南京市南京市宁海中学 物理电压 电阻单元综合测试(Word版 含答案)
一、初三物理 电压 电阻 易错压轴题(难)
1.在探究决定电阻大小因素的实验中(温度不变): 甲同学的猜想是:电阻可能与导体的材料有关; 乙同学的猜想是:电阻可能与导体的长度有关; 丙同学的猜想是:电阻可能与导体的横截面积有关。 金属丝代号 A B C D 材料 镍铬 镍铬 锰铜 锰铜 长度/m 0.5 0.5 0.5 0.8 横截面积/mm2 0.1 0.2 0.1
(1)现有两种金属材料制成的各种不同规格的金属丝,规格如上表。选用导线A和C进行实验,可以探究______(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究丙同学的猜想应该选用______(选上面表格中导线字母代号)两根导线进行实验。要想探究电阻可能与导体的长度有关,则表格空白处应填______mm2;
(2)小华设计了如图甲所示电路。为判断a、b两点间导线电阻的大小,小华应注意观察______的变化,具体指明该方案存在的不足是:______,容易烧坏电流表和电源; (3)小刚设计了如图乙所示电路,该电路中灯泡的作用有哪些? ①______,②______;
(4)小刚想用图乙的电路进一步验证“在电压相同时,流过导体的电流跟电阻成反比”,于是选用了几个阻值不同的定值电阻分别先后接入a、b两点间。你认为小刚的方案是否可行?请加以解释?______。
【答案】甲 A、B 0.1 电流表示数的变化 若ab间导线电阻太小 由灯泡亮度可直观比较阻值大小 限流,防止烧毁电流表和电源 不可行,ab间的电阻改变时,其两端的电压会改变,不能保证电压相同 【解析】
【分析】 【详解】
(1)[1]由表中所给条件知,导线A和C的长度、横截面积相同,导体的材料不同,故可以探究甲同学的猜想。
[2]要探究横截面积与导体电阻大小的关系,就要控制导体的材料、长度相同,横截面积不同,在表格中给的导线中,只有A、B符合条件。
[3]要探究长度与导体电阻大小的关系,就要控制导体的材料、横截面积相同,导体的长度不同,在表格中给的导线中,只有C、D符合条件,故表格空白处应填0.1mm2。 (2)[4][5]为判断a、b两点间导体电阻的大小,应知道流过电阻的电流大小,所以应注意观察电流表的示数变化。该电路无保护电阻,当ab间电阻太小时,可导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件。
(3)[6][7]图乙所示的电路,灯泡与电阻串联,一方面增大了电路电阻,对电路起限流,防止烧毁电流表和电源;另一方面,通过灯泡的亮暗变化,也可以可直观比较阻值大小。 (4)[8]图乙所示的电路,由电路中电流表可以读出流经电阻的电流大小,电阻与灯串联,当电路电阻一定时,电阻两端的电压也一定,由欧姆定律I?UU,可求出电阻R?。按照RI设计的电路,当ab间电阻长度变化时,ab间电阻也发生了变化,电路电流变了,从而ab间的电压U也变了,由R?U,不能判断电阻大小的变化,从而达不到实验目的。 I
2.在探究影响导体电阻大小的因素时,同学们作出了如下猜想: 猜想①:导体的电阻与导体的长度有关; 猜想②:导体的电阻与导体的横截面积有关; 猜想③:导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了如图所示的4根电阻丝,规格、材料如表所示:
编号 A B C D 材料 镍铬合金 镍铬合金 镍铬合金 锰铜合金 长度/cm 0.5 1.0 0.5 0.5 横截面积/mm2 0.5 0.5 1.0 0.5
(1)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:____________________________。
(2)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想______(填序号)的实验验证。
(3)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(选填“增大”或“减小”)。 (4)一般说来,所有物体都有电阻,探究过程中,又有同学提出猜想④:电阻还可能跟温度有关。小明为了研究物质的导电性能(或电阻大小)与温度的关系,连接了如图电路,开关S1、S2闭合后,分别用酒精灯给玻璃心柱、细铁丝加热。请回答:
a.在玻璃心柱温度不断升高而发红的过程中,看到L1灯泡从不发光到发光,且亮度逐渐变亮,说明玻璃的导电性能随温度升高而_______(选填“变强”、“变弱”或“不变”); b.在细铁丝温度不断升高而发红的过程中,看到L2灯泡亮度逐渐变暗,说明铁丝的电阻随温度升高而_________ (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】A、B ② 在长度和横截面积相同时,材料不同,电阻大小不同 ③ 减小 变强 变大 【解析】 【详解】
(1)[1]为了验证上述猜想① ,那么应该保持导体的横截面积和材料相同,长度不同,观察表中的数据可知,A、B两根电阻丝材料都是镍铬合金,横截面积都是0.5 mm2,长度不同,这两根电阻丝符合要求;
