【推荐精选】2018年中考物理 专题讲解 第十六讲 电压 电阻(含解析)

电压电阻
【考纲要求】
1．初步认识电压、会使用电压表；
2．通过实验探究，理解串、并联电路中电压的规律；]
3．认识电阻，通过探究，了解影响导体电阻大小的因素；
4．知道滑动变阻器的构造及人作用，会正确使用滑动变阻器，会用滑动变阻器改变电路中的电流。

【命题趋势】
本章内容在中考试题中，主要以选择和探究实验题的形式出现，选择题主要考查的是：串联电路的电压特点，电阻大小有关的因素和半导体。

探究实验题主要考查串联电路的电压关系和影响电阻大小的因素。

【考点精析】
一．选择题（共5小题）
1．随着技术的进步，LED常被用作光源或信号显示器，制作LED的关键材料是（）A．绝缘体B．普通导体 C．超导体D．半导体
【考点】42：半导体的特点．
【分析】导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体，半导体是制作二极管、三极管的材料，常用在电子元件上．
【解答】解：LED灯中的发光二极管由半导体材料制成，其导电能力介于导体和绝缘体之间，常用的半导体材料有硅、锗等．
故选D．
2．如图所示电路，电源电压为 5V，L1、L2发光时的电阻均为 6Ω，电流表、电压表量程
应分别选择（）
A．电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）B．电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）C．电流表（0～3A）、电压表（0～3V）D．电流表（0～3A）、电压表（0～15V）
【考点】I3：电压表的使用；HX：电流表的使用．
【分析】两灯泡串联，电压表并联在两个灯泡的两端，即测量电源电压，电流表串联在电路中；已知电源电压和两灯泡的阻值，利用欧姆定律求出电路中的电流，即电流表的示数；最后根据电压表的示数以及电流表的示数确定电压表和电流表的量程．
【解答】解：两灯泡串联，电压表并联在两个灯泡的两端，即测量电源电压，由于电源电压是5V，所以电压表的示数是5V，故电压表选择大量程；
电路中的电流：I==≈0.4A；
故电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A．
故选B．
3．如图所示的电路中，开关S闭合时，电压表V、V1、V2的示数分别是U、U1、U2，关于它们的关系正确的是（）
A．U=U1=U2B．U＞U1+U2C．U＜U1+U2D．U=U1+U2
【考点】I6：串联电路的电压规律．
【分析】由图知，两灯串联，电压表分别测两灯和总电压，根据串联电路的电压特点分析解答即可．
【解答】解：
由电路图可知，两灯串联，电压表V1测L1两端电压，电压表V2测L2两端电压，电压表V测两灯的总电压（电源电压）．
串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2．所以ABC错误，D正确．故选D．
4．LED灯带在装饰材料中被广泛应用．小明同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED 灯串联后经电源适配器接入照明电路，如图所示．她取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，用手触摸几乎感觉不到发热．以下推断符合上述事实的是（）
A．一只LED正常工作的电压是220V
B．LED灯具有单向导电性
C．LED灯的发光效率高达100%
D．灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮
【考点】42：半导体的特点．
【分析】（1）照明电路的电压是220V，灯带中的LED灯是串联后接入电路的，所以一只LED 灯的工作电压小于220V；
（2）LED灯具有单向导电性；
（3）LED灯主要是将电能转化为光能，但发光效率也达不到100%；
（4）串联电路中各灯互相影响，只要一只灯泡断路，其它灯泡就无法工作．
【解答】解：A、LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V，故A错误；
B、LED灯是半导体材料制成，具有单向导电性，故B正确；
C、用手试摸，点亮的灯几乎不发热，说明LED灯主要是将电能转化为光能，但发光效率也达不到100%，故C错误；
D、因为灯带中的LED灯是串联的，串联电路中各灯互相影响，所以灯带中一只LED灯断路后其它灯将不亮，故D错误．
故选B．
5．有关测量工具的使用，下列说法错误的是（）
A．刻度尺测长度时，刻线要紧贴被测物体
B．弹簧测力计测力时，弹簧伸长方向与受力方向一致
C．温度计测温度时，感温泡要与被测物体表面充分接触
D．电压表测电压时，可直接连接电源两级，但不能超量程
【考点】I3：电压表的使用；16：温度计的使用及其读数；66：刻度尺的使用；74：弹簧测力计的使用与读数．
【分析】（1）使用刻度尺时要注意：
放：尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜；尺的刻面必须紧贴被测对象．
读：读数时视线要与尺面垂直，估读到分度值的下一位；
