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单元16 电压电阻--2024年中考物理一轮单元复习学思讲测全攻略学案(人教版全国通用)
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课标要求
1.知道电压和电阻。
2.会使用电压表。
3.会看、会画简单的电路图。
4.会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中釆用简单串联电路或并联电路的实例。
5.探究并了解串联电路和并联电路中电压的特点。
自学考点
通过完成填空的自主学习方式深化对考点知识的理解
考点1. 电压
1.电压定义:电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。通常用字母“U”表示。
2.电压单位。电压的单位是伏特,简称伏(V),常用的单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)和微伏(μV)。
它们之间的等量关系:1 KV=10V,1mV=10V,1μV =10V。
3.实验室学生用的电压表
(1)双量程:分别是0~3V , 0~15V。
(2)分度值分别是0.1V,0.5V。
(3)使用规则:遵循“两个必须”,“一个不能”,“三先三后”原则
两个必须:必须将电压表并联接入被测电路的两端。必须使电流从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
一个不能:所测电压不能超过电压表的量程。
三先三后:先调零后使用。先画图后连接。先认清分度值后读数。
考点2. 串联、并联电路电压特点
考点3. 电阻
1.电阻定义:导体对电流的阻碍作用叫电阻。
2.电阻单位:国际单位制中电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。比欧大的单位还有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ),它们之间的换算关系是:1Ω=10KΩ=10MΩ。
3.决定电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积。此外与温度也有关系。
(1)为了比较电阻的大小,在电压一定的情况下,比较通过不同导体的电流大小,这叫转化法。
(2)物理学中对于多变量的问题,常常采用控制变量个数,只让一个因素改变的办法,把多因素的问题变成单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这叫控制变量法。
(3)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、横截面积、和温度.
4. 半导体与超导体
(1)半导体定义:导电能力介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的升高而减小的材料。
(2)超导体定义:在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率为零的物质。
考点4. 滑动变阻器
1. 滑动变阻器构造。
2.滑动变阻器原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
3.滑动变阻器作用:调节滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流。
4.滑动变阻器接法:串联在要改变的电路中,两接线头要“一上一下”。
5. 滑动变阻器铭牌意义:如一个滑动变阻器标有“50Ω2A”表示的意义是:最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。使用前要观察滑动变阻器的铭牌,弄清它的最大阻值和允许通过的最大电流;闭合开关前,滑片应处于阻值最大位置(远离下端接线柱)。
思维方法
一、探究串联电路中电压规律的实验应知应会
(1)分别把电压表连在如图所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点,画出电压表,并标出正、负极.
(2)通过对实验数据的分析可以得出串联电路中电压规律,用公式表示为
U总 = U电源 =UAC = UAB+UBC .
二、探究并联电路中电压规律的实验应知应会
(1)如图所示,灯L1与灯L2并联,要利用这个电路探究并联电路电压的规律,至少要用电压表进行三次测量:画出三次测量的电路图。
①第一次:将电压表并联在 A、B 两点,测出灯L1两端的电压U1;
②第二次:将电压表并联在 C、D 两点,测出灯L2两端的电压U2;
③第三次:将电压表并联在 E、F 两点,测出电源电压U3.
