内容正文:
14.2 电阻
一、探究电阻大小与导体长度的关系
1.某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
2.猜想是依据已有的知识和经验,对提出的问题进行合理的假设。下表中的“猜想”与“依据”对应正确的是( )
序号
猜想
依据
①
浮力的大小跟液体密度有关
水涨船高
②
响度跟物体振动的幅度有关
响鼓重锤
③
压强跟受力面积的大小有关
迎刃而解
④
电阻的大小跟导体长度有关
道阻且长
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
3.某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
4.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的金属丝只有一根,实验电路图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该实验的探究方法只用到控制变量法
B.灯泡在电路中可以起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变大
D.将金属丝对折后接入电路,是探究导体电阻大小与长度的关系
5.如图为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图,电阻丝的长度、材料、板截面积情况如图所示(),则下列说法正确的是( )
A.研究电阻与材料的关系可以选a和b
B.研究电阻与长度的关系可以选a和c
C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d
D.实验中为了电路安全最好在电路中再串联一个电压表
二、探究电阻大小与导体横截面积的关系
6.某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体序号
长度/m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体②与③
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体①与④
7.某同学要探究“导体电阻大小与哪些因素有关”,现有以下器材:三根长度为1m的电阻丝a、b、c(无绝缘层,直径如图所示);干电池2节;电流表、开关各一个;导线若干(其中有带导电夹的)。现要探究的问题有:①导体的电阻与导体的长度是否有关;②导体的电阻与导体的横截面积是否有关;③导体的电阻与导体的材料是否有关。由上述器材,能完成的探究问题是( )
A.只有① B.只有② C.①和② D.①、②和③
8.用图所示的实验装置探究“导体电阻的大小与哪些因素有关”。其中A为猛铜线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积,A、B、C的长度相同。则下列说法中正确的是( )
A.选择C、D可以探究电阻大小和长度是否有关
B.选择A、B可以探究电阻大小和材料是否有关
C.选择A、D可以探究电阻大小和长度是否有关
D.选择A、C可以探究电阻大小和横截面积是否有关
9.关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,在温度一定时,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越小
B.合金丝的电阻与该合金丝横截面积无关
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大
D.合金丝的电阻与该合金丝中的电流大小有关
10.两电阻并联后总电阻小于其中任意一个电阻,是因为并联的结果相当于使导体( )
A.横截面积减小 B.横截面积增大
C.长度减小 D.长度增大
三、探究电阻大小与导体材料的关系
11.如图甲,是探究“影响电阻大小的因素”的电路,其中1、2、3电阻丝材料如图乙所示,2、3电阻丝长度相同、粗细相同,1长度最长、横截面积最大。下列说法中正确的是( )
A.通过电流表示数大小反映电阻大小,应用的研究方法是控制变量法
B.在M、N间分别接入2、3两电阻丝可以探究电阻与材料的关系
C.在M、N间接入1后发现电流表有示数,但是灯泡不发光,说明灯泡一定短路
D.在M、N间分别接入1、2两根电阻丝,发现两次电流表的示数相同,说明电阻的大小与导体的长度无关
12.如图所示,AC、DF分别是直径、长度均相同的铜导线和镍铬合金丝,B、E是各自的中点。分别将AB、EF接入电路中,这是为了研究导体电阻与哪个因素的关系( )
A.电流 B.电压 C.材料 D.长度
13.以下是清城某中学的科创团队的探究实验:
(1)用铅笔在纸上画两段等长等宽的线条,其中一段重复涂划3次,另一段6次;
(2)换用不同型号铅笔重复(1)操作,得到多组等长等宽的线条,如题图所示;
(3)测出每段线条两端的电阻,记录在表格。
次
①
③
次
②
④
根据实验数据,可推测电阻最大的是( )
A.① B.② C.③ D.④
14.如图所示,小明用粗细相同的镍铬合金丝探究“影响电阻大小因素”。下列说法错误的是( )
A.电流表的示数越大,说明接入合金丝的电阻越小
B.若电源增加一节干电池,合金丝的电阻也随着增大
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.为了保护电路,可以在电路中串联一个灯泡
15.在探究电阻大小与哪些因素有关的实验中,小丽设计了如图所示电路,其中a是锰铜合金,b,c,d是镍铬因合金,a和b长度、横截面积相同,c和a、b的横截面积相同但比较短,d和a,b长度相同,但更粗一些,则下列说法正确的是
A.研究电阻与材料的关系可以选a和b B.研究电阻与长度的关系可以选a和c
C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D.实验中,电流表示数越大说明电阻越大
四、探究电阻大小与温度的关系
16.在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是( )
A.质量 B.长短 C.粗细 D.温度
17.利用玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、小灯泡L、电池、开关S、导线若干,连接电路如图所示。闭合开关S,用酒精灯对钨丝加热,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,则( )
