53讲 电学专有讲义（含答案） 2024年初中物理自主招生讲义68讲

53讲电学专有讲义（含答案）2024年初中物理自主招生讲义68讲初中物理自主招生讲义531．半导体材料的特点与作用【知识点的认识】（1）根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，如：硅、锗等。常见半导体有：锗、硅、砷化镓等，即硅属于半导体材料。（2）半导体的特性：①在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质，半导体的导电性能就会成百万倍的增加﹣﹣这是半导体最显著、最突出的特性。例如，晶体管就是利用这种特性制成的。②当环境温度升高一些时，半导体的导电能力就显著地增加；当环境温度下降一些时，半导体的导电能力就显著地下降。这种特性称为“热敏”，热敏电阻就是利用半导体的这种特性制成的。③当有光线照射在某些半导体时，这些半导体就像导体一样，导电能力很强；当没有光线照射时，这些半导体就像绝缘体一样不导电，这种特性称为“光敏”。例如，用作自动化控制用的“光电二极管”、“光电三极管”和光敏电阻等，就是利用半导体的光敏特性制成的。（3）半导体最基本的是二极管和MOS管，原理都是基于N型和P型半导体构成的PN结。二极管是单向导电器件，可以实现整流控制等。MOS管是栅控器件，是目前集成电路中最基本的单元。（4）半导体是微电子产业的基础。控制是它的核心。在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大改善，从而可以把它们制成：①光敏电阻：有无光照电阻值差异很大。②热敏电阻：温度略有变化，电阻值变化很明显。③压敏电阻：电压变化，电阻值明显变化。（5）二极管：具有单向导电性。三极管：具有将电信号放大的作用。半导体元件的应用十分广泛，已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。【命题方向】一是根据导电性来判断材料；二是按半导体的特点：例如半导体分为：二极管、三极管、集成电路。其中半导体可以根据各自特点做出许多电阻，例如热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等等。二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性等来出题。例1：LED灯是一种新型的高效节能光源，它的核心元件是发光二极管。二极管由下列哪种材料制成（）A．陶瓷材料B．金属材料C．半导体材料D．超导材料分析：二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性。二极管是由P型半导体和N型半导体组成的，这两种半导体相互接触时，其交接区域称为PN结，PN结具有单向导电性。解：A、陶瓷是绝缘体，B、金属是导体，C、半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，D、超导现象是导体的电阻为变零时的现象。故选C。点评：本题综合考查了导体、绝缘体、半导体和超导体，它们都有很重要的用途。例2：如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体（）A．良好的导电特性B．良好的绝缘特性C．电阻随温度变化而变化的特性D．电阻随光照变化而变化的特性分析：半导体的阻值会随着光照或温度的变化而发生变化，电子体温计是利用了后者。解：半导体的阻值随着温度的变化而发生变化，根据欧姆定律，流过感温头的电流也随之发生变化，以此来反映人的体温。故选C。点评：因为半导体的阻值随着光照或温度的变化而发生变化，故在电子产品中应用非常广泛，应注意了解其应用。【解题方法点拨】半导体材料在生活中的应用，要记住。一．半导体材料的特点与作用（共3小题）1．如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体（）A．良好的导电特性 B．良好的绝缘特性 C．电阻随温度变化而变化的特性 D．电阻随光照变化而变化的特性2．阅读下面短文，回答问题：二极管的导电特性，二极管是一种电学元件，它最重要的特性就是单向导电性。图1甲所示是二极管的实物图和它的电路图符号。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的单向导电性。方法是：将二极管与一个小灯泡、一个开关串联接在干电池两端。闭合开关后，若灯泡亮，表明二极管的连接方式是图1乙所示，这种连接方式相当电路中的通路状态；若灯泡不亮，表明二极管的连接方式是图1丙所示。这种连接方式相当于电路中的断路状态。这个实验很直观地说明了二极管的单向导电性。把二极管、小灯泡。电池、开关分别连接成图2所示电路，请分别说明闭合开关后甲、乙电路中的小灯泡是否发光？。3．半导体二极管具有单向导电性，其电路图符号为，当电流从图左向右流过二极管时，电路导通。当电流从图右向左流过二极管时，电路截止不通。二极管在家用电器中广泛应用，冬天小明家买来一只电热取暖器。说明书中标有该取暖器电炉“220V，200W”字样。小明将取暖器接入照明电路中，再将开关调至“1”位置，电炉丝不亮，将开关调至“2”位置时，电炉丝暗红，将开关调至“3”位置时，电炉丝工作正常（如图）。他拆开调节开关，发现内部接有一个二极管。（1）画出该取暖器符合上述现象的电路图。（2）当开关调至“2”位置时，该电炉的实际电功率是多少？要求推导计算。2．电压表的使用【知识点的认识】（1）电压表的使用规则：①使用电压表前首先要校零，明确电压表的量程和分度值，被测电压不要超过电压表的量程；②电压表应与被测电路并联；③通过电压表的电流方向为红接线柱（+）入，黑接线柱（﹣）出；④电压表可以直接接到电源两极上，所测电压为电源电压．（2）试触：如果不知道被测电压的大约值，采取试触的方法．①反向偏转：说明电压表正负接线柱接反了；②正向偏转角度很小：说明电压表量程选大了；③正向偏转到最大刻度之外：说明电压表量程选小了．（3）电压表与用电器串连接在电源两端，所测电压约等于电源电压．【解题方法点拨】（1）电压表在电路中相当于断路，分析电路连接情况时，可以认为把它擦掉．（2）当电压表与用电器串联时，所测电压约等于电源电压，如图甲．由此可以推理，当乙图电压表所测的灯泡断路时，相当于电压表与左侧灯泡串联，即电压表测断路处的电压等于电源电压．（3）判断电压表出现下图的问题时，注意是试触时出现的，还是未进行操作前出现的，前者原因是正负接线柱接反，后者原因是指针未校零．【命题方向】（1）选择题判断电压表的连接是否正确是常见的题．（2）结合串并联电路的特点，判断电流表还是电压表．例1：在选择电压表的量程时，正确的是（）A．尽可能选择大一些的量程B．经试触后被测电压不超过小的量程时，尽可能选择小量程C．尽管选用的量程不同，但对测量结果毫无影响D．为使测量结果更精确，量程选得越小越好分析：电压表和电流表量程的选取，要先估算出电路中被测电路的电压和电流值，再做选择；在实际电路中一般采取试触的方法选择量程．要注意在不越过量程的前提下，为了测量更准确，要选小量程．解：A、在选择电压表的量程时，只要不超过量程，要选小一些的量程，目的是为了测量更准确，故A错误．B、在选择电压表的量程时，实际电路中一般采取试触的方法，试触大量程接线柱时发现指针偏转很小，应选用小量程进行测量．故B正确．C、在不烧坏电压表的前提下，选择小量程读数更加精确，故C错误．D、尽量选择小量程要有前提，就是不烧坏电压表，故D错误．故选B．点评：本题主要考查了电压表的量程选择，在选择量程时，要注意在不越过量程的前提下，为了测量更准确，要选小一些的量程．例2：图中电压表测量的是（）A．灯L1两端的电压B．灯L2两端的电压C．电源的电压D．灯L1和L2的总电压分析：电压表是测量用电器两端电压的仪表，使用电压表测量用电器两端电压时，必须使电压表与用电器并联．解：要测量某一用电器两端电压，必须使电压表与此用电器并联．由电路图知：闭合的开关相当于导线，电压表与灯泡L1并联，也就是测量灯泡L1两端电压．故选A．点评：正确理解并联的本质是判断电压表测量位置的关键．因为导线电阻为零，所以不能以远近作为判断电压表测量位置的标准．【知识点的认识】（1）电压的测量工具是电压表．实验室常用电压表及元件符号如图：（2）实验室常用的电压表有三个接线柱，两个量程：①当用“﹣”“3”两个接线柱时，量程为0～3V，每一大格表示1V，每一小格表示0.1V；②当用“﹣”“15”两个接线柱时，量程为0～15V，每一大格表示5V，每一小格表示0.5V．