(2)分析实验数据得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等,都等于电源电压.用公式表示为
U总 = U电源=U3=U1=U2
考点例题讲析
考点1.电压与电压表
【例题1】(2023湖南怀化)下列数据最贴近实际的是( )
A. 教室门的高度5mB. 人的正常体温42℃
C. 教室里的大气压强约为D. 我国家庭电路电压为220V
【答案】D
【解析】A.教室门的高度约为2m,故A不符合题意;
B.人的正常体温约为37℃,故B不符合题意;
C.教室里的大气压强约为,故C不符合题意;
D.我国家庭电路使用的交流电电压为220V,频率为50Hz,故D符合题意。故选D。
【例题2】在如图中,要使L1与L2串联,在“〇”处接入电流表或电压表,测量电路中的电流、L1两端的电压。以下做法正确的是( )
A.a为电流表,b为电流表B.a为电压表,b为电流表
C.a为电流表,b为电压表D.a为电压表,b为电压表
【答案】B
【解析】由图可知,a表跟灯泡L1并联,所以a应为电压表;b表串联在电路中,所以b应为电流表,此时电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端的电压。
【例题3】电压表并联在电路中电阻两端,指针指示的位置如图所示。求与电压表并联的电阻两端的电压的大小。
【答案】2V或者10V。
【解析】需要讨论电压表哪两个接线柱接入电路。
当0—3两个接线柱接入电路电阻两端时,电阻两端电压读数根据表盘下端刻度读取,为2V。
当0—15两个接线柱接入电路电阻两端时,电阻两端电压读数根据表盘下端刻度读取,为10V。
考点2.探究串并联电路电压特点实验及其应用
【例题4】请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A. 两灯串联,两电压表示数相同B. 两灯并联,两电压表示数不同
C. 两灯串联,两电压表示数不同D. 两灯并联,两电压表示数相同
【答案】C
【解析】由电路图可知,电流从电源正极流出,依次流过开关、灯泡L1、灯泡L2后流回电源负极,即两灯串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯泡L2两端的电压,由串联电路电压规律可知,电压表V1示数大于电压表V2。故ABD错误,C正确。故选C。
【例题5】如图所示电路中,电电压为3V,R1和R2阻值相等.若断开S2闭合S1、S3,两电阻的连接方式为______(选填“串联或并联”),若断开S1、S3,闭合S2,此时电压表示数为_______V
【答案】 (1)并联 (2)1.5
【解析】若断开S2闭合S1、S3,则R1和R2并列连接在电源两端,即为并联;若断开S1、S3,闭合S2 ,R1和R2 依次连接即为串联,电压表测R1两端的电压;由于R1和R2 阻值相等,根据串联电路的分压特点知道,电压表示数是: .
【例题6】小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中,连接好了的实物电路图如图甲所示,请你协助完成:
(1)在方框内画出与图甲对应的电路图,并在电路图中标上L1、L2。
(2)在某次测量时,电压表的示数如图乙所示,此时灯L1两端的电压为 V。
(3)闭合开关后,小芳发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小芳在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法会造成 。
【答案】(1)见解析图;(2)1.9;(3)断路;(4)电压表的正负接线柱接反。
【解答】解:(1)由实物图分析可知,两盏灯串联,开关控制整个电路,电压表测量灯泡L1两端电压,画出相应的电路图如下:
(2)由图甲可知,电源由2节干电池串联组成,则电源电压大约3V,因此图乙电压表选用的是小量程,其分度值是0.1V,此时电压表的示数是1.9V。
(3)闭合开关S后,灯L1、L2均不发光,说明电路中可能有断路故障,而电压表的示数大小接近电源电压3V,说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连,故灯L1发生断路。
(4)如图,如果将AE导线的A端松开,接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压,这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入,从“+”接线柱流出了,即会造成电压表的正负接线柱接反。
【例题7】为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律.你认为实验的疏漏之处是 。
(3)小华发现,实验中电压表示数明显小于电源电压,他认为产生这一现象的原因是导线有电阻.为了验证猜想是否正确,闭合开关后,小华又测出了电池组两端的电压为2.65V.由此可以判断,导线有电阻 (选填“是”或“不是”)电压表示数明显小于电源电压的主要原因,理由是 。
