某个预想的因素是否有关.他将该电阻、电流表和开关串联起来,接在电源两端.先用冷风使电阻降温,闭合开关,观测电流表示数为I1,并记录,断开开关.再用热风使电阻升温,闭合开关,观测电流表示数为I2,并记录.他发现:I1<I2.则小明所探究问题的自变量是: 电阻的温度 .
【分析】影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积这三个,要研究电阻与某个决定因素的关系,就要根据控制变量法的思路来分析解答.
【解答】解:根据题意通过改变电阻的温度来改变电阻,从而改变电流,使得I1<I2.故小明所探究问题的自变量是:电阻的温度.
故答案为:电阻的温度.
【点评】本题通过影响电阻大小的实验,要学会应用控制变量法来解决物理问题.
37.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与:①导体长度有关;②导体横截面积有关;③导体材料有关.
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)按图1所示“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,通过观察 小灯泡亮度(或电流表示数) 比较导体电阻的大小.
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 A、B 两根电阻丝分别接入电路进行实验.
(3)分别将A、D两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,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)要进一步研究导体材料的导电性能,就需要测量导体的电阻,小明的实验方案和操作过程均正确,两表的连接和示数如图2所示.但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差很大,解决这一问题的措施是 电流表换小量程 .
【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,小灯泡越暗;导体电阻越小,电路电流越大,小灯泡越亮,可以通过电流表示数大小或小灯泡的亮暗程度判断导体电阻大小.
(2)要探究电阻与导体长度的关系,需使长度不同,其它条件相同;
(3)分析A、D相同的量和不同的量,根据控制变量法的要求,实验目的或实验现象分析答题;
(4)用电流表测电路电流时,要选择合适的量程,量程过大,会使读数误差增大.
【解答】解:
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数或小灯泡的亮度来比较导体电阻的大小.
(2)要验证猜想①: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而长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验.
(3)由表中数据可知,A、D两电阻丝的长度、横截面积相同而材料不同,将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此可知:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟材料有关;
(4)由图2所示电流表可知,电流表指针偏转过小,电流表读数误差较大,会增大实验误差,使实验误差偏大;电流表换用小量程,可以减小读数误差,从而减小实验误差.
故答案为:(1)小灯泡亮度(或电流表示数);
(2)A、B;
(3)材料;
(4)电流表换小量程.
【点评】本题考查了影响导体电阻因素的实验,应用控制变量法是正确解题的关键.
38.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
导体的电阻可能与:①导体的长度有关,②导体的横截面积有关,③导体的材料有关.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)按照图甲所示“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,通过观察 电流表的示数 来比较导体电阻的大小,这种实验方法叫 转换 法.
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 AB 两根电阻丝分别接入电路进行实验.
(3)分别将A和D两电阻丝接入图甲电路中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 材料 有关.
(4)要进一步研究导体材料的导电性能,就需要测量导体的电阻,小明的实验方案和操作过程均正确,两表的连接和示数如图乙所示.但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差 偏大 ,解决这一问题的措施是 换用小量程进行实验 .
【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.
(2)(3)根据控制变量法的要求,根据实验目的或实验现象分析答题;
(4)用电流表测电路电流时,要选择合适的量程,量程过大,会使读数误差增大.
【解答】解:(1)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,这里用到了转换法.
(2)要验证猜想a: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而长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验.
(3)由表中数据可知,A、D两电阻丝的长度、横截面积相同而材料不同,将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此可知:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟材料有关;
(4)由图2所示电流表可知,电流表指针偏转过小,电流表读数误差较大,会增大实验误差,使实验误差偏大;电流表换用小量程,可以减小读数误差,从而减小实验误差.
故答案为:(1)电流表示数;转换;(2)AB; (3)材料;(4)偏大;换用小量程进行实验.
【点评】本题考查了影响导体电阻因素的实验,应用控制变量法是正确解题的关键.
39.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,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 .
(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,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 减小 的电阻.
(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).
【分析】(1)从题目所给信息中可知,传感器传输的是电压的差值,用电压的差值来反映力F的大小.
(2)外力F增大时,上应变片被拉伸,下应变片被压缩,应变片长度发生变化,可知电阻的变化.
(3)传感器输出的电压表示力F的大小,压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大.
(4)由图丙可知,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低的电阻.
(5)冬天温度低,电阻受温度的影响比夏天小,所以电阻增加的小.
【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;(2)D;(3)增大;(4)减小;减小;(5)小.
【点评】本题考查欧姆定律的应用和影响电阻大小的因素,关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,难点是根据题目所给信息结合我们所学知识解题.
40.某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,把(甲)中还没有连接的一根导线接上,使电路完整;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最 右 (选填“左”或“右”)端;滑动变阻器标有(20Ω 2A)字样,其物理涵义是 20Ω表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω;2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A .
(3)某次实验中,测得电压表的读数为2.1V,电流表指针偏转如图(乙)所示,则电流表的读数为I= 0.42 A.
(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度l和对应的电阻值R,数据如表:
l/cm | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
R/Ω | 2.1 | 2.8 | 3.5 | 4.2 | 4.9 | 5.6 |
分析表中数据可知:金属丝电阻的大小与长度成 正比 (选填“正比”或“反比”);
(5)根据探究结果,如果有一根材料和粗细相同的金属丝长度为1m,则它的电阻为 7 Ω.
【分析】(1)掌握电流表、电压表、滑动变阻器的连接方式,注意电流表、电压表量程的选择及正负接线柱的接法,滑动变阻器要接一上一下;
(2)为防止电流过大,在闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;滑动变阻器铭牌上标有的电流值表示滑动变阻器允许通过的最大电流值,标有的电阻是滑动变阻器的最大电阻值;
(3)在进行电流表的读数时,需先确定电流表的量程和分度值,然后读数;
(4)分析电阻和长度的变化关系,得出结论;
(5)根据电阻阻值与电阻丝长度的关系求出电阻丝的电阻.
【解答】解:
(1)因为电池电压为3V,所以电压表的量程选择0~3V的量程,将电压表3V的接线柱与滑片P相连;将电流表与电阻串联,将电流表的负接线柱与接线柱B连接,如图所示:
(2)由于滑动变阻器接的下面左边的接线柱,所以闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最右端;
一个滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,20Ω表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω;2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A.
(3)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以示数为0.42A;
(4)由表格中数据知,电阻长度增大为原来的几倍,电阻值便增大为原来的几倍或电阻值与长度的比值是一个常数,所以其它条件不变,导体的电阻与长度成正比;
(5)由实验数据可知,电阻丝电阻与长度成正比,则:=,解得:R=7Ω.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)右;20Ω表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω;2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A;(3)0.42;(4)正比;(5)7.
【点评】此题是探究金属丝电阻大小与长度的关系,考查了有关滑动变阻器、电流表的连接及读数,同时考查了根据实验数据得出结论的能力,是一道综合性很强的题目.
2020-2021学年4 欧姆定律的应用达标测试: 这是一份2020-2021学年4 欧姆定律的应用达标测试,共5页。试卷主要包含了电 阻等内容,欢迎下载使用。
苏科版九年级全册1 电阻测试题: 这是一份苏科版九年级全册1 电阻测试题,共24页。试卷主要包含了下列关于电阻的说法中正确的是等内容,欢迎下载使用。
物理九年级全册第十四章 欧姆定律1 电阻练习题: 这是一份物理九年级全册第十四章 欧姆定律1 电阻练习题,共5页。试卷主要包含了电 阻等内容,欢迎下载使用。