【解题方法点拨】（1）电压表和电流表的比较①不同点：电压表是测电压的仪表，表盘中央标有符号V，必须与被测电路并联，可以直接接在电源两端，测电源电压；电流表是测电流的仪表，表盘中央标有符号A，必须与被测电路串联，不能直接接在电源两端，烧坏电流表．②相同点：使用前都要校零，都要选择合适的量程，都要让电流从正接线柱流入负接线柱流出，读数时都要先判断量程，认清分度值，再进行读数，大量程都是小量程的5倍．（2）因为电压表的内部电阻很大，电流表的内部电阻很小，在分析电路时，电压表被看作是断路，电流表被看作是导线．【命题方向】电压表的量程、分度值是考查热点．例1：测量电压的仪表是（）A．电流表B．电压表C．电能表D．电阻箱分析：根据对各测量器材作用的掌握分析答题．解：A、电流表是测电路电流的仪表，不符合题意；B、电压表是测电压的仪表，符合题意；C、电能表是测量电路消耗电能的仪表，不符合题意；D、电阻箱是一种可变电阻，它的作用是改变电路电阻，不能测电压，不符合题意；故选B．点评：本题考查了电学常用器材的作用，是一道基础题，是熟练掌握．例2：学生用电压表有三个接线柱，两个量程，当被测电路的电源是三节蓄电池时，应选用的电压表量程为0～15V．分析：学生电压表有三个接线柱，分别是“﹣”、“3”和“15”；两个量程：0～3V和0～15V；一节蓄电池的电压为2V，电压表使用时不能超出其量程．解：学生电压表有三个接线柱，两个量程；当被测电路的电源是三节蓄电池时，电源电压为3×2V＝6V＞3V，所以电压表应选用的量程是0～15V．故答案为：三；两；0～15V．点评：此题主要考查的是学生对电压表量程和蓄电池电压的了解和掌握，基础性题目．【知识点的认识】电压表的连接规则是：（1）与被测电路并联；（2）电流从正接线柱流入，负接线柱流出；（3）被测电压不能超过电压表使用的量程．为读数精确，能使用小量程时不使用大量程．（4）电压表直接接在电源两极时，所测电压为电源电压．注意：电压表与用电器串联时，尽管连接方法是错误的，但电压表有示数，示数约等于电源电压．【解题方法点拨】（1）电压表量程的选择．①当被测电压不超过3V时，使用0～3V的量程，当被测电压超过3V时，使用0～15V的量程．②在不能预先估计被测电压大小时，可用大量程触法．（2）判断电压表的测量对象．①电流流向法：电压表与用电器是并联的，可沿电流的方向根据是路中的电流的分流点与汇合点确定电压表所并联的对象．例1：图中的电路为串联电路，闭合开关后，电路中的电流路径示意图为：电压表与L2并联，故它测量的是灯L2的电压．②滑线法：可把电压表的两端沿所连接的导线滑动，滑动时可跨过开关、电流表，但不能跨过电源、电压表、用电器，滑至哪些用电器或电源的两端，即测量这些用电器或电源两端的电压．例2：电压表V1的两端分别沿导线向下滑动，右端可滑至L2的右端，左端可滑至L1的左端，则电压表V1测量L2两端的电压；电压表V2的右端可滑至电源的负极（跨过开关），则电压表V2测量电源两端的电压（电压表V1右端不可跨过电源或电压表滑至L1的右端）③短路法：可把电压表去掉，假设用导线连接在该位置，若此时某此用电器或电源被短路，则这些用电器或电源即为该电压表的测量对象．例3：把电压表V1去掉，假设用导线连接在该位置时，灯L1被短路，则电压表V1测量L1两端的电压；把电压表V2去掉，假设用导线连接在该位置时，电源被短路，故电压表V2测量电源两端电压．【命题方向】结合电学的实验课题，让同学把电压表连入电路，这是常出题型，根据已有信息判断量程、正负接线柱是关键．例1：小宁在探究练习使用电压表时，把电压表接成了如图所示的电路．当闭合开关时所发生的现象是（） A．灯泡亮、电压表有示数 B．灯泡亮、电压表无示数C．灯泡不亮、电压表有示数 D．灯泡不亮、电压表无示数分析：电压表应当并联使用，当串联使用时是有读数的．解：由于电压表的电阻比较大，串联使用时，电路中的电流很小，灯泡不会亮，但电压表有读数，接近于电源电压．故选C．点评：本题考查了电压表的使用方法和它的内阻特点．例2：在探究串联电路的电压关系时，某同学使用的电路如图所示，他先用电压表正确的测量了灯泡L1两端的电压，为了测量灯泡L2两端的电压，他想将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点，而保持接电压表B点的不动．你认为这种接法是不正确的（选填“正确”或“不正确”）．理由是电压表正、负接线柱接反了．分析：电压表需要并联使用，电流从正接线柱流入，负接线柱流出的．解：原来电压表的接法是正确的，当直接把电压表的A点线接到C点时，电压表正、负接线柱接反了，这是不正确的，会损坏电压表的．故答案为：不正确；电压表正、负接线柱接反了．点评：本题考查了电压表的使用．若测量L2的电压，应把电压表接线拆下来，再重新接线，并联到L2的两端．二．电压表的使用（共2小题）4．如图所示，有一电路暗盒，盒内有一电源和一阻值大的定值电阻，A、B、C为表面的三个接线柱。现有一电压表，其正、负接线柱分别与红、蓝两线连接，并去试触暗盒中的三个接线柱，测试结果如下表所示，则下列判断中正确的是（）实验次数实验过程实验现象1红线头接A接线柱蓝线头试触C接线柱偏转较大蓝线头试触B接线柱不偏转2红线头接B接线柱蓝线头试触C接线柱偏转较小蓝线头试触A接线柱不偏转A．A、B间连接的是电阻，A、C间连接的是电源，A端接电源正极 B．A、B间连接的是电阻，A、C间连接的是电源，C端接电源正极 C．B、C间连接的是电阻，A、C间连接的是电源，A端接电源正极 D．A、C间连接的是电阻，B、C间连接的是电源，C端接电源正极5．如图所示，L1和L2是两只相同的小灯泡，a、b是电流表或电压表。闭合开关S后，若两灯都能发光，则（）A．a、b均为电流表 B．a、b均为电压表 C．a为电流表，b为电压表 D．a为电压表，b为电流表3．电阻的概念、单位及大小【知识点的认识】（1）符号：R．（2）电路图中的元件符号：（3）定义：电阻是导体对电流的阻碍作用的大小．（4）单位：欧姆．简称：欧．符号：Ω．其他单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）．（5）换算：1MΩ＝103kΩ；1kΩ＝103Ω．（6）电阻是导体本身的一种性质，与电压、电流无关，与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关．（7）电阻器的定义：在电子技术中，经常用到具有一定电阻值的元件，叫电阻器，又叫定值电阻．【解题方法点拨】（1）弄清电阻的相关知识，包括定义、符号、元件符号、单位、单位符号、单位换算、电阻器的定义、影响因素等．（2）电阻变化时，电流往往随之变化，而电流变化时，电阻是不随之变化的，因为电阻是导体本身的性质，理解好它们的因果关系．【命题方向】此知识点较为简单，往往结合其他知识点共同考查，所以是学习后续知识的基础．例1：关于导体的电阻，下列说法中正确的是（）A．通过导体的电流是0A时，电阻为OΩB．导体电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比C．粗细相同的导线，长的导线电阻较大D．同种材料制成的长短一样的两条导线，细的电阻较大分析：电阻是导体本身的一种性质，其大小由导体的材料、长度、横截面积所决定，与其它因素无关．要比较导体电阻的大小，这三个因素必须都确定才能比较．解：A、导体的电阻是导体本身的一种性质，导体一定，则电阻一定，其大小与导体中是否有电流通过无关．故A错误．B、导体的电阻可以通过导体两端的电压和导体中的电流来求解，但其大小是由导体的材料、长度、横截面积决定的，与电压和电流大小无关．故B错误．C、导体的材料没有告诉，所以，长导线的电阻不一定比短导线的电阻大；若是同种材料粗细相同的导线，则长的电阻一定大，故C错误．D、根据电阻的决定因素可知，导体的电阻与横截面积成反比，所以在材料长度相同的情况下，细的电阻较大．故D正确．故选D．点评：电阻可以利用公式：R＝来计算，但R不与U成正比，也不与I成反比，电压增大几倍，导体中的电流也增大几倍，比值即电阻不变．例2：电热毯内的电阻丝断了，如果将电阻丝的两个断头接上后继续使用，电热毯的接头处很容易被烧焦，这样做很不安全，接头处的电阻常称为“接触电阻”．下列关于“接触电阻”的判断正确的是（）A．接触电阻较大，它与电阻丝的其他部分串联B．接触电阻较大，它与电阻丝的其他部分并联C．