【答案】(1)如图所示
3
–
V
15
电池组
+
-
L2
L1
(2)2.6 应更换灯泡,多次实验 (3)不是 闭合电路后,电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小
【解析】(1)两个灯泡的灯座右端两个接线柱用一根导线连接上。电压表带3的接线柱与下面L1、所在灯座做短接线柱连接。
(2)电压表示数为2.6V。实验中应该更换灯泡,多次实验。
(3)导线有电阻不是电压表示数明显小于电源电压的主要原因,理由是闭合电路后,电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小。
考点3. 电阻及影响电阻大小的因素
【例题8】在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A. 铜线的电阻一定比铝线的小 B. 长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等
C. 长度相同的两根铜线, 粗的那根电阻较大 D. 粗细相同的两根铜线, 长的那根电阻较大
【答案】D
【解析】电阻是导体自身的一种特性,它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与加在导体两端的电压和通过导体的电流大小无关。
A. 由于没有控制导体长度和粗细相同,所以不能说铜导线电阻一定比铝导线的电阻大,故错误;
B. 长度相同,粗细也相同的铜线、铝线,材料不同,电阻不相等,故错误;
C. 导线的材料和长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较小,故错误;
D. 导线的材料和横截面积相同,长的那根电阻较大,故正确。
【例题9】超导现象是指某些物质在温度很低时电阻变为零的现象。如果某种超导材料能应用于实际,最适合用来制作( )
A.保险丝 B.输电导线 C.电炉丝 D.变阻器的电阻丝
【答案】 B
【解析】利用超导体的零电阻可以实现远距离输电;所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作。A、C中保险丝、电炉丝是利用电流热效应工作的,D、滑动变阻器是接入电路电阻线长度越大电阻越大原理工作的,不符合题意。
【例题10】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
【解析】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、故选D
考点4. 滑动变阻器
【例题11】滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片,改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的( )
A. 材料B. 横截面积C. 长度D. 电流方向
【答案】C
【解析】导体的电阻受导体的材料、长度、横截面积、温度的影响;滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【例题12】下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
【答案】D
【解析】A. 当滑片P向右滑动时,左侧电阻丝接入电路,电阻变大;
B. 当滑片P向右滑动时,电阻丝没有接入电路,电阻不变,也就是接入的电阻为0Ω;
C. 当滑片P向右滑动时,电阻丝得电阻全部接入电路,电阻不变;
D. 当滑片P向右滑动时,右侧电阻丝接入电路,电阻变小。
【例题13】根据电路实物图,画出对应的电路图(电流表位置可以变动,但要符合使用规则)。
【答案】如图所示。
【解析】从电源的正极开始,按照电流的方向,依次串联各元件符号,到电源的负极,最后把电压表并联在灯泡两端。
考点5. 电路故障问题
【例题14】在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表、电流表示数均不变.下列判断正确的是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【答案】B.
【解析】分析电路知,两只灯泡并联,电压表测并联电路的电压,电流表测L2的电流.并联电路的特点是:各用电器工作状态互不影响.根据电流表、电压表在电路中特征来判断.
A.L1短路,则造成电源两极相连,电源短路,电压表、电流表示数均为零.故A不合题意;
B.L1断路,L2支路不受影响,电流表示数不变,电压表示数仍等于电源电压.故B符合题意;
C.L2短路,则电直接接在了电源两极,被烧坏,无示数.故C不合题意;
D.L2断路,则电压表直接测电源电压,示数不变,电流表示数为零.故D不符合题意.