A.电路中的电子从电源正极出发,通过钨丝、灯泡回到负极
B.钨丝被加热过程中,温度升高,内能增加
C.加热钨丝,电路中的总电阻减小
D.这个实验说明电流通过导体时会产生热
18.在如下图所示电路中,开关闭合后,电流的示数是0.5A,此时小灯泡恰好正常发光,当给电路中的电阻丝加热一段时间后,发现电流表的示数变小了,小灯泡发光很暗。根据这一现象,同学们大胆的猜想:电阻丝阻值大小的影响因素是( )
A.电阻丝的长度 B.电阻丝的温度
C.电阻丝的材料 D.电阻丝的横截面积
19.下列各物理量中,能影响导体电阻大小的是
A.电压 B.电流 C.密度 D.温度
20.2025年4月24日,“神舟二十号”飞船成功发射并完成与空间站的交互对接,它们进入预定轨道后,太阳能帆板顺利展开。下列属于制作太阳能帆板的主要材料是( )
A.超导材料 B.半导体材料
C.纳米材料 D.绝缘体材料
21.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料、规格及实验证据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
更暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫 法。
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时, 。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见: 。
22.如图甲所示是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度L/cm
直径D/mm
电流I/A
1
a
康铜丝
57.20
0.50
______
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: ;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
23.有些汽车前挡风玻璃上的雨刮器能够随着雨量的大小,相应的改变刮水速度,雨停后,雨刮器自动停止工作。某学习小组查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网,并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。(通过电动机的电流越大,电动机的转速越快)
(1)连接图乙电路前,发现电压表的指针偏向零刻度线左侧,接下来应进行的操作是 。
(2)正确操作并连接电路后进行探究,如图丙所示,将检测网竖立并浸入雨水中不同程度进行实验,实验记录如下表所示:
检测网浸入雨水中部分
未浸入
浸入
浸入
全部浸入
电流表的示数/A
0
0.16
0.20
电压表的示数/V
3
2.4
2
1.6
①当检测网全部浸入雨水中时,电流表示数如图丁所示,为 A;实验电路的电源电压为 V。
②检测网未浸入雨水中,电流表无示数,将检测网浸入雨水中,电流表有示数,表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
③分析数据可知,检测网浸入雨水中的部分越多,检测网的电阻越 (选填“大”或“小”),电动机的转速越 (选填“快”或“慢”)。
(3)实验小组设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,无法实现车窗的清洗。请你在不拆卸原电路的基础上,在检测网两端并联一个电路元件,以解决此问题。并联的元件是: 。
24.学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)该小组开始实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(2)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(1),得到铅笔芯接入长度和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图丙所示在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像 ;
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, ;
(3)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对这根铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
25.物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程 (选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
26.小华在探究“液体电阻大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:A.可能与液体的浓度有关:B.可能与液体的体积有关。实验器材如下:两端接有金属接线柱的塑料管、电池、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图甲所示的电路进行实验。
(1)利用此装置还能提出一个可进行实验探究的合理猜想是:液体电阻大小可能与液体的 有关;
(2)小华将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,由此说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);
(3)实验中电阻大小是根据 进行判断;
(4)探究猜想B时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:液体浓度一定时,体积越小,电阻越大。分析操作过程,联系所学的“影响导体电阻大小的因素”,这一实验过程是否能完整验证猜想B? (选填“能”或“不能”),原因是 ;
(5)如图乙是小华设计的测量电阻的电路,R0为定值电阻,U为电源电压,电流表选用0~0.6A的量程,在MN之间接入待测电阻,可以在电流表刻度盘的上侧标出待测电阻的阻值。如图丙所示,小华已经标出了部分待测电阻的阻值,由电流表刻度盘数据可知:该电路中,定值电阻R0= Ω,电源电压U= V。