接触电阻较小，它与电阻丝的其他部分串联D．接触电阻较小，它与电阻丝的其他部分并联分析：解答本题的关键就是理解接头处被烧焦的原因是温度过高造成的，而温度过高是因为热量多．解：电热毯内的电阻丝断了，将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相连，由于接触的部位很少，很细，电阻就较大，它与电阻丝的其他部分串联．根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的．故选A．点评：此题考查电热毯接头处被烧焦的原因，就是因为电阻过大造成的．会根据焦耳定律的计算公式进行分析解决问题．三．电阻的概念、单位及大小（共2小题）6．根据电流表和电压表的知识推断，图示表头的仪器是测量（填物理量的名称）的仪表，指针所指示的物理量的大小是，此仪器的刻度与电流表、电压表的区别是（写出一点即可）：。7．同学从网络上查询到电子体温计和空调温控装置都用到了热敏电阻，并查阅到一些数据。如图为某热敏电阻阻值随温度变化的图像，若将此热敏电阻制成的电子体温计用绝缘膜包好置于正常人腋窝中央测量体温，请计算此时热敏电阻的阻值。4．影响电阻大小的因素【知识点的认识】（1）影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积、温度．（2）控制变量法：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．【解题方法点拨】（1）因为电阻是受多个因素影响的，两段导体比较电阻大小时，没有一定的前提条件，是无法比较的．（2）通常情况下，导体的温度都是与室温相同，所以在不提温度时，认为温度是相同的．（3）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，与电压无关，与电流也无关．（4）只有一根电阻线，其他器材足够时，可以研究电阻与长度、横截面积、温度的关系，不能研究电阻与材料的关系．（5）下面两个实验装置很类似，现象和结论是不同的．甲图实验现象是：灯泡变亮，说明：导体和绝缘体之间没有明确的分界，当玻璃加热到红炽状态时，由绝缘体变成导体；乙图实验现象是：灯泡逐渐变暗，说明：灯丝的电阻随温度的升高而增大．【命题方向】以探究影响电阻大小的因素为题材，考查控制变量法思想的应用，是考题热点．常见错误为：比较导体电阻在小时，没有考虑全各个因素的影响；描述实验结论时，没有考虑其他因素一定的前提条件，即“当…一定时”．例1：如果不考虑温度的影响，导体的电阻的大小与下列哪个因素无关（A．导体的材料B．导体的长度C．导体的横截面积D．导体两端的电压分析：如果把导体比作一条公路，电阻比作堵车事故：水泥路面比土道畅通，即材料影响电阻；宽敞的路比窄路畅能，即横截面积影响电阻；路越长堵车机会越大，即长度影响电阻．解：电阻是导体本身的一种性质，电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度，与电压、电流等外界因素无关．根据影响电阻大小的因素来判断，A、B、C都影响电阻，D不影响．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．与导体两端电压的高度，导体中电流的大小等都没有关系．例2：在温度一定时，比较两根铜导线的电阻的大小，下列说法中正确的是（）A．长导线的电阻大B．细导线的电阻大C．长度相同，粗导线的电阻大D．粗细相同，长导线的电阻大分析：导体电阻的大小由温度、材料、长度和横截面积四方面因素共同决定．所以在比较两根导线电阻大小关系时，一定要在其他三个因素都相同的情况下，通过比较其中的某一个因素，才能比较出两根电阻的大小关系，否则是很难比较出来的．解：AB、电阻的大小不仅跟导体的材料有关，还跟材料的长度和横截面积大小有关，所以选项A、B都不正确；C、在长度和材料相同时，导体的横截面积越小，即导线越细，电阻越大，故C选项错误；D、在横截面积和材料相同，长的铜丝电阻大，故D正确．故选D．点评：本题考查了决定电阻大小的因素，用好控制变量法正确分析是本题的关键．四．影响电阻大小的因素（共7小题）8．如果在粗细相同中的铜丝、铁丝、镍铬合金丝中选择做电学实验连接电路用的导线，最好选用（）A．铜丝 B．铁丝 C．镍铬合金丝 D．三种材料都一样9．将电阻为1欧姆的均匀铜棒拉成半径为原来的的铜线，则这时铜线的电阻为（）A．3Ω B．81Ω C．9Ω D．18Ω10．在生活中我们有这样的发现，电水壶的插头线比台灯的插头线要粗，经过细心的观察，我们发现大功率的用电器的插头线都较粗！请问这样设计的道理是。11．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，从而减小了导线的，以达到减少输电线上电能损失的目的。12．一根粗细均匀的细导线，其电阻为1.8Ω，将它折起来重叠成三段等长部分，作为一根导线，则其电阻为Ω。13．阅读短文，回答问题：PCT是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PCT有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻值随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值随温度的升高而增大，我们把这个温度叫做“居里点温度”。用PCT材料制成的电热器具有发热、控温双重功能。应用十分广泛。（1）家用固体电热灭蚊器就使用PCT陶瓷电热元件，如图为电阻随温度变化的图象，由图可知，该PCT材料的居里点温度为℃。（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃时，电阻会，其温度会（以上选填“变大”或“变小”）；反之，也能自动调节。因此用PCT材料制成的电热器具有自动调节的功能。14．小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下：序号材料长度横截面积1炭钢合金丝LS2镍铬合金丝LS3镍铬合金丝L2S4镍铬合金丝2LS（1）他们应选择序号为的两根电阻丝来探究；（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中，两次电流表指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值（选填“较大”或“较小”），同时小华发现第二次实验中灯泡不亮，你认为原因是（3）以上（2）中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是（）A、水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态C．通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小D、研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同（4）科学研究表明：在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下，导体电阻的大小与长度成正比。你认为他们用上述（2）中的方案能否得到这个结论？请用欧姆定律加以解释。（5）若电流表损坏，换用一只电压表，仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比，请画出一个能反映该实验原理的电路图。（电阻丝用电阻符号表示，导线根数不限。）5．滑动变阻器的使用【知识点的认识】（1）滑动变阻器的接线规则：一上一下．“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中；“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中．（2）滑动变阻器串联在电路中【解题方法点拨】（1）滑动变阻器阻值变小，会引起电路中电流变大，与之串联的用电器两端电压变大．（2）电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值．（3）滑动变阻器要与被控制电路串联．（4）闭合开关前应把滑片移至阻值最大处，即远离下端使用的接线柱．【命题方向】通过滑片的移动引起电流、电压的变化、灯泡亮暗的变化是出题热点．