单元模拟检测
《电压和电阻》单元综合素养精准达标模拟检测试卷
(答题时间90分钟,试卷满分100分)
一、选择题(本道大题有10各小题,每小题3分,共30分)
1.(2023辽宁本溪等)如图是物理实验操作考试所用干电池,下列关于这节干电池的物理量估测最合理的是( )
A. 提供的电压约为B. 质量约为500g
C. 高度约为6cmD. 温度约为50℃
【答案】C
【解析】AB.物理实验操作考试所用干电池为1号干电池,电压为1.5V,质量约为80g;故AB不符合题意;
C.1号干电池的高度约为6cm,故C符合题意;
D.人的正常体温为36-37℃,干电池的温度等于周围环境的温度,一般不会超过42℃,故D不符合题意。故选C。
2. 如图所示,甲、乙均为理想电表,当开关S闭合后灯L1、L2都能发光,下列说法中正确的是( )
A.灯L1、L2是串联在电路中的 B.甲一定是电流表,乙一定是电压表
C.当L2短路时L1仍能发光 D.乙、甲两电表示数的比值与L1的阻值相等
【答案】B
【解析】(1)读图可知,开关S闭合后,要使灯L1和L2都能发光只有并联才行,因为电压表要并联在电路中,电流表要串联在电路中,所以电流从正极出发分两支,一支经灯泡L2回负极,另一支经电流表甲、灯L1回负极,所以甲一定是电流表,乙一定是电压表,故A错误,B正确。
(2)因为甲是电流表,当L2短路时,发生电源短路,L1不能发光,故C错误;
(3)乙是电压表,测量L2两端电压,甲是电流表,测量干路上的电流,因此乙、甲两电表示数的比值不等于L1的阻值,故D错误。
3.(2023山东烟台) 在电学实验中,遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示,电源电压恒为,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得和两端电压均为,则故障可能是( )
A. 灯断路B. 灯断路C. 灯短路D. 灯短路
【答案】A
【解析】由电路图可知,灯L1与L2串联,闭合开关后两灯均不亮,说明电路出现断路故障。若用电压表测得ab两端的电压为4.5V,说明电压表的正负接线柱与电源的正负极形成通路,则电路中与电压表并联的L1断路,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4. (2023天津)电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时,连入电路的电阻( )
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 先变大后变小
【答案】B
【解析】由图可知,A、B接线柱接入电路中,则从滑片到A点这部分电阻片接入电路中,当滑片向A端旋转时,电阻片接入电路中的长度变短,则连入电路的电阻变小,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
5. (2023甘肃金昌)2022年我国在超导领域取得重大突破。超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质,应用领域非常广泛。常温下的超导体,最适合制作( )
A. 家用保险丝B. 白炽灯泡的灯丝C. 电熨斗发热体D. 高压输电线
【答案】D
【解析】A.保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的,超导体的电阻为零,无法将电能转化为内能,无法熔断,故A不符合题意;
B.白炽灯泡的灯丝需要将电能转化为内能和光能,超导体的电阻为零,电阻为零无法将电能转化为内能,故B不符合题意;
C.电炉丝需要将电能转化为内能,超导体电阻为零,无法将电能转化为内能,故C不符合题意;
D.超导体的电阻为零,可以远距离输电,当电阻为零时,可使导线损耗为零,便可提高传输效率,故D符合题意。故选D。
6. 下列电路图中,电压、电流关系正确的是( )
A. IA>IB>IC B. UAC=UAB-UBC C. IA=IB+IC D. UAB=UCD+UEF
【答案】C
【解析】A.串联电路中电流处处相等,即IA=IB=IC
故A错误;
B.串联电路中电源电压等于各用电器电压之和,即UAC=UAB+UBC
故B错误;
C.并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即IA=IB+IC
故C正确;
D.并联电路中电源电压等于各支路电压,即UAB=UCD=UEF
故D错误。故选C。
7. (2023湖南益阳)如图所示电路中,电源电压保持不变,和为定值电阻。先闭合开关S1,再闭合开关S2后,电流表和电压表的示数变化的情况是( )
A. 电流表示数增大,电压表示数不变B. 电流表示数增大,电压表示数减小
C. 电流表示数减小,电压表示数增大D. 电流表示数不变,电压表示数增大
【答案】A
【解析】先闭合开关S1,电路中只有电阻R2工作,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压;再闭S2后,两电阻并联,电流表测量干路的电流,电压表仍测量电源电压,由于电源电压不变,所以先闭合开关S1,再闭S2后,电压表示数不变;由于并联电路各支路互不影响,所以通过R2的电流不变,并联电路干路电流等于各支路电流的和,所以先闭合开关S1,再闭S2后,电流表示数变大,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
