内容正文:
新版科学八上 第三章 第二节 物质的导电性
(第二课时)
基础练习:
1.某实验小组探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将 a、b、c、d 四段导体分别接入电 路,经过测量得到如表所示数据,分析得出影响导体电阻大小因素的结论不正确的是( )
实验次数
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流/A
1
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
2
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
3
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
4
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
A.对比 1、2,得出导体的电阻与材料有关
B.对比 2、3,得出导体的电阻与横截面积有关
C.对比 3、4,得出导体的电阻与长度有关
D.对比 1、2,得出导体的电阻与长度、横截面积、材料都有关
2.为了研究电阻的大小是否与长度有关,采用了如图所示的电路,其中,AC和DF分别为直径与长度均相同的铜导线和镍铬合金线,B和E分别为AC和DF的中点。在对比研究时,下列选择正确的是
A.第一次接入AB,第二次接入DE B.第一次接入DE,第二次接入AC
C.第一次接入AB,第二次接入DF D.第一次接入DE,第二次接入DF
3.为维护消费者权益,枣庄市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标注的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的温度不同导致其电阻不同
B.电线的材料不同导致其电阻不同
C.电线的长度较长导致其电阻偏大
D.电线的横截面积较小导致其电阻偏大
4.如图所示,将两根铅笔芯并列接入电路中时,发现比单独接入一根铅笔芯电流更大,小灯泡更亮。导致铅笔芯接入电路的电阻变小的主要因素是( )
A.材料 B.长度 C.温度 D.横截面积
5.小乐用如图所示的器材探究“影响导体电阻大小的因紫”,其中两根电阻丝的参数如表所示。关于此探究,下列说法正确的是( )
编号
a
b
材料
镍铬合金丝
镍铬合金丝
长度/m
1.0
1.0
横截面积/mm2
0.1
0.2
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.用a、b两根电阻丝可探究导体电阻与导体横截面积是否有关
C.用a、b两根电阻丝可探究导体电阻与导体材料是否有关
D.无法用a、b两根电阻丝探究导体电阻与导体长度是否有关
6.下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
7.小金进行课外实验探究时,发现了一些有趣的实验现象,如图所示:
①根据电路图,连接电路(钨丝由一个白炽灯除去玻璃罩制成);
②闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光;
③向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,钨丝不发光;
④用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,移除酒精灯后,小灯泡L逐渐恢复亮度。
下列分析正确的是( )
A.步骤②可推得,通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
B.步骤③可推得,钨丝的电阻增大了
C.步骤④可推得,给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.本实验可推得,钨丝的电阻随温度的升高而增大
8.如图所示,线路板上的三根合金丝长度相同,①和②粗细相同,但比③细,小乐用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法错误的是( )
A.通过比较电灯亮暗来确定电阻大小,这种方法叫转换法
B.探究电阻大小与导体材料是否有关,应选合金丝①和③
C.探究电阻大小与导体长度是否有关,选合金丝②即能完成
D.电路中再串联一个电流表可更准确得比较导体电阻大小
9.某实验小组探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、c、d四段导体分别接入电路,经过测量得到如表所示数据,分析得出影响导体电阻大小因素的结论正确的是( )
实验次数
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流/A
1
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
2
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
3
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
4
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
A.对比1、3,得出导体的电阻与材料有关
B.对比2、3,得出导体的电阻与横截面积有关
C.对比2、4,得出导体的电阻与长度有关
D.对比1、4,得出导体的电阻与长度、横截面积、材料都有关
10.利用如图电路,探究电阻的大小与哪些因素有关。A为锰铜线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积,A、B、C的长度相同。下列说法中正确的是( )
A.若选择A和B两根金属线分别连入,可探究电阻大小与温度是否有关
B.若选择A和C两根金属线分别连入,可探究电阻大小与材料是否有关
