初中物理 知识竞赛辅导讲座 十六电压与电阻.docx
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初中物理知识竞赛辅导讲座十六电压与电阻
初中应用物理知识竞赛辅导讲座十六
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.(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
解析:
根据a、d间电压不为零可知电源接线柱接触良好,选项A错误;根据b、d间的电压不为零可知电键的触片或接线柱接触良好,选项A错误;根据用伏特表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零可知c、d之间发生断路,所以这说明灯泡灯丝断了或灯座接触不良,选项C错误D正确。
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。
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。
解答:
(1)实验电路如图所示。
(2)①将滑动变阻器滑片移到使接入电路的电阻最大的位置,接通开关,观察电流表的示数。
②调节滑动变阻器的滑片,改变接入电路的电阻值,观察电流表的示数会不会改变。
(3)滑动变阻器的滑片在移动过程中。
应该使电流表的读数不超过电流表的量程,尤其是不能让滑片移动到使接入电阻为零一端造成电源短路。
(4)容易损坏电流表(或电源),建议在电路中在串联一只适当的电阻。
【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。
例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
解析:
根据测电笔原理,用测电笔测试插座的两孔时,氖管都发光,说明室内零线对地电压为220V,进户零线与地没有接通,进户零线断路,选项B正确。
【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。
【竞赛实战训练】
一.选择题
1.(2005大连物理竞赛题)图1所示为一种按钮开关的构造截面图,图中C是按钮,D是外壳,A、B各有接线柱与电路相连接,下列说法正确的是[]
A.A、B是导体,C、D是绝缘体
B.A、B、C是导体,D是绝缘体
C..C、D是导体,A、B是绝缘体
D..A、B、D是导体,C是绝缘体
1.答案:
A
解析:
按钮、外壳必须是绝缘体,接线柱AB必须是导体,所以选项A正确。
2.(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
2.答案:
D
解析:
雷击的电压非常高,避雷器要在遇到雷击时将强大的电流导入地下,所以避雷器在遇到雷击的电压下是导体,在通常电压下是绝缘体,选项D正确。
3.(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
3.答案:
D解析:
因为家庭电路中火线与零线之间的电压是220V,零线与地之间没有电压,即火线与地之间电压为220V。
当用测电笔来区分火线和零线时,用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线。
如果氖管发光,表示接触的是火线。
因为测电笔的笔尖金属接触火线,测电笔内由阻值很大的电阻,人体和地组成通路,通过人体的电流很小,人体不会发生触电事故,选项D正确。
4.(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
4.答案:
B解析:
根据试电笔原理,用测电笔测试插座的两孔时,氖管都发光,说明室内零线对地电压为220V,进户零线断路,选项B正确。
5.(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。
5.答案:
C解析:
白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状,增大了灯丝的长度,增大了灯丝电阻,可减少灯丝散热,提高灯丝的温度,选项C正确。
6.(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/2B.R
C.2R/3D.R/3
6.答案:
A解析:
当在AD两端加上电压时,由对称性可知,BC电阻丝中不通过电流,,可将BC去掉,得到A、D之间的等效电阻为R/2。
二、填空题
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
1.答案:
1.00.25
解析:
把它从中点对折后再胶合成一根短导线,横截面积变为原来的2倍,长度减小到原来的1/2,电阻变为原来的1/4。
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。
2.答案:
高
解析:
由图象可知,t2时刻镍铬合金丝的电阻减小,在相同电压下,通过的电流增大,由电流热效应可知,镍铬合金丝的温度升高。
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___________。
3.答案:
26Ω或欧姆
解析:
指针指向26,单位为Ω。
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。
4..答案:
4.74kΩ。
电路图如图所示。
解析:
可先将l0kΩ、8kΩ两个电阻并联,其并联值为
kΩ=4.444kΩ,要得到阻值接近于4.75kΩ的电阻,可再串联一个300Ω的电阻,得到的电阻阻值为4.744kΩ。
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。
校验次数
1
2
3
4
5
6
校验电灯
接入点
a、f
a、b
c、d
e、f
a、d
c、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
5.答案.开关指示灯
解析:
用一个校验电灯接在电路a、b之间不发光,说明b、f之间有断路故障;校验电灯接在电路e、f之间不发光,说明b、e之间有断路故障;校验电灯接在电路a、d之间和a、d之间亮度较暗,说明e、f之间的电热丝完好无故障;由此可判断断路的元件是开关,短路的元件是指示灯。
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“2.5V,0.25A”,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220V)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。
1.答案:
如答题图所示,当某个小彩灯L的灯丝烧毁时,AB间形成断路,220V电压就直接加到细金属丝与灯丝导电支架AB之间;
氧化层被击穿,细金属丝与灯丝导电支架导通,此时这个灯只相当于一段导线(如答题图),起到
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