例1：在如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，应选择下列哪种接法（）A．M接A，N接BB．M接C，N接DC．M接C，N接BD．M接A，N接D分析：（1）灯泡亮度变亮，功率变大，根据P＝，电路中电源电压不变，电阻变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短．（2）滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱，哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的，它就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分．解：滑动变阻器的滑片右移，灯泡变亮，功率变大，根据P＝，电路中电源电压不变，电阻变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短．M应该接A或B，N接D．故选：D．点评：（1）掌握根据实际功率判断灯泡的亮度．（2）知道电压和电阻，根据欧姆定律判断电流大小．（3）掌握滑动变阻器的原理、作用、接线柱的接法．例2：关于变阻器的使用方法中错误的是（）A．应先观察变阻器上标识的最大阻值和允许通过的最大电流B．变阻器必须并联在电路中C．闭合开关前，滑片应置于变阻器阻值最大的位置D．变阻器的电阻丝上的两个接线柱只能将其中的一个接线柱接入电路分析：（1）滑动变阻器的原理：改变连入电路的电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流；因此滑动变阻器要串联在电路中．（2）滑动变阻器接线柱的接法：选择上面一个，下面一个．（3）接通电路前，滑动变阻器的滑片必须移到阻值最大处．（4）滑动变阻器的铭牌的物理意义：电阻值表示变阻器上标识的最大阻值，电流值表示允许通过的最大电流．解：A、使用滑动变阻器时，应先观察变阻器上标识的最大阻值和允许通过的最大电流．该选项正确，不符合题意．B、滑动变阻器和用电器串联后，可以通过改变接入电路中电阻丝的长短来改变电路中的电流．故B选项错误，符合题意．C、接通电路前，滑动变阻器的滑片必须移到阻值最大处，因此该选项正确；不符合题意．D、如果都接上面的接线柱，滑动变阻器被短路．都接下面的接线柱，滑动变阻器变为定值电阻．所以要采用一“上”一“下”的连接方式．不符合题意．故选B．点评：掌握滑动变阻器的结构、原理、作用、接线柱的接法、连入电路的注意事项等．五．滑动变阻器的使用（共5小题）15．如图所示，图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a、b、c是它的是三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（）A．电位器与灯泡并联 B．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗 D．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的16．在如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，应选择下列哪种接法（）A．M接A，N接B B．M接A，N接D C．M接C，N接B D．M接C，N接D17．在如图所示的各电路中，能用滑动变阻器调节灯泡亮度的是（）A． B． C． D．18．如图所示是一种调节收音机音量兼开关的调节器（也叫电位器）的示意图，若要使收音机工作时的音量最小，滑片P应置于图中的哪一点（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点19．如图所示，是一种可以改变收音机音量大小的电路元件结构示意图，ABC是固定的铜片，D是一段弧形电阻，E是一端连接在B上的另一端可在D上滑动的铜片。为了使滑片E顺时针转动时音量增大（通过该元件的电流增大），应该将该元件的铜片B和铜片接入电路。6．探究电流与电压、电阻的关系【知识点的认识】（1）探究电流与电压关系①控制不变的量：电阻．怎样控制：采用同一个定值电阻实验．②改变的量：电压．怎样改变：改变电池节数；调节学生电源的旋钮；串联滑动变阻器，调节滑片．③滑动变阻器在实验中的作用：保护电路；改变定值电阻两端的电压．④电路图：⑤结论：当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．（2）探究电流与电阻的关系①控制不变的量：电压．怎样控制：串联滑动变阻器，调节滑片．②改变的量：电阻．怎样改变：更换定值电阻．（不能用滑变阻器来代替定值电阻）③滑动变阻在实验中的作用：保护电路；使定值电阻两端的电压保持不变．④结论：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．【解题方法点拨】（1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定．（2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定．（3）理解结论描述：①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”．②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”．③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”．【命题方向】这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．例：在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干．小明在实验时连接的电路如图1所示．（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A（填“A”或“B”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用；②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是R处断路；小明排除故障后继续实验．（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用；②小明先将R﹦10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向A（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器；④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示，小明由图象得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有伏安法测电阻（只要求填写一个实验名称）．分析：探究电流与电压、电阻关系实验，应采用控制变量法，根据实验目的与题意分析答题．解：（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用；②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是R处断路；（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用；②小明先将R﹦10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向A方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；③由图示电路图可知，电源电压为1.5V×2＝3V，由图示图象可知，电阻两端电压为U＝0.5A×5Ω＝2.5V，滑动变阻器两端电压为：U滑＝U﹣UR＝3V﹣2.5V＝0.5V，由串联电路电流I处处相等，定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比：＝＝＝＝，则R滑＝R，即：定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍，使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验，当定值电阻为25Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为：R滑最大＝R＝×25Ω＝5Ω，若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，滑动变阻器最大阻值至少为5Ω，则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器；④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示，小明由图象得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有伏安法测电阻．