4.如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成的。材料、长度相同的多芯线的电阻
小于
(选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。答案
4.小于
解析
【分析】要判断多芯线的电阻与单根细导线电阻的关系,需结合导体电阻的影响因素和并联电路的电阻特点:导体电阻与材料、长度、横截面积有关,材料和长度相同时,横截面积越大电阻越小;多根导线并联相当于增大了导体的横截面积,据此可推导结论。
【解析】根据电阻的决定式$ R = \rho \frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,与材料有关;$L$为长度;$S$为横截面积),多根细导线并联时,总横截面积$S_{总}$等于各细导线横截面积之和,即$S_{总} > S_{单}$($S_{单}$为单根细导线的横截面积)。已知多芯线与单根细导线的材料、长度相同,$\rho$和$L$均相同,由于横截面积越大电阻越小,因此多芯线的电阻小于其中每一根细导线的电阻。
【答案】小于
【知识点】电阻的影响因素、并联电阻的特点
【点评】本题结合高压输电的实际场景,考查电阻的影响因素及并联电阻的规律,属于基础概念的应用,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据电阻的决定式$ R = \rho \frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,与材料有关;$L$为长度;$S$为横截面积),多根细导线并联时,总横截面积$S_{总}$等于各细导线横截面积之和,即$S_{总} > S_{单}$($S_{单}$为单根细导线的横截面积)。已知多芯线与单根细导线的材料、长度相同,$\rho$和$L$均相同,由于横截面积越大电阻越小,因此多芯线的电阻小于其中每一根细导线的电阻。
【答案】小于
【知识点】电阻的影响因素、并联电阻的特点
【点评】本题结合高压输电的实际场景,考查电阻的影响因素及并联电阻的规律,属于基础概念的应用,难度较低。
【难度系数】0.7
5. 右图是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要
半导体
(选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的用电器
(选填“电源”或“用电器”)。答案
5.半导体 用电器
解析
【分析】
要解答本题,需掌握两个基础知识点:一是制作芯片的核心材料,二是电路中不同元件的作用。首先,芯片作为集成电路的载体,其制作依赖导电性可调控的材料;其次,判断处理器在电路中的角色,需明确它是消耗电能还是提供电能。
【解析】
1. 芯片的制作材料:半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,可通过掺杂等方式精准调控,是制作各类电子芯片的核心材料;超导体仅在特定低温条件下电阻为零,不适合常规芯片的制作,因此制作该芯片需要半导体材料。
2. 处理器的电路角色:处理器正常工作时,需要消耗电能来完成运算等功能,将电能转化为其他形式的能量,而电源是提供电能的装置,因此该处理器相当于电路中的用电器。
【答案】
半导体 用电器
【知识点】
半导体材料;电路元件
【点评】
本题结合我国自主研发处理器的情境,考查半导体材料的应用和电路元件的基本判断,属于基础识记类题目,难度较低,学生结合常识和课本基础知识点即可解答。
【难度系数】
0.7
要解答本题,需掌握两个基础知识点:一是制作芯片的核心材料,二是电路中不同元件的作用。首先,芯片作为集成电路的载体,其制作依赖导电性可调控的材料;其次,判断处理器在电路中的角色,需明确它是消耗电能还是提供电能。
【解析】
1. 芯片的制作材料:半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,可通过掺杂等方式精准调控,是制作各类电子芯片的核心材料;超导体仅在特定低温条件下电阻为零,不适合常规芯片的制作,因此制作该芯片需要半导体材料。
2. 处理器的电路角色:处理器正常工作时,需要消耗电能来完成运算等功能,将电能转化为其他形式的能量,而电源是提供电能的装置,因此该处理器相当于电路中的用电器。
【答案】
半导体 用电器
【知识点】
半导体材料;电路元件
【点评】
本题结合我国自主研发处理器的情境,考查半导体材料的应用和电路元件的基本判断,属于基础识记类题目,难度较低,学生结合常识和课本基础知识点即可解答。
【难度系数】
0.7
6.有甲、乙两根完全相同的铜导线,把甲导线对折后绞合起来使用,此时它的电阻为$R_{甲}$,若乙导线的电阻为$R_{乙}$,则下列判断正确的是(
