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初中三年级物理

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    小明在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现,各小彩灯的连接方式为串联,当其中一只灯丝熔断,其他彩灯却仍能发光,如图甲,这是为什么呢?他仔细观察灯泡的构造如图乙,查阅得知细金属丝表面涂有绝缘物质;取一只完好的彩灯,按图丙电路进行实验,电源电压为7.5V,数据及现象记录如下表:

    请依据上述信息完成以下问题:
    (1)第4次实验电流表示数如图丁,其读数为_________安;
    (2)从数据中发现,通过彩灯的电流与电压不成正比,其原因是________________________________;
    (3)能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质的实验现象是__________________________________;
    (4)请依据彩灯结构及实验现象,推测彩灯串中一只灯丝熔断其他彩灯却仍能发光的原因是_____________________。

    本题信息:2011年浙江省中考真题物理实验题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “小明在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现,各小彩灯的连接方式为串联,当其中一只灯丝熔断,其他彩灯却仍能发光,如图甲,这是为什么呢?他仔细观察灯泡的构造如图...” 主要考查您对

导体,绝缘体

电流的测量,电流表的使用及读数方法

影响电阻大小的因素

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 导体,绝缘体
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  • 影响电阻大小的因素
定义:
(1)容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;

(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,例如:橡胶、玻璃、塑料等;

(3)导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体和绝缘体的比较:
导体 绝缘体
导电能力 容易导电 不容易导电
原因 有大量的自由电荷 电荷几乎都被束缚在原子的范周内
常见材料 金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等
用途 输电线等 电器外壳等

导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因:
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷,它们受原子核的束缚力很小,能够从导体的一个部分移到另一个部分;

(2)绝缘体中,电荷几乎都束缚在原子的范围之内,不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
半导体:
   半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间,比导体差、比非导体强,具有一些特殊的物理性质,温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
(1)半导体二极管具有单向导电性,即只允许电流由一个方向通过元件。

(2)半导体三极管可以用来放大电信号。

(3)应用:
①太阳能电池:当光照到某些半导体时,在半导体内会产生电流。太阳能电池是一种不用燃料、不污染环境、对人类健康无害的电源。
②条形码扫描仪:条形码扫描仪由发光二极管、光敏二极管等元件构成。当发光二极管照射条形码时,光敏二极管便测量被条形码反射回来的光,并将光信号变为电信号,电脑则依据获取的电信号进行分析、检测物品。条形码扫描仪广泛应用于商业、邮政、交通等领域:
③微处理器:微处理器集成了成千上万个半导体元件。
④机器人:机器人内有由大量半导体元件构成的电路.智能机器人将成为工业生产活动的好帮手。

超导体:
1.超导现象:某些物质在很低的温度下,电阻就变成了零,这就是超导现象。

2.应用:
 (1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流,这意味着用细电线就可以输送大电流。
 (2)超导磁悬浮现象,使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
电流表及其使用方法,读数方法:(如下表)

 项目

 电流表

实物图
 符号  
 接线柱  有三个接线柱,分别是“-”、“0.6”和“3”,“-”表示负接线柱,“0.6”和“3”是两个正接线柱
 量程及分度值 0~0.6A量程,分度值为0.02A;0~3A量程,分度值是0.1A 
 使用方法 ①电流表必须与被测用电器串联
②要让电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出
③所测电流不能超过电流表的量程,若不能估测被测电流的大小,可用试触法来试一下
④绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源的两极上,这样会烧坏电流表和电源
 读数方法 ① 根据导线连接的接线柱判定电流表使用的是哪个量程
② 根据量程确定所对应的分度值
③ 根据指针位置正确读取电流表的示数,若指针不指在整刻度要适当估读
④ 记录数值时不要忘记写上单位

电流表的分类及特点:
1.分类:电流表是用来测量电流大小的仪表,常用的电流表是磁电式电流表(亦称磁电式表头),由于测量的需要不同,电流表可分为安培表、毫安表和微安表,

2.特点:电流表的内阻很小,可视为零,接人电路不会影响电路中电流的大小。所以在使用时,不允许把电流表直接接到电源的两极上,这样会造成电流过大,烧坏电流表。

用“试触法”选择电流表的量程:
   在连接电流表之前,为选择合适的量程都要进行试触。试触时主要看指针的偏转情况。
(1)不偏转。一方面可能电流表所在的电路是断路,另一方面也可能是电流表已经损坏。

