专题16 电压和电阻-初中应用物理知识竞赛专题讲义

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初中应用物理知识竞赛专题讲座16专题十六  电压与电阻【知识要点解读】1．电压与电压表。.电源的作用是导体两端产生电压，电压的作用是自由电荷定向移动形成电流。测量电路中两点之间的电压用电压表。电压表要并联在被测电路两端，电压表测量的是与它并联的用电器两端的电压。2.电阻。导体的电阻是描述导体对电流阻碍作用的物理量，电阻的大小由导体本身性质决定的，它取决于导体的长度、横截面积和材料。导体的电阻与导体长度成正比，与横截面积成反比。滑动变阻器是靠改变连入电路的电阻丝长度来改变电阻大小的。变阻器在电路中可以起到调节电压、改变电流、保护用电器的作用。电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。使用电阻箱时，把两个接线柱接入电路（两接线柱不分正负极），调节旋盘就能得到0~9999.9欧（或999.9欧）之间的任意阻值。电阻箱的读数方法是：各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。【竞赛知识拓展】初中应用物理知识竞赛关于电压与电阻拓展的知识点主要有：1.电压表检测电路用电压表并联在电路中两点之间检查电路断路故障时，若电压表有读数，则说明电压表与电源之间构成了通路，则这两点之间有断路故障。2. 导体的电阻还与温度有关。金属导体的电阻随温度的升高而增大。3.测电笔是广大电工经常使用的工具之一，用来判别物体是否带电。它的内部构造是一只有两个电极的灯泡，泡内充有氖气，俗称氖泡，它的一极接到笔尖，另一极串联一只高电阻后接到笔的另一端。当氖泡的两极间电压达到一定值时，两极间便产生辉光，辉光强弱与两极间电压成正比。当带电体对地电压大于氖泡起始的辉光电压，而将测电笔的笔尖端接触它时，另一端则通过人体接地，所以测电笔会发光。测电笔中电阻的作用是用来限制流过人体的电流，以免发生危险。   【经典竞赛题分析】例1. （2016上海物理竞赛） 白炽灯泡的灯丝断开后，可把断头搭接起来使用，这时灯丝的（）（A）电阻变小，电流强度变大     （B）电阻变大，电流强度变小（C）电阻和电流强度都变大       （D）电阻和电流强度都变小例2. （2016上海物理竞赛）小红按照如图所示的电路进行实验。闭合电键后，移动滑片P的过程中，灯泡L始终不亮。为了查找电路故障，用电压表进行检测，先将电压表的负接线柱与 A接线柱相连，电压表的正接线柱依次与电路中的其它接线柱相连，对应电压表示数如表格所示，若导线质量完好且接线柱连接完好，则可判断电路中一定存在故障的是（）（A）电池      （B）电键（C）灯泡     （D）滑动变阻器【参考答案】C 例3. （2014上海市初中物理竞赛初赛试题）如图22所示的电路中灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器最大电阻为R0，灯的电阻保持不变，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，灯L1、L2的亮度变化情况是（     ）  A．当R2>R0时，L1变暗，L2 变亮B．当R2>R0时，L1先变暗后变亮，L2 先变亮后变暗   C．当R2<R0时，L1先变暗后变亮，L2 先变亮后变暗   D．当R2<R0时，L1先变暗后变亮，L2 不断变亮【参照答案】．AD例4. （2014上海市初中物理竞赛初赛试题）如图21所示，电流表A1和A2的示数分别为3A和2A，若将R2、R3、R4中的某两个电阻互换，其它条件不变，发现两电表的示数不变。则通过R1的电流为（     ）                                      A．3.5A       B．4.0A       C．4.5A        D．5.0A 【参照答案】．AB      学科网例5. （2014上海市初中物理竞赛初赛试题）某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，测量并记录了多组电压表的电流表的示数，根据数据分析，连接的电路可能是图5电路图中的（   ）         【参照答案】．B【竞赛实战训练】一．选择题1. （2014上海市初中物理竞赛初赛试题）阻值为1/3Ω的电阻与阻值为1/6Ω的电阻并联后的阻值为（   ）  A．1/9Ω          B．1/6Ω          C．1/3Ω             D．1/2Ω【参照答案】．A2.（2008上海物理竞赛题）在如图1所示的电路中，闭合电键S后，灯L不发光。现用电压表检查电路故障，测得Uad=6.0V，Ucd=0V，Ubc=0V，Uab=6.0V，该电路的故障可能是（   ）A．灯L断路       B．电阻R断路  C．电阻R’断路     D．电键S断路【参考答案】：D【名师点评】在物理实验时，电路可能出现故障，要掌握用电压表检查电路故障的方法。此题考查用电压表检查电路故障。学科网3.（2005大连物理竞赛题）小明家中的几盏亮着的电灯突然全部熄灭了，检查保险丝并未烧断，用测电笔测试插座的两孔时，氖管都发光。以下对故障的判断正确的是[      ]  A.灯泡全部烧坏          B.进户零线断路    C.室内线路发生短路      D.进户火线断路【参考答案】.B【名师点评】用测电笔测电时，笔尖触到测试体上，手接触测电笔的尾部。如果测试体带电，则测电笔的氖管会发光；若氖管不发光，则说明测试体不带电。 4.. （2008年第18界全国初中应用物理知识竞赛题）．图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之间安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器，下列说法正确的是(    )A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体　　B．在任何电压下避雷器都是导体C．在任何电压下避雷器都是绝缘体　　D．避雷器在遇到雷击的电压时是导体，在通常电压下是绝缘体【参考答案】： D 5.(2006重庆初中应用物理知识竞赛初赛）应该用测电笔去辨别火线和零线，决不能用手直接去接触电线，这是因为A．  