记：记录测量结果时要记上数值和单位．
（2）弹簧测力计所测力的方向与弹簧伸长方向要一致；
（3）温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触；
（4）电压表是测量用电器两端电压的仪表．
【解答】解：A、测量时，刻度尺的刻度线要紧贴被测物体，故A正确；
B、测量时，让测力计弹簧伸长方向与受力方向一致，避免弹簧与外壳间的摩擦，故B正确；
C、温度计测温度时，感温泡要与被测物体充分接触，故C错误；
D、电压表在测量范围之内，能够测量电源电压的高低，故D正确．
故选：C．
二．填空题（共5小题）
6．科学家发明一种由石墨烯制成的“排热被”，把它覆盖在电子元件上，能大幅度降低电子元件工作时的温度．这说明石墨烯具有良好的导热（选填“导电”或“导热”）性；用半导体材料制成的发光二极管具有单向导电的属性．
【考点】42：半导体的特点．
【分析】石墨烯是一种新材料，它的物理性质是延展性好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等，根据它的这些特性结合题目中涉到的特性进行解题；半导体材料有许多独特的功能，例如二极管具有单向导电性．
【解答】解：
石墨烯制成的“排热被”能排热，能大幅度降低电子元件工作时的温度，这说明石墨烯具有良好的导热性；用半导体材料制成的二极管具有单向导电性．
故答案为：导热；单向．
7．如图所示，木块的长度为 2.70 cm；体温计的示数为37.3 ℃；电压表的读数为 2.8 V．
【考点】I4：电压表的读数方法；18：体温计的使用及其读数；64：长度的测量．
【分析】（1）看清刻度尺量程，估读到分度值下一位即可；
（2）看清温度计分度值读出示数即可；
（3）电压表的读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
【解答】解：（1）刻度尺的分度值为1mm，以4.00cm刻线为零起点，此时示数为6.70cm﹣4.00cm=2.70cm．
（2）体温计的分度值为0.1℃，此时示数为37.3℃；
（3）电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2.8V．故答案为：2.70；37.3；2.8．
8．纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸（0.1﹣100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，1nm= 10﹣9m；超导材料是一种温度降低到一定值时，电阻为零的材料．半导体的导电性比导体弱（填“强”、“弱”），一般用于制作电脑芯片．
【考点】46：超导现象；42：半导体的特点．
【分析】【分析】（1）解答此题的关键是熟记各单位间的换算关系，纳米只是一个很小的长度单位，不要把它误认为是物理量．
（2）当降到一定温度时，导体的电阻能够变为零．
（3）半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料．半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用．半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料．
【解答】【解答】解：
（1）因为1m=10dm，1dm=10cm，1cm=10mm，1mm=1000μm，1μm=1000nm，
所以1nm=10﹣9m．
（2）有些导体在温度降低到一定值时，电阻就变为零，这种现象称为超导现象．
（3）据课本的基本知识可知，半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，故其导电能力比导体的导电性能弱，一般用于制作电脑芯片．
故答案为：10﹣9；电阻；弱．
9．使用电压表时，要将电压表并联在被测电路两端，使电流从电压表的正接线柱流入，从电压表的负接线柱流出，所选用的电压表的量程要略大于被测电路的电压．某同学用电压表测一段导体两端的电压时，如果发现电压表的指针向左偏转，一定是正负接线柱接错了；如果发现电压表的指针向右偏转到没有刻度的地方了，这是因为所选量程过小．
【考点】I3：电压表的使用．
【分析】根据电压表的正确使用方法填空．
【解答】解：使用电压表时，要将电压表并联在被测电路两端，使电流从电压表的正接线柱流入，从电压表的负接线柱流出，所选用的电压表的量程要略大于被测电路的电压．某同学用电压表测一段导体两端的电压时，如果发现电压表的指针向左偏转，一定是正负接线柱接错了；如果发现电压表的指针向右偏转到没有刻度的地方了，这是因为所选量程过小．
故答案为：并联；流入；流出；略大于；正负接线柱接；所选量程过小．
10．一根粗细均匀的铜导线，电阻为R，如果把它截为长度相同的两段，每段的电阻为R1，则R1 ＜R；如果原来的导线对折拧成一条使用，其电阻为R2，则R2 ＜R．（填“＜”“＞”“=”）
【考点】IA：影响电阻大小的因素．
【分析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，要选择导体或改变导体电阻就要围绕以上影响因素分析．