(2)反偏。即指针向反方向偏转,说明“+”“-” 接线柱接反了,造成通过表中电流的方向相反。这样不但无法读数,还会损坏电流表。

(3)满偏。即指针大幅度地向满刻度偏转,造成满偏的原因:一是待测电路可能发生了短路,电流过大;二是可能所选量程太小。短路和量程太小都会损坏电流表。

(4)偏转太小。偏转太小是由于电流表所选量程太大。一个电流表有0~3A和0~0.6A两个量程,用 0~3A量程时每小格表示0.1A,用0~0.6A量程时,每小格表示0.02A,我们说0~0.6A量程的准确度高些。如果通过电流表的电流是0.04A,用0~3A量程去测就读不准确,而用0—0.6A量程去测就可以读准确。可见换用小量程是为了提高测量的准确度。所以用大量程测而偏角很小时,应该换用小量程。

影响电阻大小的因素:
1.电阻是导体的属性,它的大小只与材料、长度和横截面积有关;与导体两端的电压和通过导体的电流无关。在材料相同时,长度越长,横截面积越小,电阻越大。

2.导体的电阻还与温度有关。一般来说,导体的电阻随温度的升高而增大,如金属导体;也有少数导体的电阻随温度的升高而减小,如石墨类导体。


易错点:
①电阻是导体本身固有的一种属性,不同导体的导电能力是不同的。
②绝缘体之所以能起到绝缘的作用,就是由于其电阻很大的缘故。

典型例题:
例题一:有一段导体电阻为8欧姆。
(1)如果把它截去一半,则阻值为多少?
(2)如果把它对折重叠,则阻值为多少? 分析与提示:导体电阻与长度和横截面积有关。
解题过程:(1)导体长度为原来一半,所以电阻为原来一半为4欧。(2)对折重叠后,长度为原来一半,横截面积为原来的两倍,所以电阻为原来的四分之一为2欧。

易错情况分析:第(1)问一般没有问题,第二问容易错答为4欧或8欧,答4欧的原因是忘了重叠后横截面积发生的变化影响了电阻的大小,答8欧的原因是以为横截面积变大使得电阻变大,其实电阻与横截面积成的是反比,横截面积变为原来2倍使得电阻应在减小为二分之一,只有2欧。

选题角度:第一是检查学生是否知道哪些因素会影响电阻大小,第二是运用知识“导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比”。

例题二:如图所示,开关闭合后,用酒精灯对串联在电 路中的电阻丝进行加热,这电流表的示数将____ (变大、变小、不变),小灯泡的亮度将____ (变亮、变暗、不变)。
分析与提示:导体电阻受温度的影响。

解题过程:用酒精灯对串联在电路中的电阻丝进行加热后, 电阻温度升高,电阻将变大,所以使得电路中的电流减小,所以电流表的示数将变小,小灯泡的亮度将变暗。

易错情况分析:有些学生可能会认为电阻温度升高,电阻将变小,所以答为电流表的示数将变大,小灯泡的亮度将变亮。

选题角度:温度对电阻的影响在初中的基础学习中不常提起,但在实际科技中,这一点不可忽视,所以目的在使学生记得导体电阻除了受自身因素(材料、长度、横截面积)影响之外,其实还应强调当时的温度情况。
用控制变量法研究电阻大小的影响因素:
     使用控制变量法的一般步骤是:
(1)明确研究的问题中有多少个物理量,搞清研究对象是哪个物理量。
(2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时,要使其他物理量保持不变。
(3)把这些单一关系综合起来。
例如:在“研究电阻的大小与什么因素有关”时,就用到了控制变量法。因为影响电阻大小的因素有四个,即材料、长度、横截面积和温度。如要研究材料对电阻的影响,则需控制其他三个因素不变。

例:在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,某老师引导学生作了如下的猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的材料有关。

如图所示是他们进行实验探究时所用的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c的长度均是lm, d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c 的材料相同,但c的横截面积大于a的横截面积;a、d 的材料和横截面积都相同。
(1)在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把 M、N跟____的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数。分析比较这两根金属电阻丝的电阻大小。
(2)依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、d两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟____的关系,其结论是: __________.
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为控制变量法。试根据学过的物理知识再列出两例可用这种方法研究的问题:___、____。
(4)一般来说,所有物体都有电阻。在探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这个问题,要求:①说出方法,②画出电路图。

解析:本实验探究过程中采用控制变量法,通过研究电阻与材料、长度、横截面积和温度的关系,得出电阻的大小与这些影响因素之间的关系。

答案:(1)a、c
(2)长度在导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大(或导体的电阻跟长度成正比等)
(3)研究电流与电压和电阻的关系研究压强与压力和受力面积的关系
(4)①方法:用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成如图所示的电路,再用酒精灯给灯芯加热,同时观察电流表示数的变化,并进行分析,得出结论;
②电路图:如图所示。

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