故答案为：（1）①A；改变电阻两端电压，进行多次测量；②R处断路；（2）①控制电阻R两端电压不变；②A；5；③电压一定时，电流与电阻成反比；（3）伏安法测电阻．点评：本题考查了实验分析，探究电流与电压、电阻关系实验，要采用控制变量法，应用控制变量法分析即可正确解题．六．探究电流与电压、电阻的关系（共26小题）20．在探究串联电路的电压关系时，某同学使用的电路如图所示，他先用电压表正确的测量了灯泡L1两端的电压，为了测量灯泡L2两端的电压，他想将电压表接A点的哪一段导线改接到电路中的C点，而保持接电压表B点的不动。对这种做法的正确性以及理由三位同学进行如下的讨论：①甲同学：这种做法不正确，因为电压表正、负接线柱接反了；②乙同学：这种做法不正确，因为L2两端的电压值超出电压表的量程；③丙同学：这种做法正确，A点改接到C点时，电压表与L2是并联的。他们的讨论正确的有（）A．只有① B．只有①② C．只有② D．只有③21．小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系。在实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，他下一步的操作是（）A．记录电流表和电压表的示数 B．将变阻器滑片向左移动 C．将变阻器滑片向右移动 D．增加电池的个数22．某实验小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究。（1）断开S3，闭合S1、S2，调节滑动变阻器，由伏特表和安培表的测量数据绘制成如图乙的U﹣I关系图象。根据图象分析，可计算出电阻R＝Ω；（2）断开S2，闭合S1、S3，调节滑动变阻器，测量灯泡L两端的电压和通过的电流，根据测量数据绘制成如图丙的U﹣I关系图象。由图象分析，当伏特表示数为2V时，灯泡L的电阻RL＝Ω；若灯泡L的额定电压为2.5V，小灯的额定电功率为W；（3）闭合S1、S2和S3，调节滑动变阻器，当伏特表示数为2V时，电流表的示数是A；（4）兴趣小组对实验结果进行交流、讨论后，得出以下两个结论：结论一：电阻R中通过的电流与其两端电压成正比；结论二：电灯L中通过的电流与其两端电压不成正比。你认为这两个结论是否正确？结论一；结论二（填“正确”或“不正确”）；若不正确，请说明理由。23．某同学利用如图所示电路研究电流与电阻的关系，实验中他保持滑动变阻器滑片位置不变，换用不同的定值电阻R（5Ω、10Ω、15Ω），使电阻成整数倍地变化，相应的电流记录于下表中，分析实验数据后，得出结论：R两端电压不变时，R中的电流与电阻值不成反比。他得出错误结论的原因是。实验序号123电阻R/Ω51015电流I/A0.40.30.2424．小佳和小宁两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20Ω0.2A”。（1）如图甲所示是小佳画出的电路图，小宁进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表有示数，其操作不当之处：。（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，记为V；他们记录的数据如下表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第组（填写实验序号），理由是。实验序号①②③④电压/V0.51.21.8电流/A0.100.240.340.5（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成比。（5）小佳利用实验数据还计算出定值电阻R的阻值为Ω（结果保留一位小数）。（6）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是。A.探究重力与质量的关系B.测量小灯泡的电阻C.刻度尺测物体的长度25．现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）、电压表（0﹣3V，0﹣15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。（要求连线不得交叉）（2）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向（选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为V时，读出电流表的示数。实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记下三组数据，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：。（3）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器。A.50Ω1.0AB.30Ω1.0AC.20Ω1.0A。26．小雨同探究电流与电压的关系”实验时，连接了如下的实验电路。（1）请你连好滑动变阻器，要求滑片向左移电压表示数变小，并在图乙方框内画出连接好的电路图。（2）小雨又将定值电阻换成标有“2.5V”的小灯泡形成新的实验电路，获得新的电流与电压关系图像如图丙所示，小灯泡的额定功率为。当灯泡两端电压为1.5V时，灯泡电阻为，此时的电阻比正常发光时的电阻（填“大”或“小”）。（3）利用新的电路除了做测量小灯泡的电功率实验，他还可以做的电学实验有：。27．实验探究（1）凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像。应用凸透镜，在照相机中成、的像；用凸透镜做放大镜时，成、的像。（2）在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中，所用电源电压恒为10V。五个定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω。①连接如图所示的电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最（选填“左”或“右”）端。若闭合开关后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是。A．电阻R短路B．滑动变阻器短路C．电阻R断路D．滑动变阻器断路②排除故障后，先接入10Ω的电阻，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时，电压表示数为8V，记下电流表的示数。③用20Ω代替10Ω的电阻做实验时，应使电压表示数为V，记下此时电流表的示数，此时滑动变阻器的滑片P的位置与步骤②时相比向移动（选填“左”或“右”）。④分别将30Ω、40Ω、50Ω电阻接入电路，重复步骤③。⑤实验室有如下两种规格的滑动变阻器，应选择。甲：“10Ω，2A”乙：“20Ω，1A”⑥若将定值电阻换成一个小灯泡，可以测量该小灯泡的电阻和电功率，若滑片向左滑动时，小灯泡的电阻会（“改变”或“不变”），灯的亮度取决于它的。（3）小雨要探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”，分别设计了如下三种实验方案：甲方案乙方案丙方案①如甲图，用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动，记下弹簧测力计示数。