【解答】解：
一根铜导线，材料一定，横截面积一定，截成两段后，任何一段与原来的相比，长度都减小了，所以电阻值减小，则R1＜R；
将原来的导线对折拧成一条使用，材料不变，长度减小一半，横截面积增大一倍，电阻值减小，则R2 ＜R．
故答案为：＜；＜．
三．实验探究题（共1小题）
11．在“探究串联电路的电压”实验中，小涵同学设计了如图所示的电路．
（1）在连接电路中，开关应该处于断开（选填“闭合”或“断开”）状态．
（2）根据如图连接好电路，闭合开关后，她发现两只灯泡都不亮，且电压表示数为0，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障是L2开路（选填“L1开路”、“L1短路”、“L2开路”、“L2短路”）．
（3）故障排除后，小涵选用不同的灯泡，完成了三次实验，并记录了数据．分析下表中的数据，可得出的结论为：串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和．
【考点】I8：探究串、并联电路中的电压规律实验．
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态；
（2）两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压，闭合开关S后，两个电灯都不亮，说明是断路，而电压表没有读数说明L2没有连到电源，故在L2处断路．
（3）串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和．
【解答】解：
（1）为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态；
（2）由电路图知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压，闭合开关S后，灯L1、L2均不亮，且只有L1或L2中的一处发生故障，说明电路发生断路，而电压表的没有示数，说明L1的两端不能与电源连通，故是L2开路．
（3）由表中数据知：第一次实验1.4V+1.4V=2.8V；第二次实验1.2V+1.6V=2.8V；第三次实验1.1V+1.7V=2.8V，
因此可以得出：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和．
故答案为：（1）断开；（2）L2开路；（3）等于．
四．计算题（共1小题）
12．小明探究“串联电电路电压的特点”，按如图甲所示的电路进行实验，当开关闭合后，电压表V1和V2的指针位置完全一样，如图乙所示．
①求：电源电压是多少V？
②求：灯泡L1和L2的电压分别是多少V？
【考点】I6：串联电路的电压规律．
【分析】由图可知，电路是由两个电灯串联而成，两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压，这两个电压值是不会相等的，指针一样，说明选择的量程不同，然后根据串联电路电压的特点读出电压表的示数，然后计算出灯L1两端电压．
【解答】解：从图中可以看出V1测电源电压，V2测L2两端电压，而两表指针一样，说明V1选的是大量程，V2的是小量程，则V1的示数为10V；V2示数为2V；又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，则灯L1两端电压为10V﹣2V=8V．
答：①电源电压是10V；
②灯泡L1和L2的电压分别8V、2V；
五．解答题（共5小题）
13．阅读短文，回答问题：
路灯自动控制电路光敏电阻是一种阻值会随光照射强度的变化而明显改变的元件，它由半导体材料制成．物理学上用“光强”这个物理量来表示光照射强度，国际单位为坎德拉（cd），某光敏电阻R2的阻值与光强E之间的关系如表格数据所示．
生活中，路灯的工作状态是自动控制的，其主要原件是光控开关中的光敏电阻R2．开关S2的状态由R2两端的电压决定．光照足够强时，R2两端的电压很小，开关S2处于断开状态，ab接触，路灯L关闭．当光强降为15cd时，R2两端的电压刚好升至3V．此时，开关S2自动闭合，ac接触，路灯打开．已知，控制电路的电源电压为6V．
（1）下列能够用来制作光敏电阻材料的是 C
A．铜 B．塑料 C．硅 D．碳
（2）分析表格中的数据，根据其阻值R随光强E变化的规律，空格中的电阻大小为15 Ω．
（3）根据表格中的数据，在坐标图2上描点并作出电阻与光强关系的图象．
（4）当R2两端的电压为2V时，光照强度为30 cd．
（5）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，应该对控制电路做怎样的调整？（光敏电阻不更换，写出一种方法即可）
【考点】42：半导体的特点．
【分析】（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，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体．（2）由表中数据知光敏电阻R与光强E的积是定值300，据此可得出空格中的电阻的大小．（3）根据表格中的数据作出图线，根据图象得特点得到的实验结论．
