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- 2021-11-10 发布
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专题 16 电压电阻
一.选择题
1.(2020•徐州)计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件,硅和锗属于下列哪
些材料( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【答案】B
【解析】计算机芯片中的一种重要材料是半导体,硅和锗都属于半导体。
故选:B。
2.(2020•扬州)家庭照明、城市亮化、演出舞台等使用了大量的发光二极管作为光源,发
光二极管的主要材料是( )
A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体
【答案】B
【解析】
材料有导体、绝缘体和半导体之分,制成发光二极管的主要材料是半导体,故 B 正确。
故选:B。
二.填空题
3.(2020•镇江)如图,电压表的示数为 0.9 V。
【答案】0.9。
【解析】读图可知,电压表选择的量程为 0~3V,其分度值为 0.1V,则其示数为 0.9V。
4.(2019•镇江)(1)图 1 中物块的长度为 1.60 cm;
(2)图 2 中电压表的示数为 4.5 V。
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【答案】(1)1.60;(2)4.5。
【解析】
(1)图 1 中,刻度尺的分度值为 0.1cm,测量时起始端从 0 开始,正对 1.6 刻度线,则
物体的长度 L=1.60cm。
(2)图 2 中,电压表用的是 0~15V 量程,其分度值为 0.5V,则其读数为 4.5V。
5.(2018•镇江)图中,电压表的示数为 2.2 V。
【答案】2.2。
【解析】
由图知,电压表的量程为 0~3V,分度值为 0.1V,则电压表示数是 2.2V。
三.实验探究题
6.(2020•扬州)在“探究串联电路电压的特点”实验中:
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压 U 和灯泡 L1、L2 两端的电压 U1、U2 数据如表:
U/V U1/V U2/V
2.6 1.3 1.3
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 U1+U2=U (用题中物
理量符号表示)。
(2)实验过程中,若 L1 灯丝断了,观察到电压表 V1 示数为 2.6V ,电压表 V2 示数为
0V 。
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(3)该实验还有待改进,请写出其中一点: 换不同规格的小灯泡再进行多次实验 。
【答案】(1)U1+U2=U;(2)2.6V;0V;(3)换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
【解析】(1)由图表可知,该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是:
U1+U2=U;
(2)实验过程中,若 L1 灯丝断了,电压表 V1 测灯 Ll 两端的电压此时是电源的电压,电
压表 V1 示数为 2.6V;由于电路断路,电压表 V2 测灯 L2 两端的电压,示数为 0V;
(3)该实验还有待改进,电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
7.(2019•淮安)某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。它们的材料相同,外
形都如图甲所示,他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系。在老师的帮助下,他
们测量了部分导体厚度 h、边长 a 和电阻 R,并记录在表格中。(在测量电阻时,老师要
求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路;实验时环境温度保持不变。)
根据以上信息,请回答下面问题:
(1)分析表格中的数据可得:该种导体电阻大小与边长 a 无关 (选填“有关”或“无
关”),与厚度 h 成 反比 (选填“正比”或“反比”)。
(2)从该种导体中,选取了厚度 h 之比为 2:3、边长 a 之比为 2:1 的两个导体 R1、R2,
按图丙方式串联后接在闭合电路中,设两端的电压为 U1,R2 两端的电压为 U2,则 U1:U2
= 3:2 。
(3)现代集成电路技术需要电子元件微型化,且集成度越高,电子元件越需要微小。现
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某集成电路需要一只阻值为 1.6×10﹣3Ω的该种导体,小华从边长 a 为 5mm、10mm、15mm、
20mm 的四个导体中选择了边长为 5mm 的导体。与其它三个导体相比,请分析该导体工作
时的优缺点: 优点:电阻大小不变,所占空间小;缺点:电子元件较小,操作难度增
大 。
次数 厚度 h/mm 边长 a/mm 电阻 R/×10﹣3Ω
1 1 5 1.6
2 1 10 1.6
3 1 15 1.6
4 1 20 1.6
5 2 10 0.8
6 4 10 0.4
7 5 10 0.32
【答案】(1)无关;反比;(2)3:2;(3)电阻大小不变,所占空间小;缺点:电子元
件较小,操作难度增大。
【解析】(1)由实验 1、2、3、4 得,导体的厚度一定时,边长增大,电阻不变,说
明导体的电阻跟边长无关。
由实验 2、5、6、7 得,在导体的边长一定时,导体的厚度和电阻的乘积都为 1.6,所以
可以判断导体的电阻跟厚度成反比。