②在木块上放置砝码，改变木块对水平木板的压力，重复实验。甲①如乙图，用弹簧测力计水平向右拉木块在水平木板上做匀速直线运动，记下弹簧测力计示数。②在木块上放置砝码，改变木块对水平木板的压力，重复实验。乙①如丙图，用水平向右的力F拉动木板，使它沿水平面滑动，记下弹簧测力计示数。②在木块上放置砝码，改变木块对水平木板的压力，重复实验。丙①你认为方案不妥。②你认为方案便于操作，理由是（说出一个理由即可）。28．现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”：（1）请你用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整；（2）本实验中，电压表的量程应该；（3）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻1/R的变化的图象，由图象可以得出结论：；（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器。A.50Ω1.0AB.30Ω1.0AC.20Ω1.0A29．现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）、电压表（0﹣3V，0﹣15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。（要求连线不得交叉）（2）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：。（3）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向（选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为V时，读出电流表的示数。（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器。A.50Ω1.0AB.30Ω1.0AC.20Ω1.0A。30．要探究“电流与电阻的关系”提供器材如下：电源（3V，内阻可不计），电流表（0﹣0.6A，0﹣3A，），电压表（0﹣3V，0﹣15V），定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各一个），滑动变阻器（“50Ω1A”、“20Ω1A”）、开关和导线若干。（1）请补充完成图1中实物间的连线；（2）电路连接完毕后，接通开关，发现电流表示数几乎为零，电压表有示数，由此分析，出现这一现象的原因可能是。（3）排除故障后，电路中接入5Ω电阻时，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数U，此时电流表示数如图2所示；接着换用10Ω、15Ω电阻再次实验，每次实验时应将电压表示数调为。（4）小雨选取了“50Ω1A”的滑动变阻器进行实验，而小明选取了“20Ω1A”的滑动变阻器。你认为的选择不合适，原因是。31．我们知道，滑动变阻器连入电路中的电阻线越长，电阻越大。小明想设计一个实验，探究通过滑动变阻器的电流I与连入电路中的线圈长度L的关系。可选择的器材：研究对象滑动变阻器R1、学生电源、定值电阻R0、滑动变阻器R2、电阻箱R3（符号）、两个电流表、开关、若干导线及刻度尺。①小明设计的实验电路如图1所示，利用此电路做实验，操作中应注意的问题：。②请你也利用上述器材，设计一个合理的实验，在图2中画出电路图，标出选择的电阻，并针对你设计的电路，说明操作中应注意的问题：。32．利用图甲所示器材研究“电流与电阻的关系”：（1）请在图甲中把余下部分的电路用笔画线代替导线连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电阻变大）。（2）实验过程中必须控制不变。（3）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，则实验时电阻两端的电压为V，实验得出结论：。33．小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。（1）闭合开关后，发现电流表无示数，而电压表有示数，原因可能是。（2）排除故障后进行实验，实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流随电阻R变化的图象；①请在图象上用一块阴影部分面积表示实验时R两端电压数值的大小。②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，然后将10Ω的电阻接入电路，此时应该向（选填“左”或“右”）移动滑片。（3）实验室提供了三个不同规格的滑动变阻器：A：“30Ω2A”，B：“50Ω1A”，C：“100Ω0.1A”，要完成整个实验，应该选取滑动变阻器（填代号）。（4）小明还想测一电阻RX的阻值，但电压表出现了故障不能使用，他用原有的电流表、滑动变阻器，增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图24所示的电路。测量时，闭合S1，将S2拨到l，电流表的示数为I1；将S2拨到2，电流表的示数为I2，小明说待测电阻Rx＝．老师说该设计不合理，原因是。34．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）。（2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。①由图象可以得出结论：电压一定时，。②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为V时，读出电流表的示数。（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于Ω的滑动变阻器。35．用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω2A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻各1个，电流表量程0～0.6A、0～3A，电压表量程0～3V、0～15V实验次序电阻/Ω电流/A1100.592200.303300.204400.155500.12（1）根据图甲将图乙所示的实物图连接完整，电压表量程选择应能满足测量5组数据的要求。（2）滑动变阻器除了保护电路外，另有一个重要作用是。（3）下表为小明提交的实验数据，林老师指出有的数据不符合实际，你认为不符合实际的是实验次序的数据，理由是。36．在探究“电流与电压的关系”实验中，某同学将实物连成如图甲所示。（1）实验电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，然后另画一根导线使电路连接正确；（2）连接正确后，闭合开关，发现电流表的示数几乎为零，电压表示数约为电源电压，其故障可能是；（3）实验过程中，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙所示为A；（4）此实验要移动滑动变阻器多次测量，其目的是.（5）此实验中，不能用小灯泡代替定值电阻进行探究，理由是。（6）得出实验结论后，某同学还想利用本实验探究电流与电阻的关系，则应添加的实验器材有，实验中应保持不变，得出结论。37．在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中，小明选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω四个电阻进行实验，电路图如图甲所示。（1）请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。（导线不能交叉）（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是（填字母）。A．电阻断路B．电流表坏了C．滑动变阻器短路D．电阻短路（3）排除电路故障进行实验。为达到实验目的，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，还起到的作用。