二、填空题
8. 小华算出一个标着“2.5 V 0.3 A”字样的灯泡的灯丝电阻是8.3 Ω,但在灯泡不工作时测得其电阻值为2.5 Ω,你认为产生这种差异的原因是
灯丝电阻随温度升高而增大
。
答案:8. 灯丝电阻随温度升高而增大
解析:
【分析】首先明确导体电阻的影响因素:导体的电阻由材料、长度、横截面积和温度决定,金属导体的电阻还受温度影响,温度越高,金属电阻越大。题目中灯丝的材料、长度、横截面积均未改变,仅工作状态不同导致温度不同,因此两次测量电阻差异的原因与温度有关。
【解析】导体电阻的大小与材料、长度、横截面积以及温度有关,金属灯丝的电阻随温度升高而增大。灯泡工作时,灯丝有电流通过,温度较高,测得的是高温下的电阻;灯泡不工作时,灯丝温度较低,测得的是低温下的电阻,因此两次电阻值不同,差异原因是灯丝电阻随温度升高而增大。
【答案】灯丝电阻随温度升高而增大
【知识点】电阻的影响因素(温度)
【点评】本题结合实际灯泡场景考查金属电阻与温度的关系,属于基础概念应用类题目,难度适中,需掌握电阻的影响因素这一核心知识点。
【难度系数】0.5
9. 如图(a)所示,定值电阻$R_2$的阻值为40 Ω。闭合开关S,电流表$\mathrm{A}_1$、$\mathrm{A}_2$的指针偏转均如图(b)所示,电流表$\mathrm{A}_1$的示数为
1.5
A,$R_1$的阻值为
10
Ω。

答案:9. 1.5 10
解析:
【分析】首先分析电路结构:图(a)中R₁与R₂并联,电流表A₁测干路总电流,电流表A₂测R₂支路的电流。根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此A₁的示数大于A₂的示数;又因为两表指针偏转角度相同,说明它们使用的量程不同,A₁用0~3A量程,A₂用0~0.6A量程。接下来读取电流表的示数,结合并联电路特点和欧姆定律即可计算R₁的阻值。
【解析】
1. 确定电流表量程与示数:并联电路中干路电流大于支路电流,两表指针偏转角度相同,故A₁量程为0~3A,分度值0.1A,示数I=1.5A;A₂量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数I₂=0.3A。
2. 计算电源电压:根据欧姆定律,电源电压U=I₂R₂=0.3A×40Ω=12V。
3. 计算R₁支路电流:并联电路中,R₁的电流I₁=I - I₂=1.5A -0.3A=1.2A。
4. 计算R₁阻值:由欧姆定律得R₁=U/I₁=12V/1.2A=10Ω。
【答案】1.5;10
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、电流表读数
【点评】本题考查并联电路特点与欧姆定律的综合应用,解题关键是根据指针偏转角度相同判断电流表量程,需掌握电流表读数方法和并联电路电流规律,属于基础应用题型。
【难度系数】0.6
10. 如图所示,小明在做以下两个实验:

(1)在图(a)中接通开关后,灯泡不发光,将废白炽灯灯泡灯芯的玻璃柱加热至红炽状态,灯泡变
亮
,这说明
玻璃加热至红炽状态时,会变成导体
。
(2)图(b)中的开关闭合后灯泡发光,加热电阻丝,灯泡变
暗
,这说明电阻的大小跟
温度
有关。
答案:10. (1)亮 玻璃加热至红炽状态时,会变成导体 (2)暗 温度
解析:
【分析】
本题通过两个对比实验探究导体与绝缘体的转化、电阻的影响因素。首先分析图(a):常温下玻璃是绝缘体,电路断开,灯泡不发光;加热玻璃至红炽状态,玻璃变为导体,电路导通,灯泡发光,体现了导体和绝缘体的相对性。再分析图(b):电阻丝常温下导电,灯泡发光;加热电阻丝,电阻随温度升高而增大,电路电流减小,灯泡变暗,说明电阻与温度有关。
【解析】
(1)图(a)中,常温下的玻璃是绝缘体,电路处于断路状态,接通开关后灯泡不发光;将玻璃柱加热至红炽状态时,玻璃的导电性改变,变成导体,电路接通,因此灯泡变亮,该现象说明导体和绝缘体没有绝对界限,一定条件下绝缘体可转化为导体。
(2)图(b)中,开关闭合后灯泡发光,说明常温下电阻丝是导体;加热电阻丝时,电阻丝温度升高,电阻随温度升高而增大,电路中电流减小,因此灯泡变暗,说明电阻的大小跟温度有关。
【答案】
(1)亮 玻璃加热至红炽状态时,会变成导体 (2)暗 温度
【知识点】
导体与绝缘体的转化、电阻与温度的关系
【点评】
本题结合实验现象考查基础电学知识点,需理解材料导电性、电阻随温度的变化规律,通过电路通断和电流变化分析灯泡亮度,难度适中。
【难度系数】
0.6
11. 在电学实验中,经常用到图(a)所示电路。

(1)在探究电流与电压的关系时,多次移动滑动变阻器滑片的目的是
多次实验,探究普遍规律
。
(2)在探究电流与电阻的关系时,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使
电阻两端的电压不变
。
(3)用伏安法测量定值电阻时,多次移动滑动变阻器滑片的目的是
求平均值,减小误差
,某同学用伏安法分别测量了灯泡、定值电阻和发光二极管的阻值,由实验数据绘出了如图(b)所示的三条图线a、b、c,则:a是
灯泡
的图像;b是
二极管
的图像;c是
定值电阻
的图像。
答案:11. (1)多次实验,探究普遍规律 (2)电阻两端的电压不变 (3)求平均值,减小误差 灯泡 二极管 定值电阻
解析:
【分析】
本题围绕电学实验展开,需结合探究电流与电压、电阻关系的实验目的,伏安法测电阻的操作意义,以及不同元件的U-I图像特性分析。首先明确各实验的控制变量要求和操作目的,再根据灯泡、定值电阻、二极管的电阻随电压/温度的变化特点判断图像。
【解析】
(1)探究电流与电压的关系时,需控制定值电阻阻值不变,移动滑动变阻器滑片改变定值电阻两端电压,多次实验是为了获取多组电压、电流数据,从而总结电流与电压的普遍规律,避免实验偶然性。
(2)探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变,更换电阻后电阻两端电压会变化,因此移动滑动变阻器滑片,使定值电阻两端的电压保持不变,符合控制变量法要求。
(3)伏安法测量定值电阻时,移动滑动变阻器改变定值电阻两端电压,多次测量不同电压下的电阻值,求平均值可减小误差。
对于U-I图像:灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,电压增大时电流增大,灯丝温度升高,电阻变大,由R=U/I可知相同电流下电压更大,图像斜率变大,故图线a是灯泡的图像;定值电阻阻值不变,U与I成正比,图像为直线,故图线c是定值电阻的图像;二极管电阻特性非线性,图像介于两者之间,故图线b是二极管的图像。
【答案】
(1)多次实验,探究普遍规律 (2)电阻两端的电压不变 (3)求平均值,减小误差 灯泡 二极管 定值电阻
【知识点】
探究电流与电压关系、探究电流与电阻关系、U-I图像分析
【点评】
本题考查电学基础实验的操作目的和不同元件的电阻特性,需掌握控制变量法的应用,难度中等。
【难度系数】
0.5