C.若选择B和C两根金属线分别连入,可探究电阻大小与横截面积是否有关
D.若选择C和D两根金属线分别连入,可探究电阻大小与长度是否有关
11.某同学利用如图电路,探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝,甲、乙长度相同,乙、丙粗细相同。实验中,根据 判断接入M、N两点间电阻的大小,应选用的镍铬合金丝为 (填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”)。
12.决定电阻大小的因素有导体的材料、__________和_____________,以及温度。
13.如图所示,是“探究电阻的大小跟哪些因素有关”的实验,请完成以下问题:
(1)若选择电阻线1、3,可以研究导体电阻的大小与导体 的关系,这里用到的科学研究方法是 ;
(2)实验电路中,除了小灯泡之外,还串联了一个电流表,采用这种组合,小灯泡的作用是 ,电流表的作用是 ,这里用到的科学研究方法是 ;
(3)有同学认为:可以只根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值若是相差不大,那么灯泡亮度的变化 (选填“明显”或“不明显”);
(4)在最近几年,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 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
14.实验小组利用铅笔芯和鳄鱼夹制作了简易调光灯,装置如图甲所示。
(1)甲图中有一处明显错误是 ;改正后,闭合开关,移动鳄鱼夹M、N之间距离,发现灯泡亮度会发生变化,这一现象说明导体的电阻与导体的 有关, (物理器材)就是根据这一原理制成的;
(2)他们用一个LED灯替换铅笔芯,与小灯泡串联后接入电路(电路图如乙)。LED灯是一种高效的节能光源,其核心元件是发光二极管,发光二极管的主要材料是 (选填“超导体”“半导体”或“导体”)。闭合开关S,发现LED灯亮而小灯泡L不亮,针对这种现象,请猜想一种可能原因: 。
提高训练:
15.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒甲、乙连接在一起后接在电源两端,若两导体电阻为R甲、R乙,通过两导体的电流为I甲、I乙,则( )
A.R甲<R乙,I甲>I乙 B.R甲>R乙,I甲≤I乙
C.R甲<R乙,I甲=I乙 D.R甲>R乙,I甲=I乙
16.一根长1米的导线,电阻为R,先把它剪去一半,再将剩下的一半拉长到1米,此时它的电阻( )
A.大于R B.等于R C.小于R D.因条件不足,无法判断其变化
17.实验小组在“探究影响导体电阻大小的因素”时,同学们提出如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的材料有关;猜想二:导体的电阻与导体的长度有关;
猜想三:导体的电阻与导体的横截面积有关。
为了验证猜想是否正确,老师提供的器材如图甲。乙所示,其中图乙所示的实验板上固定了a、b、c、d四根金属丝,a、b、c为锰铜合金丝,d为镍铬金丝,S表示合金丝的横截面积,l表示合金丝的长度。实验时,将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间,请你完成下列内容:
(1)该实验是通过观察 间接比较导体电阻的大小;
(2)为了验证猜想一,应选用金属丝 和 进行实验;(选填写字母)
(3)选用b、c金属丝分别接入电路M、N两点间,是为了验证猜想 ;(选填写数字)
(4)分别将a、b金属丝接入电路中M、N两点时,通过它们的电流分别为Ia、Ib,且Ia>Ib,由此得到的结论是: ;
(5)实验结束后,某同学提出猜想:导体的电阻可能还与导体的温度有关。请你帮他设计一个可行的实验验证该猜想,写出实验设计方案。(可以合理增加实验器材) 。
18.下表是某实验小组在探究导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料的关系时,对所用导体相关物理量进行的一部分记录:
(1)选甲、乙两根金属丝导体进行实验,目的是___________。
(2)为了完成实验,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,其中___________导体的材料必须是镍铬合金丝;
导体编号
甲
乙
丙
丁
长度(m)
1
1
1
0.5
横截面积(mm2)
1.2
2.4
1.2
1.2
材料
镍铬合金丝
镍铬合金丝
(3)该实验中涉及到的主要研究方法,和下列哪个实验的研究方法是一样的________。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.用水流的形成来类比电流的形成
D.用刻度尺测出100张相同纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度
参考答案:
1.D
【详解】
A.1、2实验,导体的长度,横截面积相同,材料不同,通过导体的电流不同,故A正确,不符合题意;
B.2、3实验,导体的长度,材料相同,横截面积不同,通过导体的电流不同,故B正确,不符合题意;
C.3、4实验,材料相同,横截面积相同,长度不同,通过导体的电流不同,故C正确,不符合题意;
D.1、2、3、4实验,得出导体的电阻与长度、横截面积、材料都有关,故D错误,符合题意。
2.D
【解析】
解答:A. 第一次接入AB,第二次接入DE,AB和DE长度相同,材料不同。故A错误。B. 第一次接入DE,第二次接入AC,材料不同。故B错误。C. 第一次接入AB,第二次接入DF,材料不同。故C错误。D. 第一次接入DE,第二次接入DF,DE和DF长度不同,材料和横截面积又相同。所以D正确。
点睛:影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度.本题要研究电阻的大小是否与长度有关,根据控制变量法的思路,就要求选择的电阻线,长度必须不同,但其他因素必须相同.