A.$R_{甲}>R_{乙}$
B.$R_{甲}=R_{乙}$
C.$R_{甲}<R_{乙}$
D.无法确定
C
)A.$R_{甲}>R_{乙}$
B.$R_{甲}=R_{乙}$
C.$R_{甲}<R_{乙}$
D.无法确定
答案
6.C
解析
【分析】
要判断对折后甲导线的电阻与乙导线电阻的大小关系,需依据电阻定律分析导线对折后长度、横截面积的变化,再推导两者的电阻关系。首先明确:导体电阻由材料、长度、横截面积决定,公式为$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$相同)。已知甲、乙是完全相同的铜导线,初始电阻一致;甲对折后,长度变为原长的$\frac{1}{2}$,横截面积变为原横截面积的2倍,代入公式即可比较$R_甲$和$R_乙$的大小。
【解析】
根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$:
1. 乙导线的电阻:$R_乙=\rho\frac{L}{S}$($L$为导线原长,$S$为原横截面积,铜的电阻率$\rho$固定);
2. 甲导线对折后,长度变为$L_甲=\frac{L}{2}$,横截面积变为$S_甲=2S$;
3. 甲导线的电阻:$R_甲=\rho\frac{L_甲}{S_甲}=\rho\frac{\frac{L}{2}}{2S}=\frac{1}{4}\rho\frac{L}{S}=\frac{1}{4}R_乙$;
因此$R_甲<R_乙$,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
电阻定律;导体电阻的影响因素
【点评】
本题考查电阻定律的基础应用,核心是理解导线对折后长度和横截面积的变化,属于常规基础题,只要掌握电阻与长度、横截面积的关系即可正确解答。
【难度系数】
0.6
要判断对折后甲导线的电阻与乙导线电阻的大小关系,需依据电阻定律分析导线对折后长度、横截面积的变化,再推导两者的电阻关系。首先明确:导体电阻由材料、长度、横截面积决定,公式为$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$相同)。已知甲、乙是完全相同的铜导线,初始电阻一致;甲对折后,长度变为原长的$\frac{1}{2}$,横截面积变为原横截面积的2倍,代入公式即可比较$R_甲$和$R_乙$的大小。
【解析】
根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$:
1. 乙导线的电阻:$R_乙=\rho\frac{L}{S}$($L$为导线原长,$S$为原横截面积,铜的电阻率$\rho$固定);
2. 甲导线对折后,长度变为$L_甲=\frac{L}{2}$,横截面积变为$S_甲=2S$;
3. 甲导线的电阻:$R_甲=\rho\frac{L_甲}{S_甲}=\rho\frac{\frac{L}{2}}{2S}=\frac{1}{4}\rho\frac{L}{S}=\frac{1}{4}R_乙$;
因此$R_甲<R_乙$,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
电阻定律;导体电阻的影响因素
【点评】
本题考查电阻定律的基础应用,核心是理解导线对折后长度和横截面积的变化,属于常规基础题,只要掌握电阻与长度、横截面积的关系即可正确解答。
【难度系数】
0.6
7. 一根长1 m的导线,电阻为6 Ω。先把它剪去一半,再将剩下的一半均匀拉长为1 m,此时它的电阻可能是(
A.12 Ω
B.6 Ω
C.3 Ω
D.2 Ω
A
)A.12 Ω
B.6 Ω
C.3 Ω
D.2 Ω
答案
7.A
解析
【分析】
要解决该问题,需结合电阻定律分析导体长度、横截面积变化对电阻的影响:首先,原导线剪去一半后,长度减半,电阻也随之减半;接着,将剩余的半根导线均匀拉长为原长,此时长度变为原来的2倍,由于导线体积不变,横截面积会变为原来的1/2,再根据电阻与长度、横截面积的关系计算新电阻。
【解析】
1. 原导线长1m,电阻6Ω,剪去一半后,剩余导线长度为0.5m。根据“材料、横截面积不变时,电阻与长度成正比”,剩余导线的电阻为:$ R_1 = \frac{6\Omega}{2} = 3\Omega $。
2. 将剩余的0.5m导线均匀拉长为1m,此时长度变为原来的2倍($ L_2 = 2L_1 $)。由于导线体积不变($ V = L_1S_1 = L_2S_2 $),可得横截面积变为原来的$ \frac{1}{2} $($ S_2 = \frac{S_1}{2} $)。