（4）根据欧姆定律求出定值电阻R1的值，再根据R2两端电压为2V时，求出此时的电阻，然后根据RE=300，求出此时的光照强度．
（5）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，光敏电阻不更换，可以增加R1的阻值．
【解答】解：（1）常见的半导体有硅、锗等，铜、碳属于导体；塑料属于绝缘体，故选C；（2）由表知光敏电阻阻值R与关照强度E的乘积是定值300，即RE=300，所以R==15Ω；（3）根据描点法作出图象，如图所示．
（4）当光强降为15cd时，R2两端的电压刚好升至3V．此时，开关S2自动闭合，ac接触，路灯打开．R2两端的电压为3V时，R2=20Ω，由于电源的电压为6V，根据欧姆定律可知R1两端的电压U1=U﹣U2=6V﹣3V=3V，可知R1=20Ω．当R2两端电压为2V时，R1两端的电压为4V，根据串联电路中电流处处相等可知， =得，R2=•R1=×20Ω=10Ω
再根据RE=300，得光照强度E==30cd
（5）光敏电阻的电阻随光照增强而减小，天暗时，电阻比较大，光敏电阻两端的电压比较大，当光敏电压两端的电压3V时，路灯打开，为了节约能源，使路灯更晚一些打开，我们可以增加R1的阻值，根据欧姆定律可知，当R2两端电压为3V时，光照强度小于15cd，达到节能的效果．
故答案为：（1）C；（2）15；（3）见上图；（4）30；（5）增大R1的阻值．
14．半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的，因此，利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途．
（1）一个由某半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外界放热．图1为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象．由图象可知，加热器工作时的稳定温度为70 ℃．当温度稍高于稳定温度时，P发热＜P散热（选填＞、=、＜）．（2）如图2是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻R与电源（电压为3V）、电流表（量程为0～5mA）、电阻R′串联起来，连接成如图3所示的电路．用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单的“金属电阻温度计”．电流刻度较大处对应的温度刻度较小；若R′=450Ω，则图4中指针所指处对应的温度数值为50℃．
【考点】43：半导体的作用；IZ：电路的动态分析．
【分析】（1）当发热功率与散热温度相等时，物体温度处于恒定，则由图可知其稳定温度；由图可知当温度高于稳定温度时发热功率与散热功率间的关系；
（2）由图2可知，温度越高电阻越大，则可知当温度越低时，电流中电流越大；由电流表示数可知电路中电流值，则由欧姆定律可求得电路中的总电阻，则可知此时R的阻值；由图2利用比例关系可知所对应的温度．
【解答】解：
（1）由图可知，当温度为70℃时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化；当温度高于稳定温度时，由图可知散热功率大于发热功率；
（2）由图2可知，金属电阻随温度的升高而增大，则由欧姆定律可得：
I=，故当电流大时，电阻值要小，即此时温度要低，
故对应的温度刻度要小；
由图4可知电流I=5mA=0.005A时，
则由欧姆定律可得：
总电阻R总===600Ω，
金属电阻阻值R=R总﹣R′=600Ω﹣450Ω=150Ω，
故对应的温度：
t=×=50℃．
即指针处对应的温度为50℃．
故答案为：（1）70；＜；（2）小；50℃．
15．张峰有一个标准的电压表，它有0～3V和0～15V两个量程．用它测量由两节干电池串联组成的电池组的电压时，接线正确，但他读出的读数是10V，这显然是错误的．
（1）请你说出他出现错误的原因．
（2）实际电压应是多少伏特？
【考点】I3：电压表的使用．
【分析】（1）由于电源是两节干电池串联组成的电压，所以电源电压最多只有3V，而该同学读出的示数是10V，显然是错误的．造成读数错误的原因就是他读数时误将3V量程按15V 量程进行读数了．
（2）电压表的两个量程之间的关系正好是5倍的关系：当指针指在某一刻度时，对应的示数有两个，按15V量程进行的读数是按3V量程进行读数的5倍．
【解答】解：（1）电压表所选的量程是0﹣3V，他读数时误将0﹣3V量程按0﹣15V量程读数；
（2）用10V除以5，则实际电压应为2V．
答：（1）他出现错误的原因是：他读数时误将0﹣3V量程按0﹣15V量程读数；
（2）实际电压应是2V．
16．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：
导体的电阻可能与：①导体的长度有关，②导体的横截面积有关，③导体的材料有关．实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示．
