内容正文:
实验十八、探究电阻大小的影响因素的实验。
【实验目的】:
探究影响电阻大小的因素有哪些
【猜想假设】
影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
【实验方法】:
控制变量法和转换法
【实验设计】:
(1)在几个因素中,如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小,常用的方法是控制变量法。
①保持材料和横截面积一定,研究电阻与导体长度的关系。
②保持材料和长度一定,研究电阻与导体横截面积的关系。
③保持长度和横截面积一定,研究电阻与导体材料的关系。
(2)已经提供了如图所示的几种导体,还需要的器材有:电源、电流表、开关、导线
(3)电路图:
【实验过程】:
①探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。
表1
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
B(镍铬合金丝)
2L
s
结论:导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
②探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。
表2
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
C(镍铬合金丝)
L
2s
结论:导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
③探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A(镍铬合金丝)
L
s
D(锰铜丝)
L
s
结论:导体的电阻与材料有关。
【实验补充】:
导体的电阻受温度的影响:
(1)导体的电阻与它的温度的高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。而有些导体的电阻,如铅笔芯(石墨),其电阻是随着温度的升高而减小。在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
(2)在超低温的情况下电阻突然减小为零。
【考点方向】:
1、结论可总结成公式 ,其中ρ叫电阻率,与导体的材料有关。假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下, 。
2、研究电阻与导体材料关系时”控制 和 不变,只改变材料,看 的变化,从而得出电阻与材料有关的结论。
3、该实验用到了两个实验探究方法: 和 。
4、该实验中 “转换法”的使用体现把 的变化情况来表示电阻的大小。
5、实验中用其中一个规格的材料实验时,发现刚闭合开关电流表的读数和过一段时间后第二次电流表的读数有明显的不同,说明电阻的大小还受 的影响。
6如果实验过程中,电流表发生故障而不能使用,只用小灯泡是否可以完成实验,
7、实验中选用电流表时,选择 (“大量程”或“小量程”)的电流表,理由是: 。
【创新母题】:1.如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同.
(1)该实验是通过观察________的示数间接比较导线电阻的大小;
(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的________有关;
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的________有关;
(4)选用导线________分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关;
(5)影响导体电阻大小因素除了上述因素外,还可能跟________有关.
2.如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线粗细相同,粗细不同;长度相同。
(1)该实验是通过观察_____间接比较导线电阻的大小;
(2)选用导线分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的_____是否有关;
(3)选用导线分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的_____是否有关;
(4)选用导线_____分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(5)影响导体电阻大小因素除了上述因素外,还可能跟_____有关。
3.小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示:
(1)为了验证猜想二,可依次把M、N跟_________(选填“A、B、C、D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
(2)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟_________的关系,其结论是_________。
(3)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想_________(选填“一”、“二”或“三”)的实验验证。
(4)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法。下列4个实验中没有用到此方法的是_________。
A.探究液体压强大小与哪些因素有关实验
B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点实验
D.探究影响摩擦力大小的因素实验。
4.如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同;a、b、d长度相同。
(1)该实验是通过观察______来间接比较导线电阻的大小,这种实验方法是:______法。
(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的______有关。
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的______有关。
(4)选用导线______分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
5.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
(1)猜想:①与导体的长度有关,②与导体的横截面积有关,③与导体的材料有关实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
镍铬合金
0.5
0.5
(2)按图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在之间分别接上不同的导体,通过观察_______或_______比较导体电阻的大小。
(3)选用导线A和导线B进行实验,可以探究猜想_______;选用_______两根导线进行实验,可以探究猜想②;选用_______两根导线进行实验,可以探究猜想③;
(4)本试验小明主要用的实验方法是_______;
(5)如右图乙的实验,可探究导体电阻与_______的关系。
6.用如图所示电路,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。通过观察电流表指针偏转大小间接比较导线电阻的大小。
(1)选用导线a、b分别接入电路,这是为了探究电阻大小跟导体的______________ 的关系。
(2)选用导线b、c分别接入电路,这是为了探究电阻大小跟导体的______________ 的关系。
(3)选用导线_______分别接入电路,是探究电阻大小跟导体横截面积的关系。
(4)导体电阻大小除了与上述因素有关外,还可能跟______________ 有关。
7.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。
实验室提供了如下器材:电阻丝a、b、c粗细相同,a、b、d长度相同,但d比b粗。
(1)该实验是通过观察______间接地比较电阻丝电阻的大小,这种实验方法叫______;
(2)选用电阻丝b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的________是否有关;
(3)选用电阻丝________分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(4)如果实验中的导体只有两条相同规格的镍铬合金丝,要探究横截面积对电阻阻值的影响,应该将两条镍铬合金丝接入电路________(选填“并联”或“串联”);
8.如图所示,是探究影响导体电阻大小因素的实验 装置图,实验中分别把四根导线接入电路,其中导线长度相同,粗细相同,粗细不同.
(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是_________法;
(2)选用两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的_________的关系.当先后接入两根导线时,发现电流表示数先小后大,由此得出的结论是:_________.
(3)选用两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体_________的关系.
(4)选用_________两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的横截面 积的关系.
9.为探究导体电阻大小的影响因素,小花同学利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,A、C长度相同,B、C粗细相同,如图所示。连接电路,分别接入电阻丝A、B、C。
(1)如图1所示电路,实验前应在导线a、b间连接电阻,目的是为了________。在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察________来比较导体电阻大小;
(2)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟________的关系,其结论是:导体的长度和材料一定时,横截面积越大,其阻值越________。以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为________。下列四个实验中没有用到此方法的是________;
A.探究平面镜成像的特点实验
B.探究电流与电压、电阻的关系实验
C.探究影响压力作用效果因素的实验
D.探究滑动摩擦力大小的影响因素实验
(3)小花同学更换了电源(电压为4V)和电流表,添加了电压表和滑动变阻器,滑动变阻器规格为“30Ω 0.5A”,并设计了图2所示的电路来探究电流与电压的关系:
①闭合开关后,观察到电压表示数接近电源电压,电流表无示数,出现该故障的原因是________;
②排除故障后,开始测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图3所示,为________A;
③雷老师发现表格数据中的电流不与电压成正比,则出现问题的原因是________。
电压U/V
3.0
2.5
2.0
1.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
10.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验室提供了如下器材:电阻丝粗细相同,长度相同,但d比b粗。
(1)该实验是通过观察________间接地比较电阻丝电阻的大小,这种实验方法叫________;
A.控制变量法 B.转换法
(2)选用电阻丝分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的________是否有关;
(3)选用电阻丝________分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关;
(4)如果实验中的导体只有两条相同规格的镍铬合金丝,要探究横截面积对电阻阻值的影响,应该将两条镍铬合金丝________接入电路(选填“并联”或“串联”);
(5)近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就________了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
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