3. 根据电阻定律$ R = \rho\frac{L}{S} $($ \rho $为电阻率,保持不变),新电阻为:
$ R_2 = \rho\frac{L_2}{S_2} = \rho\frac{2L_1}{\frac{S_1}{2}} = 4 × \rho\frac{L_1}{S_1} = 4R_1 = 4 × 3\Omega = 12\Omega $。
【答案】
A
【知识点】
电阻定律、影响电阻的因素
【点评】
本题考查电阻定律的实际应用,核心是理解导体均匀拉长时,长度和横截面积的变化关系,避免因忽略横截面积的变化导致错解。
【难度系数】
0.6
要解决该问题,需结合电阻定律分析导体长度、横截面积变化对电阻的影响:首先,原导线剪去一半后,长度减半,电阻也随之减半;接着,将剩余的半根导线均匀拉长为原长,此时长度变为原来的2倍,由于导线体积不变,横截面积会变为原来的1/2,再根据电阻与长度、横截面积的关系计算新电阻。
【解析】
1. 原导线长1m,电阻6Ω,剪去一半后,剩余导线长度为0.5m。根据“材料、横截面积不变时,电阻与长度成正比”,剩余导线的电阻为:$ R_1 = \frac{6\Omega}{2} = 3\Omega $。
2. 将剩余的0.5m导线均匀拉长为1m,此时长度变为原来的2倍($ L_2 = 2L_1 $)。由于导线体积不变($ V = L_1S_1 = L_2S_2 $),可得横截面积变为原来的$ \frac{1}{2} $($ S_2 = \frac{S_1}{2} $)。
3. 根据电阻定律$ R = \rho\frac{L}{S} $($ \rho $为电阻率,保持不变),新电阻为:
$ R_2 = \rho\frac{L_2}{S_2} = \rho\frac{2L_1}{\frac{S_1}{2}} = 4 × \rho\frac{L_1}{S_1} = 4R_1 = 4 × 3\Omega = 12\Omega $。
【答案】
A
【知识点】
电阻定律、影响电阻的因素
【点评】
本题考查电阻定律的实际应用,核心是理解导体均匀拉长时,长度和横截面积的变化关系,避免因忽略横截面积的变化导致错解。
【难度系数】
0.6
8. 如图所示,两个长方体金属导体,它们的材料相同且分布均匀,边长分别为$a$、$b$、$c$,且$a>b>c$。当电流分别沿图甲、乙两种方式流过金属导体时,导体阻值较小的是

甲
(选填“甲”或“乙”);若按照图丙的方式把两个金属块接在电源两端,则通过两金属块的电流$I_A$=
(选填“>”“=”或“<”)$I_B$。答案
8.甲 =
解析
【分析】
要解决本题,需结合电阻定律$ R = \rho \frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$一致,$L$为电流路径长度,$S$为电流通过的横截面积)分析甲、乙的电阻大小;再根据串联电路的电流特点判断丙图中电流关系。首先明确甲、乙中电流的路径长度和横截面积,再结合边长关系比较电阻;丙图中两金属块为串联,利用串联电路电流规律判断电流大小。
【解析】
1. 比较甲、乙的电阻:
根据电阻定律$ R = \rho \frac{L}{S} $,材料相同则$\rho$相同。
甲中电流路径长度为$b$,横截面积为$a · c$,故电阻$ R_甲 = \rho \frac{b}{a · c} $;
乙中电流路径长度为$a$,横截面积为$b · c$,故电阻$ R_乙 = \rho \frac{a}{b · c} $。
已知$ a>b>c $,则$ \frac{b}{a} < \frac{a}{b} $,因此$ R_甲 < R_乙 $,即阻值较小的是甲。
2. 判断丙图的电流:
丙图中A、B两金属块串联在电路中,根据串联电路的电流特点:串联电路中各处电流相等,因此通过两金属块的电流$ I_A = I_B $。
【答案】
甲;=
【知识点】
电阻定律;串联电路电流特点
【点评】
本题综合考查电阻定律和串联电路电流规律的应用,核心是正确判断电流路径的长度与横截面积,以及识别电路的连接方式,难度适中,需掌握基本公式和规律。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合电阻定律$ R = \rho \frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$一致,$L$为电流路径长度,$S$为电流通过的横截面积)分析甲、乙的电阻大小;再根据串联电路的电流特点判断丙图中电流关系。首先明确甲、乙中电流的路径长度和横截面积,再结合边长关系比较电阻;丙图中两金属块为串联,利用串联电路电流规律判断电流大小。
【解析】
1. 比较甲、乙的电阻:
根据电阻定律$ R = \rho \frac{L}{S} $,材料相同则$\rho$相同。