3.D
【解析】
【详解】
在实际输电中长度、材料及温度可以看作是不变的;故当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大。本题中的条件即为直径小,截面积大;故导致电阻偏大。故D正确,ABC错误。
4. 【答案】D
【解析】两根铅笔芯并列连接时,与单独接入一根铅笔芯相比,铅笔芯的材料、长度、温度都没有变化,增大了铅笔芯的横截面积,电路总电阻减小,电路中电流更大,小灯泡更亮,说明导致铅笔芯接入电路的电阻变小的主要因素是横截面积增大了,故D符合题意,ABC不符合题意。
5. 【答案】B
【解析】A.实验中通过灯泡的亮度反映电阻的大小,小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
BC.由a、b两根电阻丝可知,两者的材料和长度相同、横截面积不同,所以选用a、b两根电阻丝可以探究电阻与导体的横截面积是否有关,故B正确,C错误;
D.用夹子夹住其中一根合金丝不同部位,改变它的长度,可以探究导体电阻与导体长度是否有关,故D错误。
故选B。
6. 【答案】D
【解析】ABD.影响导体电阻大小的因素有:导体的长度、横截面积、材料和温度决定;在相同条件下,长度越长电阻大;在相同条件下,横截面积大电阻小;故AB错误,D正确;
C.导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;与导体两端电压和通过的电流无关;故C错误。
故选D。
7. 【答案】D
【解析】A.图中灯泡与钨丝串联,根据串联电路电流特点可知,通过钨丝的电流等于小灯泡的电流。故A错误;
B.步骤③中小灯泡L变亮,说明通过灯泡的电流变大,说明向钨丝吹气时钨丝的电阻减小了。故B错误;
C.步骤④中小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,说明给钨丝加热时,电路中的电流变小了,进而说明钨丝电阻变大了。故C错误;
D.由步骤③可知:钨丝的温度降低,电阻会减小;由步骤④可知:钨丝的温度升高,电阻会增大。故本实验可得结论:钨丝的电阻随温度的升高而增大。故D正确。
故选D。
8. 【答案】B
【解析】A.在实验中通过观察灯泡亮度来表示电阻大小的研究方法叫转换法,故A正确,不符合题意;
B.研究电阻与材料关系时,要控制长度和横截面积一定,找两个材料不同的导体,应选合金丝①和②,故B错误,符合题意;
C.探究电阻大小与导体长度是否有关,控制材料和横截面积相同,通过夹子控制长度不同,选合金丝②可以完成实验,故C正确,不符合题意;
D.在导体两端的电压不变的条件下,导体的阻值越大通过导体的电流(电流表的示数)就越小,所以本实验可以通过电流表的示数更准确比较导体电阻的大小,故D正确,不符合题意。
故选B。
9. 【答案】B
【解析】A.对比1、3,导体的横截面积和材料不同,不能得出导体的电阻与材料有关,故A错误。
B.对比2、3,导体的材料和长度相同,横截面积不同,得到的电路中电流不同,可以得出导体的电阻与横截面积有关,故B正确。
C.对比2、4,导体的长度和横截面积不同,不能得出导体的电阻与长度有关,故C错误。
D.对比1、4,导体的长度、材料和横截面积都不同,不符合控制变量法的要求,不能得出导体的电阻与长度、横截面积、材料都有关,故D错误。
故选B。
10. 【答案】C
【解析】A.若探究电阻大小与温度是否有关,应选择A、B、C、D四根金属线中的任何一根连入电路,改变导线的温度,故A错误;
B.若要探究导体电阻的大小跟材料的关系,要控制导体的长度、横截面积相同,导体材料不同,可选金属丝A和B进行实验,故B错误;
C.若要探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系,要控制导体的材料、长度相等,横截面积不同,可选金属丝B和C进行实验,故C正确;
D.若要探究导体电阻的大小与导体长度的关系,要控制导体的材料、横截面积相同,导体长度不同,可选金属丝B和D进行实验,故D错误。
故选C。
11. 【答案】 电流表的示数大小 甲和乙
【解析】[1]将电阻的大小转换成电流表的示数,电流表示数越大则电阻就越小。
[2]要探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”,就应选材料相同、长度相同,横截面积不同的导体甲和乙。
12.长度 横截面积
【解析】
【详解】
电阻是导体本身的一种性质,影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度。
13. 【答案】 横截面积 控制变量法 保护电路 通过电流表的示数大小反映导体电阻的大小 转换法 不明显 减小