手接触火线时，手不会发光，无法辨别火线B．  手接触零线时，通过人体的电流很大，人体会触电C．  氖管发光时，一定不会有电流通过人体D．  氖管发光时，通过人体的电流很小，人体不会触电【参考答案】：D  6.（2005大连物理竞赛题）小明家中的几盏亮着的电灯突然全部熄灭了，检查保险丝并未烧断，用测电笔测试插座的两孔时，氖管都发光。以下对故障的判断正确的是[      ]  A.灯泡全部烧坏          B.进户零线断路    C.室内线路发生短路      D.进户火线断路【参考答案】：B7．（1992全国初中应用物理知识竞赛题）白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是 A．便于灯丝散热，防止灯丝熔断。B．尽量减少灯丝的电阻。C．减少灯丝散热，提高灯丝的温度。D．减少灯丝在高温时的升华。【参考答案】：C     学科网8.（2008上海物理竞赛题）AB、BC、AC、AD、BD、CD六根阻值均为R的电阻丝连接如图所示，则A、D之间的等效电阻为  （   ）A．R/2       B．R   C．2R/3       D．R/3 【参考答案】：A二、填空题[来源:学科网]1.（2006重庆物理竞赛题）一根均匀导线横截面积为0.5mm2，电阻为1Ω。如果把它从中点对折后再胶合成一根短导线，这根导线的横截面积是      mm2，电阻是            Ω【参考答案】：1.0   0.25【名师解析】2.（2000年第十届全国初中应用物理知识竞赛题）. 不同时刻测量一段镍铬合金丝的电阻，其电阻－时间图象如图3所示。与时刻t1相比，t2时刻的温度比较         。 【参考答案】：高
 3.(2003全国初中应用物理知识竞赛题）图4是一个电表的表盘。也许你没有学过这种电表的用法,但根据所学的其他电表的读数方法,你也能知道,它的示数是______,单位是___________。【参考答案】：26  Ω或欧姆    4. （2007上海初中物理知识竞赛复赛题）修理家用电器时需要一只4.75kΩ的电阻，但手头只有l0kΩ、8kΩ、500Ω、300Ω的电阻各两个。请从现有的电阻中选择若干电阻得到最接近所需要的电阻值。在右方虚线框中画出电路图，并标明个电阻的阻值。得到的电阻阻值为        。【参考答案】：4.74kΩ。电路图如图所示。[来源:学科网] 校验次数12[来源:学科网ZXXK]3456校验电灯接入点[来源:学科网ZXXK]a、fa、bc、de、fa、dc、f发光情况正常发光不发光亮度较暗不发光亮度较暗正常发光[来源:学科网]5. （2007株洲长鸿杯竞赛题）图5所示是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路，接在电源上，已知该电路中有一个元件断路，有一个元件短路，但不知道是哪两个元件有故障。今用一个校验电灯分别接在电路各处，得到下表所示的结果。由此可判断断路的元件是         ，短路的元件是         。【参考答案】．开关   指示灯例2.（2006重庆初中物理知识竞赛初赛题）王兵同学在探究“电流与哪些因素有关”的实验中，首先猜想到电流通过导体会受到阻碍作用，当导体的电阻发生变化时，电流也会发生变化。王兵同学选择了如图2所示的几种实验器材探究电压不变时电流是否随电阻变化。 ⑴请帮他设计实验并用笔画线将图7的实验器材连接成正确的实验电路。 ⑵为了探究电流是否会随电阻变化，并且已经按设计的电路连接好了电路，应该怎样进行实验？请写出主要的实验步骤。 ①                                      。②                                            。⑶按王兵同学选择的器材进行实验探究，在操作过程中有没有什么特别应该注意的问题？ ⑷王兵同学选择这些器材进行探究有没有不合适的地方？请你提出一些改进的建议。 【名师解析】学科网（1）实验电路如图所示。【名师点评】此题以探究“电流与哪些因素有关”的实验切入，考查电路连接，实验步骤，操作注意事项等。三、综合运用题1.（2006全国初中应用物理知识竞赛题）小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。他用的小彩灯规格是“2.5 V, 0.25 A”,通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。小彩灯的构造如图6所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2.5Ω,热时约为15。细金属丝的电阻为1Ω，正常（低压）情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压（如220 V）时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。 【名师解析】  2.（2006全国初中应用物理知识竞赛题）小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。图7是元件的面板、图8是元件壳体内部的原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的A、B、 D三根导线（B、C间己有一短导线在内部相连）与外面的①②③三根导线的连接关系（如图9 ).因为室内导线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光；第②、③根导线不能使试电笔发光。根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？小军经过仔细思考后认为，不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。（1)你认为小军的观点对不对？为什么？ (2)你能不能利用常用的家用电器，如台灯等（均带有插头），鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接？说出你的方法并简述理由。 (3）根据你的判断，将图9中①②③根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。