实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，应把变阻器滑片向（填“左”或“右”）滑动，同时眼睛盯住才可能达到这个目的。（4）根据实验数据，作出I﹣R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论：。38．某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系。可用的器材如下：电源（电压3V，内阻1Ω）、开关、滑动变阻器（最大阻值为20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。（内阻一般来说指的是电源自身的电阻，是相对于电源外部的电路来说的。因电源在工作时内部也有电流通过，此时电源对电流产生的阻碍作用，就叫做内阻）（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U﹣I图象如曲线图1所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）根据曲线图（图1），在电路图（图2）中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上开关，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是多少？39．在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中，两小组同学提出了以下猜想：小组1猜想：电流可能跟电压成正比；小组2猜想：电流可能跟电阻成反比。（1）小组1的做法是：连接电路，此时开关应处于状态（填“断开”或“闭合”）．保持定值电阻R＝10Ω不变，闭合开关S后，调节滑动变阻器R′，得到多组数据。在分析数据的基础上得出正确结论。（2）小组2连接了如图所示的电路。实验步骤为：①让5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；②将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数1.5V（填“大于”、“小于”或“于”），应将滑动变阻器的滑片向（填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为V时，记录电流表示数；③将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电压表的示数仍大于1.5V．出现上述情况的原因可能是。A．滑动变阻器最大阻值太大B．滑动变阻器最大阻值太小C．电源电压过低D．定值电阻短路。40．如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图。所用实验器材是：电源（6V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、电阻箱（0～999.9Ω）、滑动变阻器（40Ω2A）、开关、导线若干。①用笔线代替导线，按电路图将实物图连成实验电路。②探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值见表一。分析表中数据可知：电阻箱接入电路的阻值为Ω；当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成关系。表一实验序号电压/V电流/A11.00.221.50.332.00.4表二实验序号电阻/Ω电流/A150.42100.23200.1③探究电流与电阻的关系时，应调节改变接入电路中的阻值，并调节使电压表的示数保持相同，读出电流值，所测得几组数据见表二。分析表中数据可知：电阻箱两端的电压为V；当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成关系。④就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为3V，为能完成实验，电阻箱可接入电路的阻值范围是Ω至Ω（保留一位小数）。41．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中。（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视（选填序号）；A．变阻器滑片B．电压表示数C．电流表示数（2）在丙图中，用笔画线代替导线，将电压表正确连入电路；（3）实验中，他所选择的变阻器是（选填序号）；A．10Ω0.5AB．20Ω1AC．50Ω2A（4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是；（5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是。42．小航同学为了探究“电流与电阻的关系”，他设计了如图甲所示的电路进行实验。（1）闭合开关前，小航应将滑动变阻器的滑片P移至最端；（填“左”或“右”）（2）在研究“电流与电阻的关系”时，小航先将5Ω的电阻R接入电路，按正确的操作完成了第一次实验。然后他将5Ω的电阻替换成10Ω的电阻，便直接读出了电流表的示数，比较分析两次实验数据，却发现电流与电阻不成反比。这是因为小航在第二次实验时缺少了一个重要的操作步骤是：。（3）补上这个步骤进行了正确的探究后，小航发现有一个小灯泡，他用这个小灯泡替换了20Ω的电阻，继续进行实验。测得两表示数如图乙所示，此时小灯泡的阻值是Ω。43．实验探究活动中，甲组同学设计了如图15甲所示的电路，对“通过导体的电流跟导体电阻的关系”进行探究，乙组同学将甲组方案改进成了如图乙所示的电路。（1）乙组同学的实验电路改进有何好处？。（2）在实验过程中，乙组同学保持电源电压不变，只通过调节电阻箱先后6次改变A、B间的电阻值，测得相应的电流值如表1所示。表1实验次数I/AAB间电阻值R/Ω10.80520.601030，481540，402050，342560.3030①乙组同学分析表1中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系，你认为其原因是。②乙组同学认真思考后发现了自己在实验过程中的错误，并采取了正确的实验操作。你认为每次改变电阻后应该采取的正确操作是：。（3）正确操作实验后，乙组同学将得到的实验数据记录在表2中。表2实验次数I/AAB间电阻值R/Ωl1.20520.601030.401540.302050.242560.2030请分析表2中的数据，你能得出什么探究结论？。44．图甲是小明“探究电流与电压关系”的实验中所连接的实物图。（1）①将甲图中的滑动变阻器阻值调到最大，试触开关时，会看到的现象是电压表：，电流表：。②图甲中有一根导线接错了，请在错误处画“×”，并在图上改正。（2）改正错误后，测量了几组电压和电流的值如图表：电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.160.200.240.28分析数据得出的结论是：。（3）用这个电路还可以测小灯泡的电阻，将定值电阻换成一只标有“2.5V”的小灯泡，闭合开关后当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光的电阻是Ω（保留小数点后一位数值），图丙是小灯泡的U﹣I图象，请你说明为什么电流与电压不成正比？。（4）小明又发现了一种能测出小灯泡正常发光时电阻的方法，他设计的电路如图丁所示，其中表示标准电阻箱（阻值变化范围是0～9999.9Ω）．（提示：图中的选择开关，可掷向A、B、C、D四挡，当选择开关掷向A挡时，1、2两支路同时接通）请你帮他写出主要的实验步骤：；小明知道了小灯泡正常发光电阻，还利用这个测量结果计算出小灯泡的额定功率，其表达式为P额＝（用符号表示）45．阅读短文，并回答短文后的问题。在“探究电阻上的电流跟电压的关系”的过程中，一些同学作出了以下猜想：猜想A：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越小；猜想B：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越大；猜想C：加在电阻两端的电压增大，通过的电流不变。