（1）按照图甲所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小，这种实验方法叫转换法．（2）为了验证上述猜想①，应该选用编号AB 两根电阻丝分别接入电路进行实验．（3）分别将A和D两电阻丝接入图甲电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟材料有关．
（4）要进一步研究导体材料的导电性能，就需要测量导体的电阻，小明的实验方案和操作过程均正确，两表的连接和示数如图乙所示．但通过观察发现电流表指针偏转过小，这样会导致实验误差偏大，解决这一问题的措施是换用小量程进行实验．
【考点】IA：影响电阻大小的因素．
【分析】（1）电流表串联在电路中，电源电压一定，导体电阻越大，电路电流越小，导体电阻越小，电路电流越大，可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小．
（2）（3）根据控制变量法的要求，根据实验目的或实验现象分析答题；
（4）用电流表测电路电流时，要选择合适的量程，量程过大，会使读数误差增大．
【解答】解：（1）在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，这里用到了转换法．
（2）要验证猜想a：导体的电阻可能与导体的长度有关，应控制导体材料与横截面积相同而长度不同，由表中数据可知，应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验．
（3）由表中数据可知，A、D两电阻丝的长度、横截面积相同而材料不同，将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此可知：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟材料有关；
（4）由图2所示电流表可知，电流表指针偏转过小，电流表读数误差较大，会增大实验误差，使实验误差偏大；电流表换用小量程，可以减小读数误差，从而减小实验误差．
故答案为：（1）电流表示数；转换；（2）AB；（3）材料；（4）偏大；换用小量程进行实验．
17．阅读短文，回答问题．
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器．
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．力越大，弹簧钢的弯曲程度越大．
应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U=U1﹣U2）输出，用来反映力F的大小．
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响．
（1）这种力传感器是将力的大小转换为电压（电流/电压）的装置．
（2）外力F增大时，下列说法正确的是 D ．
A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大
D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小
（3）传感器输出的电压U随外力F增大而增大．
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻．
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小（大/小）．
【考点】IA：影响电阻大小的因素．
【分析】（1）从题目所给信息中可知，传感器传输的是电压的差值，用电压的差值来反映力F的大小．
（2）外力F增大时，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，应变片长度发生变化，可知电阻的变化．
（3）传感器输出的电压表示力F的大小，压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越
大．
（4）由图丙可知，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减低的电阻．
（5）冬天温度低，电阻受温度的影响比夏天小，所以电阻增加的小．
【解答】解：
（1）传感器把两个电压的差值输出，用来反映力F的大小，所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置．
（2）外力F增大时，上应变片金属电阻丝长度变大，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，电阻变小．故选D．
（3）压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大．
（4）未进行温度补偿时，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻．
（5）冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小．
故答案为：（1）电压；（2）D；（3）增大；（4）减小；减小；（5）小．。