8. 如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A. 5VB. 3VC. 2VD. 1V
【答案】D
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在L1两端,电压表测量L1两端的电压,灯泡L1两端的电压U1=2V;由串联电路电压的特点可知,L2两端的电压
U2=U-U1=3V-2V=1V
故D符合题意,ABC不符合题意。
9. 如图所示的电路,闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮.调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L2灯丝断了 B.滑动变阻器短路了
C.灯泡L2短路了 D.滑动变阻器接触不良
【答案】C
【解析】闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮,说明电路没有断路。调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,说明滑动变阻器正常,但灯泡L2始终不亮,说明灯泡L2短路。
10.如图所示电路,电源电压为12V,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡始终亮,电流表有示数,电压表示数为0V,则电路发生的故障可能是( )
A.开关接触不良 B.电流表断路 C.滑动变阻器断路 D.电压表断路
【答案】D
【解析】常见电路故障有断路与短路,分析清楚电路结构,根据故障现象分析故障原因。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表与灯泡并联;
(1)若开关接触不良,电路处于断路状态,这时小灯泡始终不亮,电流表没有示数。与题中给出条件不符合,所以电路发生的故障不可能是A选项;
(2)电流表断路,灯泡不亮,电流表没有示数。所以电路发生的故障不可能是B选项;
(3)滑动变阻器断路,灯泡不亮,电流表没有示数。所以电路发生的故障不可能是,C选项;
(4)若电压表断路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡始终亮,电流表有示数,电压表示数为0V。所以电路发生的故障就是电压表断路。
二、填空题(每空1分,共16分)
1. 如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的负极是______片,用水果电池给电路供电时,将_______能转化为电能。
【答案】 铁 化学
【解析】由图可知,电压表3V的接线柱接在了铜片上,“-”接线柱接在了铁片上,由此可知,铁片为水果电池的负极;用水果电池给电路供电时,水果电池的化学能转化为电能。
2. (2023湖南怀化)在图所示电路中,闭合开关后电压表的示数为2.5V,V的示数为4.5V,则电路的电源电压为______V,灯两端电压为_______V。
【答案】 4.5 2
【解析】由电路图知,两灯串联,电压表V测电源电压,V1测灯L1两端的电压,V2测灯L2两端的电压,所以电源电压为4.5V。
据串联电路的电压特点得,灯L2两端电压
U2=U-U1=4.5V-2.5V=2V
3. 如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是______联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则______。
【答案】 串 2∶1
【解析】闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2串联,电压表没有接入电路。
闭合S1、S2,断开S3,灯L1、L2串联,灯L1、L2串联,电压表测量电源电压,即电源电压为U1;闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,又两灯完全相同,则L1和L2两端电压相等,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,则
4.如图所示,电源电压是3V且保持不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为______V; 若断开开关,电压表示数将_____(选填 “变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1 变大
【解析】(1)由电路图知,当S闭合后,两灯串联,电压表测的是灯两端的电压,故灯两端的电压为1V。(2)断开开关后,电压表测电源电压,此时示数为3V,故电压表示数将变大。
5. 两个相同的小灯泡串联起来接入电路中,正常工作.如果其中一只灯泡发生了断路,另一只灯泡
也不能工作.用一根导线或电压表与其中一只小灯泡并联,就能检测出发生断路的小灯泡.你认为
用 (选填“导线”或“电压表”)检测更好些,理由是 .
【答案】电压表;如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡
【解析】选择器材接入电路判断用电器故障时,应该使接入的器材和原电路安全,不能造成短路.要检验灯泡故障,需要将所选器材与其中的一只灯泡并联.如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡.所以不能选择导线,用电压表更好.