为了验证上述猜想是否正确，小明用定值电阻和一个电压恒定的电源，及有关的实验器材，设计了电路，按实验要求分别测出有关的物理量。（1）为了完成该实验，需要的测量仪表是、。（2）请你在右边的方框内画出能验证上述猜想的实验电路图。（3）表中是小明在实验中测出的数据，其中R为定值电阻，阻值分别为20Ω、10Ω和5Ω，U是电阻R两端的电压，I是通过电阻R的电流。实验序号R/ΩU/VI/A1R＝20Ω10.05220.1330.154R＝10Ω10.1520.2630.37R＝5Ω10.2820.4930.6通过分析比较实验序号的数据，可知猜想是正确的（填“A”、“B”或“C”）。（4）通过分析比较以上数据，你还发现了。初中物理自主招生讲义53答案与解析一．半导体材料的特点与作用（共3小题）1．如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体（）A．良好的导电特性 B．良好的绝缘特性 C．电阻随温度变化而变化的特性 D．电阻随光照变化而变化的特性答案与解析：半导体的阻值随着温度的变化而发生变化，根据欧姆定律，流过感温头的电流也随之发生变化，以此来反映人的体温。故选：C。2．阅读下面短文，回答问题：二极管的导电特性，二极管是一种电学元件，它最重要的特性就是单向导电性。图1甲所示是二极管的实物图和它的电路图符号。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的单向导电性。方法是：将二极管与一个小灯泡、一个开关串联接在干电池两端。闭合开关后，若灯泡亮，表明二极管的连接方式是图1乙所示，这种连接方式相当电路中的通路状态；若灯泡不亮，表明二极管的连接方式是图1丙所示。这种连接方式相当于电路中的断路状态。这个实验很直观地说明了二极管的单向导电性。把二极管、小灯泡。电池、开关分别连接成图2所示电路，请分别说明闭合开关后甲、乙电路中的小灯泡是否发光？甲图中小灯泡发光，乙图中小灯泡不发光。答案与解析：因为甲图中的电流是从二极管的正极流入，负极流出的，而乙图中是从二极管的负极流出正极流出的，所以甲图中的小灯泡发光，乙图中的小灯泡不发光。故答案为：甲图中小灯泡发光，乙图中小灯泡不发光。3．半导体二极管具有单向导电性，其电路图符号为，当电流从图左向右流过二极管时，电路导通。当电流从图右向左流过二极管时，电路截止不通。二极管在家用电器中广泛应用，冬天小明家买来一只电热取暖器。说明书中标有该取暖器电炉“220V，200W”字样。小明将取暖器接入照明电路中，再将开关调至“1”位置，电炉丝不亮，将开关调至“2”位置时，电炉丝暗红，将开关调至“3”位置时，电炉丝工作正常（如图）。他拆开调节开关，发现内部接有一个二极管。（1）画出该取暖器符合上述现象的电路图。（2）当开关调至“2”位置时，该电炉的实际电功率是多少？要求推导计算。答案与解析：（1）根据分析，开关电路实际由三个开关组成，其中一个开关是二极管，开关电路如图所示。（2）开关2是一个二极管，二极管具有单向导电性，在开关闭和的时间t内，电路有一半时间是导通的，电炉两端的电压U＝U额，电流I＝I额，通电时间t'＝，则电炉的实际功率P＝＝＝＝＝＝＝100W。答：（1）电路如图所示。（2）电炉的实际功率是100W。二．电压表的使用（共2小题）4．如图所示，有一电路暗盒，盒内有一电源和一阻值大的定值电阻，A、B、C为表面的三个接线柱。现有一电压表，其正、负接线柱分别与红、蓝两线连接，并去试触暗盒中的三个接线柱，测试结果如下表所示，则下列判断中正确的是（）实验次数实验过程实验现象1红线头接A接线柱蓝线头试触C接线柱偏转较大蓝线头试触B接线柱不偏转2红线头接B接线柱蓝线头试触C接线柱偏转较小蓝线头试触A接线柱不偏转A．A、B间连接的是电阻，A、C间连接的是电源，A端接电源正极 B．A、B间连接的是电阻，A、C间连接的是电源，C端接电源正极 C．B、C间连接的是电阻，A、C间连接的是电源，A端接电源正极 D．A、C间连接的是电阻，B、C间连接的是电源，C端接电源正极答案与解析：红线头接A接线柱、蓝线头接C接线柱，偏转较大，说明AC之间只有电源，且A端靠近电池的正极；红线头接A接线柱、蓝线头接B接线柱，电压表不偏转，说明AB之间无电源，接的应该是电阻；红线头接B接线柱、蓝线头试触C接线柱，电压表偏转较小，说明BC之间有电源和电阻；红线头接B接线柱、蓝线头试触A接线柱，电压表不偏转，说明AB之间无电源，接的应该是电阻；综合以上分析，得电路图如图所示。故选：A。5．如图所示，L1和L2是两只相同的小灯泡，a、b是电流表或电压表。闭合开关S后，若两灯都能发光，则（）A．a、b均为电流表 B．a、b均为电压表 C．a为电流表，b为电压表 D．a为电压表，b为电流表答案与解析：如果两个灯泡串联，则a应是电压表，而b无论是什么仪表，L2都会被短路，故电路不可能为串联；那么两个灯泡的连接方式一定为并联，所以为了使灯L1、L2正确发光，a处相当于导线，即电流表；b处不能形成通路，否则会形成电源短路，故b处为电压表。故选：C。三．电阻的概念、单位及大小（共2小题）6．根据电流表和电压表的知识推断，图示表头的仪器是测量电阻（填物理量的名称）的仪表，指针所指示的物理量的大小是18欧，此仪器的刻度与电流表、电压表的区别是（写出一点即可）：刻度不均匀或指针右偏，示值越小。答案与解析：从表盘看出标志是：“Ω”，是电阻的单位符号，所以此电表是测量电阻的仪表；此仪表的示数在10～20Ω之间，最小分度值是2Ω，所以欧姆表的示数是10+2×4Ω＝18Ω；欧姆表的“0”刻线在表盘的右侧，刻度值不均匀；电压表和电流表的“0”刻线在表盘的左侧，刻度值均匀。故答案为：电阻、18欧、刻度不均匀或指针右偏，示值越小。7．同学从网络上查询到电子体温计和空调温控装置都用到了热敏电阻，并查阅到一些数据。如图为某热敏电阻阻值随温度变化的图像，若将此热敏电阻制成的电子体温计用绝缘膜包好置于正常人腋窝中央测量体温，请计算此时热敏电阻的阻值。答案与解析：由甲图可设热敏电阻阻值RT与温度t的关系式为：RT＝kt+b，可知当电阻值为600Ω时，温度为32℃，则：600Ω＝k×32℃+b…①当电阻值为400Ω时，温度为42℃，则：400Ω＝k×42℃+b…②由①②得：k＝﹣20Ω/℃，b＝1240Ω，推导出关系为：RT＝﹣20Ω/℃×t+1240Ω，若将此热敏电阻制成的电子体温计用绝缘膜包好置于正常人腋窝中央测量体温，正常人腋窝温度为37℃，则RT的阻值为：RT′＝﹣20Ω/℃×37℃+1240Ω＝500Ω。答：此时热敏电阻的阻值为500Ω。四．影响电阻大小的因素（共7小题）8．如果在粗细相同中的铜丝、铁丝、镍铬合金丝中选择做电学实验连接电路用的导线，最好选用（）A．铜丝 B．铁丝 C．镍铬合金丝 D．三种材料都一样答案与解析：对于长度、粗细相同的铜丝和铁丝、镍铬合金丝来说，铜丝的电阻较小（电阻率小），铁丝、镍铬合金丝的电阻较大（电阻率大）；电阻率小时，损耗电能少，因此在电路连接时需要用铜丝。故选：A。9．将电阻为1欧姆的均匀铜棒拉成半径为原来的的铜线，则这时铜线的电阻为（）A．3Ω B．81Ω C．9Ω D．18Ω答案与解析：∵半径变为原来的，∴由公式S＝πr2可知，截面积变为原来的1/9，根据导体的电阻与横截面积的关系可知，此时电阻变为原来的9倍，截面积变为原来的1/9的同时，长度变为原来的9倍，根据导体电阻与长度的关系可知，电阻又变为9倍。所以，现在的电阻是原来的9×9＝81倍。故选：B。10．在生活中我们有这样的发现，电水壶的插头线比台灯的插头线要粗，经过细心的观察，我们发现大功率的用电器的插头线都较粗！请问这样设计的道理是其它条件一定时，导线越粗，电阻就越小。答案与解析：因为大功率的用电器工作时，电流较大，为了使与其相连的导线或插头能够承受住，则电阻需要更小，根据影响电阻大小的因素考虑，导线越粗，电阻将越小，单位时间内产生的热量就小。故答案为：其它条件一定时，导线越粗，电阻就越小。11．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，从而减小了导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。答案与解析：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。导体的电阻大小与导体的横截面积有关，在其他因素不变的情况下，其电阻的大小与导体的横截面积成反比。所以横截面积增大，导体的电阻减小。故答案为：横截面积；电阻12．一根粗细均匀的