【解析】(1)[1][2]导体电阻的大小与导体长度、材料、温度和横截面积等因素有关;探究电阻大小与其中一个因素的关系时,要控制另外的因素不变。若选择电阻线1、3,导体的材料相同、长度相同,横截面积不同,可以研究导体电阻的大小与导体横截面积的关系,这里用到的科学研究方法是控制变量法。
(2)[3][4][5]若直接把导体接入电路中,电路的电流过大,可能损坏电路元件,把小灯泡串联接入电路中,可以保护电路。导体对电流阻碍作用的大小用电阻来表示,实验中通过电流表的示数大小反映导体电阻的大小,这是转换法的应用。
(3)[6]电源电压一定时,所选电阻丝的阻值若是相差不大,通过灯泡的电流变化不大,则灯泡的亮暗变化不明显。
(4)[7]细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的横截面积增大了,在其它条件不变时,减小了输电线的电阻,导线上消耗损失的电能也就减小了。
14. 【答案】 电流表正负接线柱接反了 长度 滑动变阻器 半导体 小灯泡被短路
【解析】(1)[1]根据实物图可知,电流表的正负接线柱接线错误。
[2][3]导体的电阻与导体的长度、材料以及横截面积有关。闭合开关,改变鳄鱼夹M、N之间距离,即其他条件一定时,改变了导体的长度,发现灯泡亮度会发生变化,说明导体的电阻与导体长度有关;通常用的滑动变阻器就是根据该原理工作的。
(2)[4]发光二极管、二极管等电子元件是用半导体材料制成的。
[5]闭合开关S,发现LED灯亮而小灯泡L不亮,这说明电路是通路,小灯泡不发光的原因可能是被短路,也可能是小灯泡的实际功率过小。
15. 【答案】D
【解析】由题意知,两金属棒材料和长度均相同,图中甲的横截面积小于乙,所以甲的电阻比乙的电阻大,即R甲>R乙;串联电路中电流处处相等,所以通过两导体的电流I甲=I乙,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
16. 【答案】A
【解析】导线的电阻为R,剪去一半,剩余一半导线的长度为0.5m,则电阻为;
再拉长到1m后,横截面积变为,长度变为2倍,所以电阻为×4=2R;所以它的电阻大于R。
故选A。
17. 【答案】 电流表的示数 b d 三 材料、横截面积相同的导体,导体长度越长,电阻越大 将干电池、电流表、开关、镍铬合金丝组成一串联电路,闭合开关,用酒精灯加热镍铬合金丝一段时间,观察电流表示数的变化,分析得出结论
【解析】(1)[1]当接入电路不同的导体时,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小。
(2)[2][3]为了验证猜想一,导体的电阻与导体的材料有关,应控制导体的长度和横截面积相同、材料不同,应选用金属丝b、d进行实验。
(3)[4]选用b、c金属丝分别接入电路两点间,b、c两金属丝的长度、材料相同,横截面积不同,因此是为了验证导体的电阻和横截面积的关系,即为了验证猜想三。
(4)[5]分别将a、b两金属丝接入电路中两点时,a、b两金属丝材料、横截面积相同,长度不同,通过它们的电流分别为,且,由此得到的结论是:材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大。
(5)[6]为了验证导体的电阻可能还与导体的温度有关.将干电池、电流表、开关、镍铬合金丝组成一串联电路,闭合开关,用酒精灯加热镍铬合金丝一段时间,观察电流表示数的变化,分析得出结论。
18.探究导体电阻大小与横截面积是否有关 丁 A
【详解】
(1)[1]甲、乙两根导体长度和材料都相同,横截面积不同,所以选用甲、乙导体进行实验,是为了探究导体电阻大小与横截面积是否有关。
(2)[2]为了探究导体电阻大小是否与导体的长度、材料、横截面积有关,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,丁导体的长度与其他均不同,其横截面积与甲相同,则丁的材料必须是镍铬合金丝。
(3)[3]探究导体电阻大小与哪些因素有关的实验,用了控制变量法。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系时间,用了控制变量法,故A项符合题意;
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,用了模型法,故B项不符合题意;
C.用水流的形成来类比电流的形成,用了类比法,故C项不符合题意;
D.用刻度尺直接测量一张纸的厚度测不出来,可以测出100张纸的厚度,然后除以100求出来。用了累计法,故D 项不符合题意。
故选A。
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