6. (2023黑龙江牡丹江)如图是中国科技馆内的超导磁悬浮列车模型和一个环形轨道。模型列车行驶过程中,车内超导体通过液氮降温,从正常态转为超导态,从而减小了导体的______。列车行进时不接触轨道,处于悬浮状态,减小列车行驶时的______。
【答案】 电阻 摩擦力
【解析】超导体超导态时电阻为零,所以从正常态转为超导态,减小了导体的电阻。
悬浮状态时,列车不接触轨道,接触面分离,可以减小摩擦力
7.把很多二极管,三极管和电阻等电子元件做在芯片上,就成了集成电路,其中二极管、三极管是用 材料制成的。随着科技的进步,未来的电子元件如果用 材料来制作,由于没有电阻,不必考虑散热问题,就可以实现电子设备的微型化。
【答案】半导体;超导体。
【解析】把很多二极管,三极管和电阻等电子元件做在芯片上,常用的各种二极管,三极管是由半导体材料制成的,在社会各领域应用广泛;
超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零。当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少热损耗,用作输电导线或制作电子元件。制造电子元件时,由于没有电阻,不必考虑散热问题。
8.在用实验探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,如图是某实验小组进行探究的实验装置,演示板上固定了四条合金电阻线,a、b、c的长度均是1m,d的长度是0.5m;a、b、d的横截面积相同,c的横截面积比a、b的小,a、c是镍铬合金线,b、d是锰铜合金线。当依次把M、N跟a、c的两端连接时,探究的是导体电阻大小与导体_____的关系。实验中采用的方法叫________。
【答案】横截面积 ; 控制变量法。
【解析】由题意可知:a、c两根电阻线,长度相同、材料相同,横截面积不同,因此依次把M、N跟a、c的两端连接时,探究的是导体电阻大小与导体横截面积的关系,这种探究的方法叫做控制变量法。
三、作图题(本大题有3小题,每小题4分,共12分)
1. (2023湖南怀化)如图所示的电路,请在虚线框里填上电表符号(选填“A”或“V”),使开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作。
【答案】如图所示.
【解析】电压表电阻较大,在电路中一般视为开路;电流表电阻很小,在电路中视为导线。由图可知,电流从电源正极流出,必须经过上方的虚线框内的电表,所以该电表是电流表;开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作,电流必须流经R1、R2所在的电路,下方虚线框内的电表与R1、R2并联,如果是电流表,会造成R1、R2短路,所以下方虚线框内是电压表,如图所示.
2.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:灯L1、L2串联,电压表只测量L1两端的电压,不考虑电压表量程的选择,导线不交叉。
【答案】如图所示。
【解析】由题意知,灯L1、L2串联,所以将灯L1、L2首尾连接,电压表测灯L1两端电压,所以电压表与L1并联.
3.请将图中的器材连线完整.要求:两灯串联,电压表只测L1灯两端的电压.
【答案】如图所示。
【解析】为了连线清晰,首先把两灯串联,然后和开关、电源连接起来。再把电压表和灯泡并联,注意电源、电压表正负接线柱。
四、实验探究题(本大题有3个小题,共23分)
1.(7分) 在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要_______根导线;实验中应选择规格_______(相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是_______(填出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?_______,理由是_______。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:_______,改进方法是_______。
【答案】(1)6;不同;(2)L2断路;(3)不能;正负接线柱反接了;(4)一次实验具有偶然性;更换规格不同的灯泡进行多次实验。
【解析】(1)由电路图可知,共需要导线6根导线;为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同的小灯泡进行实验;(2)电压表示数为零,说明电路中出现了断路;若L1断路,则电压表测量的电源电压,有示数;若L2断路,则电压表无示数;(3)测出L1两端的电压,A与电压表的正接线柱相连。小聪将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从负接线柱流入了。小芳的办法是错误的;(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
2. (6分)小其同学根据图甲的电路图,探究“并联电路中电压关系”。
(1)实验中应选择 (选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡L1、L2连接电路;