甲中电流路径长度为$b$,横截面积为$a · c$,故电阻$ R_甲 = \rho \frac{b}{a · c} $;
乙中电流路径长度为$a$,横截面积为$b · c$,故电阻$ R_乙 = \rho \frac{a}{b · c} $。
已知$ a>b>c $,则$ \frac{b}{a} < \frac{a}{b} $,因此$ R_甲 < R_乙 $,即阻值较小的是甲。
2. 判断丙图的电流:
丙图中A、B两金属块串联在电路中,根据串联电路的电流特点:串联电路中各处电流相等,因此通过两金属块的电流$ I_A = I_B $。
【答案】
甲;=
【知识点】
电阻定律;串联电路电流特点
【点评】
本题综合考查电阻定律和串联电路电流规律的应用,核心是正确判断电流路径的长度与横截面积,以及识别电路的连接方式,难度适中,需掌握基本公式和规律。
【难度系数】
0.5
9.铅笔芯的主要成分是石墨,石墨具有导电性。软硬程度不同的铅笔的用途是不同的,例如素描可用6B软铅笔、考试填涂用2B铅笔、写字用软硬适中的HB铅笔、制图用6H硬铅笔。某一兴趣小组的同学想要探究铅笔芯的电阻与其软硬程度的关系,准备的实验器材有电源(电压恒定)、开关、
电流表
、导线、长度和横截面积都相同而软硬程度不同的铅笔芯(6B、2B、HB、6H)各一根,设计的实验电路如图所示。接下来的操作是将不同软硬程度的铅笔芯分别接入A、B两端,闭合开关
,然后记录接入不同铅笔芯时电流表的示数$I_1、I_2、I_3、I_4$
,若得到$I_1≠I_2≠I_3≠I_4$
,则说明铅笔芯的电阻与其软硬程度有关。答案
9.电流表 将不同软硬程度的铅笔芯分别接入A、B两端,闭合开关 记录接入不同铅笔芯时电流表的示数$I_1、I_2、I_3、I_4$ $I_1≠I_2≠I_3≠I_4$
解析
【分析】
要探究铅笔芯电阻与其软硬程度的关系,需采用控制变量法,保持铅笔芯的长度、横截面积相同,仅改变软硬程度;利用转换法,通过电流表的示数反映电阻大小(电源电压恒定,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电阻不同则电流不同),因此需要电流表测量电流。实验时需将不同软硬的铅笔芯依次接入电路,闭合开关记录电流,若电流不同则说明电阻不同,即与软硬程度有关。
【解析】
1. 实验器材补充:探究过程中需要测量电路中的电流,因此缺少的器材是电流表。
2. 实验操作:首先将不同软硬程度的铅笔芯(6B、2B、HB、6H)分别接入电路的A、B两端;接着闭合开关,记录接入不同铅笔芯时电流表的示数$I_1、I_2、I_3、I_4$;若记录的电流表示数各不相同(即$I_1≠I_2≠I_3≠I_4$),说明不同铅笔芯的电阻不同,由此可知铅笔芯的电阻与其软硬程度有关。
【答案】
电流表 将不同软硬程度的铅笔芯分别接入A、B两端,闭合开关 记录接入不同铅笔芯时电流表的示数$I_1、I_2、I_3、I_4$ $I_1≠I_2≠I_3≠I_4$
【知识点】
电阻的影响因素、转换法、欧姆定律
【点评】
本题是探究电阻影响因素的基础实验,结合控制变量法和转换法,通过电流表的示数变化反映电阻大小,考查学生对电学实验设计的掌握情况,是电学探究类的典型题型。
【难度系数】
0.5
要探究铅笔芯电阻与其软硬程度的关系,需采用控制变量法,保持铅笔芯的长度、横截面积相同,仅改变软硬程度;利用转换法,通过电流表的示数反映电阻大小(电源电压恒定,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电阻不同则电流不同),因此需要电流表测量电流。实验时需将不同软硬的铅笔芯依次接入电路,闭合开关记录电流,若电流不同则说明电阻不同,即与软硬程度有关。
【解析】
1. 实验器材补充:探究过程中需要测量电路中的电流,因此缺少的器材是电流表。
2. 实验操作:首先将不同软硬程度的铅笔芯(6B、2B、HB、6H)分别接入电路的A、B两端;接着闭合开关,记录接入不同铅笔芯时电流表的示数$I_1、I_2、I_3、I_4$;若记录的电流表示数各不相同(即$I_1≠I_2≠I_3≠I_4$),说明不同铅笔芯的电阻不同,由此可知铅笔芯的电阻与其软硬程度有关。
【答案】
电流表 将不同软硬程度的铅笔芯分别接入A、B两端,闭合开关 记录接入不同铅笔芯时电流表的示数$I_1、I_2、I_3、I_4$ $I_1≠I_2≠I_3≠I_4$
【知识点】
电阻的影响因素、转换法、欧姆定律
【点评】
本题是探究电阻影响因素的基础实验,结合控制变量法和转换法,通过电流表的示数变化反映电阻大小,考查学生对电学实验设计的掌握情况,是电学探究类的典型题型。
【难度系数】
0.5
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