(2)导体的电阻跟边长无关,导体的电阻跟厚度成反比,厚度 A 之比为 2:3,所以电阻
之比为 3:2,串联电路中电压跟电阻成正比,所以电阻两端的电压之比为 3:2。
(3)导体的电阻跟边长没有关系,在电阻不变时,选取的边长越小所占空间越小,所以
选择边长为 5mm 的导体,但是元件较小,操作的难度增加。
四.综合能力题
8.(2019•盐城)阅读短文,回答问题:
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白光 LED 灯
目前,常用的白光 LED 以蓝光 LED 为芯片,其上涂有黄色荧光粉,通电后,LED 芯片发出
蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,该黄光与另一部
分蓝光混合射出,人眼便感觉到白光,生活中常用的白光 LED 灯是将多个白光 LED 连接
而成的。
实验表明,白光 LED 的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过 LED 的电流随
时间变化的规律如图 1 所示,电流的占空比 D= ,在电流周期 T 小于人眼视觉暂留时
间(约 0.1s)的情形下,人眼便感觉不到灯的闪烁。
人眼对亮度的感觉(即“视觉亮度”)与 LED 发光强度变化并不一致,当光强度均匀增大
时,视觉亮度并非均匀增加。弱光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加多于一倍;强光
时,光强增大一倍,视觉亮度的增加不足一倍。
生活中,白光 LED 调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律,使视觉亮度均匀变化。
(1)文中所述人眼感觉到的白光是由 黄光与蓝光 混合而成的。
(2)文中所述白光 LED 发出的两种色光 C 。
A.均由荧光粉产生
B.均由 LED 芯片产生
C.波长短的由 LED 芯片产生,波长长的由荧光粉产生
D.波长短的由荧光粉产生,波长长的由 LED 芯片产生
(3)白光 LED 灯通入图中所示电流时,在 0﹣2T 时间内,不发光的时间段为 t0~T 和
t0+T~2T 。
(4)下列是四种电流的 t0 和 T 值,它们的 I0 均相同。分别用它们对同一白光 LED 灯供电,
其中人眼感觉不到闪烁,且发光强度最大的是 D 。
A.t0=1.8s,T=2s
B.t0=0.8s,T=1.0s
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C.t0=0.05s,T=0.1s
D.t0=0.02s,T=0.03s
(5)某白光 LED 调光台灯共有 5 级亮度,要使人眼对 1~5 级的“视觉亮度”均匀增大,
下 列 图 象 中 电 流 的 占 空 比 设 置 符 合 要 求 的 是 B 。
【答案】(1)黄光与蓝光;(2)C;(3)t0~T;t0+T~2T;(4)D;(5)B。
【解析】(1)常用的白光 LED 以蓝光 LED 为芯片,其上涂有黄色荧光粉,通电后,LED
芯片发出蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,该黄光
与另一部分蓝光混合射出,人眼便感觉到白光,所以白光是黄光和蓝光混合而成的。
(2)通电后,LED 芯片发出蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光
长的黄光,蓝光由 LED 芯片发出,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,故选项 AB 都错误;
荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,蓝光波长短,黄光波长长,故选项 C 正确,选项 D 错
误。
故选:C。
(3)由图象知,t0~T 和 t0+T~2T 时间段,电流为零,灯泡不发光。
(4)在电流周期 T 小于人眼视觉暂留时间(约 0.1s)的情形下,人眼便感觉不到灯的闪
烁。
A. T=2s>0.1s,人眼会感到灯闪烁,选项错误。
B.T=1.0s>0.1s,人眼会感到灯闪烁,选项错误。
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CD.TC=0.1s=0.1s,人眼不会感到灯闪烁,TD=0.03s<0.1s,人眼不会感到灯闪烁,
TC=0.1s 时,电流占空比:DC= =
TD=0.03s 时,电流占空比:DD=
因为电流相等,DC<DD,
因为白光 LED 的发光强度与其通过电流的占空比成正比,
所以当 TD=0.03s,灯的发光强度最强,
故选项 C 错误,选项 D 正确。
(5)A、白光 LED 的发光强度与其通过电流的占空比成正比,但是发光强度和视觉亮度
不成正比,所以电流占空比和视觉亮度不成正比,如图是正比函数,故选项 A 错误。
BC、根据 D= ,在电流周期一定时,电流越大电流占空比越大,发光越强,所以可以
认为 M 点和 N 点下方都是弱光,M 点和 N 点上方方都是强光,
如图 B,M 点以下是弱光,电流占空比增大,光强增大,光强增大一倍,视觉亮度的增加
大于一倍;M 点以上是强光,强光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加小于一倍,图象和
题意相符,故选项 B 正确。
如图,N 点以下是弱光,光强增大一倍,视觉亮度的增加小于一倍;M 点以上是强光,强
光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加大于一倍,图象不符合要求,故选项 C 错误。
D、因为白光 LED 调光台灯共有 5 级亮度,当 1 级亮度时,电流不能为零,电流占空比不
能为零,故选项 D 错误。
故选:B。
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