(2)正确连接电路后,小其测出灯泡L1和L2两端的电压分别是2.6V和2.7V,测量电源两端电压时电压表示数如图乙所示,则电源两端电压是 V,分析数据发现三次测量值有差异,该同学认为可能是以下原因造成的,你认为其中合理的说法是 。
A.测量电压有误差
B.灯泡实际功率不同
C.越靠近电源,电压越大
【答案】(1)不同;(2)2.8;A
【解析】(1)为了使实验结论具有普遍性,应选用不同规格的灯泡进行实验;
(2)电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.8V;
A、测量电压有误差,造成三次测量值有差异,此选项正确;
B、小灯泡亮度由灯的实际功率决定,灯的亮度不同是因为灯的实际功率不同,此选项不正确;
C、本实验中,电压大小与是否靠近电源无关,此选项不正确。故选A。
3. (10分)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关
A、导体的材料 B、导体的长度 C.导体的横截面积
为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铭合金导体,④是锰铜导体。
(1)为避免误操作引起短路现象,保护电路各个元件,连接电路时要求开关处于 状态。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为 V,此时电路中电流表示数为0.2A,则②导体的电阻为__ Ω。
【答案】 (1)断开 (2)B (3)材料 (4)2.4 12
【解析】(1)为避免误操作引起短路现象,保护电路各个元件,连接电路时要求开关断开。
(2)两根导体的材料和模截面积相同,长度不同,根据控制变量法的要求,选择编号①②分别接入电路进行实验,可验证猜想导体的电阻与导体长度的关系,即验证猜想B。
(3)两根导体的长度和横截面积相同,材料不同,分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,说明电路中的电阻不同,由此可知:在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的材料有关。
(4)如图乙,电压表使用的是的量程,分度值为0.2V,示数是2.4V。
电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为
五、综合计算题(本大题有2小题,共19分)
1. (10分)(2022江苏徐州)如图所示,电源电压为3V,开关闭合后,电流表A的示数为0.3A,电流表A1的示数为0.2A。求:
(1)灯泡L1两端的电压;
(2)通过灯泡L2的电流。
【答案】(1)3V (2)0.1A
【解析】(1)由电路图可知,灯泡L1、L2并列的接在电路两点间,所以L1、L2的连接方式是并联。
根据并联电路电压特点可知,L1和L2两端的电压等于电源电压,所以灯泡L1两端的电压为3V。
(2)由电路图可知,电流表A1测通过L1的电流,电流表A测干路电流,根据并联电路电流特点可知,通过灯泡L2的电流为
I2=I-I1=0.3A-0.2A=0.1A
2.(9分)如图所示电路,三个电阻的阻值都为R0,当开关S闭合时,电流表A1、A2、A3的读数分别是I1、I2、I3,试求它们三者的比。
【答案】I1:I2:I3=1:2:3
【解析】三个相同电阻并联,电压相等,各个支路流经电流相等。
I2=I1+I1=2I1
I3=I1+I2=I1+2I1=3I1
所以I1:I2:I3= I1:2I1:3I1= 1:2:3
中考加油站
伏打电堆与伏特
1745年2月18日出生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。他的父亲和一位高贵的妇女结婚之前,一直是耶稣会的一位新教徒,已有十一年之久,这位妇女也是一位宗教信仰很深的人。伏特的父亲有三位担任圣职的兄弟,有九个儿女,其中五个加入教会。伏特非常崇拜他担任副主教的兄弟和他最好的朋友、大教堂牧师加托尼。但伏特在接受耶稣会教育后,宁愿过一种世俗生活,而且他周围的宗教社会整个说来还是快乐的,热爱生活的,而且是相当开明的。
伏特在1800年3月20日,宣布发明了伏打电堆,这是历史上的神奇发明之一。伏特发现导电体可以分为两大类,第一类是金属,它们接触时会产生电势差;第二类是液体(在现代语言中称为电解质),它们与浸在里面的金属之间没有很大的电差。而且第二类导体互相接触时也不会产生明显的电势差,第一类导体可依次排列起来,使其中第一种相对于后面的一种是正的,例如锌对铜是正的。在一个金属链中,一种金属和最后一种金属之间的电势差是一样的,仿佛其中不存在任何中间接触,而第一种金属和最后一种金属直接接触似的。电路名称
串 联 电 路
并 联 电 路
电压规律
串联电路两端的电压等于各支路电压之和,即:U=U1+U2+……+Un
各并联支路两端电压相等,
即:U=U1=U2=……=Un
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
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
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