[2]如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,它们的材料和长度都相同,横截面积不同,这是为了验证猜想② ,导体的电阻与导体的横截面积有关;
[3]分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,两电阻丝的材料不同,长度和横截面积相同,而电流表示数不相同,则电阻丝的电阻大小不同,可以初步得到结论:在长度和横截面积相同时,材料不同,电阻大小不同;
(2)[4]只有一根电阻丝,可以验证猜想① ,材料一样,横截面积也相同,调整M、N两点间的长度即可;也可以验证猜想② ,材料一样,调整M、N两点间的长度相同,对折这根电阻丝,使横截面积不同即可;但是不可以验证猜想③ ,因为只有一根电阻丝,材料是固定的;
(3)[5]根据导体的电阻大小和导体的横截面积关系可知,在材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小,可知道将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就减小了输电线的电阻;
(4)[6]由于L1灯泡从不发光到发光,且亮度逐渐变亮,说明了电流在变大,那么这条支路的总电阻在变小,灯泡电阻不变,那么玻璃心柱的电阻变小,玻璃心柱的导电性能变强,即玻璃的导电性能随温度升高而变强;
[7]L2灯泡亮度逐渐变暗,这说明了这条支路的电流在变小,总电阻在变大,灯泡电阻不变,那么铁丝的电阻在变大,铁丝温度不断升高,说明铁丝的电阻随温度升高而变大。
3.张峰有一个标准的电压表,它有0~3 V和0~15 V两个量程。用它测量由两节干电池串联组成的电池组的电压时,接线正确,但他读出的读数是10 V,这显然是错误的。请你说出他出现错误的原因:_________________。实际电压应是_____V。他接着按照课本要求探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图所示。把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流,填入下表: 实验次数 1 2 3 A处的电流IA 0.10 0.20 0.40 B处的电流IB 0.12 0.24 0.48 C处的电流IC 0.22 0.44 0.88
(1)表格设计存在一个不足之处,是________,通过对上面数据的分析,可以得出是______。
(2)测量三次的目的是_____,在这次实验中他是通过采用_____(填“改变电源电压”或“更换不同规格的小灯泡”)的方法改变电流的大小从而进行三次实验。
(3)结合你用一个电流表做实验时的体会,提出一条对本实验的改进意见: _____。 【答案】看错了电压表量程 2 电流没有单位 并联电路干路中的电流等于各支路电流之和 避免偶然性,使结论更具有普遍性 改变电源电压 使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流 【解析】 【详解】
出错的原因是接的小量程却按大量程读数,电源由两节干电池组成,电源电压最高是3 V,电压表示数不可能超过3 V,电压表大量程分度值是0.5 V,小量程分度值是0.1 V,大量程是小量程的5倍,电压表读数10 V是弄错了量程造成的,把小量程当做大量程了,因此正确读数是2 V;
(1)分析表格中的数据可知,此表格设计中电流没有单位;
由表中实验数据可知,支路电流之和等于干路电流,可以得出的实验结论是:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
(2)多次测量的目的是获得多组实验数据,避免偶然性,使实验结论具有普遍性与可靠性;
据表格中的数据可知,小灯泡的电流是成倍数的增加,所以是通过改变电源电压的方式进行的实验;
(3)一个电流表在不同位置测量时,读数误差较大,且要多次拆、接电路,稍显麻烦,为了减小误差、方便测量,可以使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流。
4.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I B.读出电阻箱的示数R
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I
D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大
),S为单刀双掷开关,R0为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要
(1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号).
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为 Ω.若已知R0的阻值为10Ω,则待测电阻的阻值为____Ω.
(3)本实验采用的物理思想方法可称为_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
【答案】(1)DCAB.(2)47Ω;47Ω.(3)等效替代法.
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