27.如图是某小组同学“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,所选6根电阻丝的规格及数据如表所示。
编号
材料
长度
横截面积
电流/A
铜丝
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
0.5S
镍铬合金
2S
(1)连接电路时,开关S应当 ,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)分别将编号为D、E、F的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)小灯泡在电路中的主要作用是: 。
28.小西学习了电阻的知识后,进行“盐水电阻大小与哪些因素有关”的探究活动,他提出来以下猜想:
猜想1:盐水电阻的大小可能与盐水的浓度有关;
猜想2:盐水电阻的大小可能与盐水的体积有关。
在探究猜想1时,选用如下器材开展实验:两端有接线柱的塑料水槽、电源、开关、灯泡各一个,导线若干,足量低浓度的淡盐水和高浓度的浓盐水。小西先向塑料水槽内倒入适量淡盐水至刻度线a处(图中未标出),并按图组装电路,闭合开关,观察灯泡的亮度。在确保安全的前提下,接下来的操作是: ,如果观察到 的现象,则说明盐水电阻的大小与盐水浓度有关。
29.小明通过学习得知:一般情况下,水的质量一定时,加入食盐的质量越多,溶液的浓度就越高。他想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关,并提出以下猜想:
猜想一:食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
猜想二:食盐水溶液的导电性能与放入其中的金属片之间的距离有关。
小明利用电源、小灯泡、金属片、烧杯、水、食盐、勺子、刻度尺等器材,设计了如图所示的装置,进行了探究实验。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)此实验通过 来反映食盐水溶液的导电性能,这种物理研究方法是 ;
(3)在室温不变的实验室内,小明记录的实验数据如下表。
实验次数
加入食盐量
AB两金属片间的距离/cm
灯泡亮度
1
1勺
4
较亮
2
1勺
6
微亮
3
2勺
6
较亮
①分析1、2两次实验可知,其他条件一定时, 越大,食盐水溶液的导电性能越强;
②分析 两次实验可验证猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)请你再提出一个猜想:食盐水溶液的导电性能可能与 有关。(填写一种即可)
30.利用如图甲所示的器材和电路,探究“导体的电阻与导体长度的关系”。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四个等分点分别标记为b、c、d、e。
(1)把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线两端分别接到滑动变阻器接入电路的两个接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 。
(2)排除故障后,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值。
(3)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(2),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图乙所示的坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像。
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, 。
(4)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度关系的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
31.在探究“决定导体电阻大小的因素”时,如下表的导体做出如下猜想:
序号
材料
长度(m)横
截面积(mm2)
A
镍铬合金
1.2
0.5
B
锰铜
0.8
1
C
锰铜
0.8
0.5
D
锰铜
1.2
0.5
猜想①:在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关;
猜想②:在温度不变时,导体的电阻与导体的长度有关;
猜想③:在温度不变时,导体的电阻与导体的横截面积有关。
请完成下列填空(只填序号):
(1)要验证猜想①,小芳同学应选择的两段导体是 ;
(2)要验证猜想②,小芳同学应选择的两段导体是 ;
(3)要验证猜想③,小芳同学应选择的两段导体是 。
(4)该实验采用了 法。
32.为了验证“导体的电阻与导体的长度有关”,实验室提供了电压合适的电源、滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干,还准备好了一根粗细均匀的合金丝(电路中用符号“□”表示),一把刻度尺。
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要实验步骤;
(3)设计实验数据记录表格。
33.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:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
(1)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。你赞同 (选填“小明”“小红”或“小亮”)的观点;
(2)为了验证猜想一,可依次把 两电阻丝接入M、N间,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;
(3)将电阻丝A、C先后接入M、N间,发现接入A时电流表的示数比接入C时的小,说明C电阻丝的电阻 (选填“大”或“小”),该实验表明:在其他条件相同时, ,电阻越大;
(4)将电阻丝C、D先后接入M、N间,发现电流表的示数不同,于是得出结论:不同导体的电阻阻值和导体的材料有关。你认为这样得出结论 (选填“合理”或“不合理”),理由是: ;
(5)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。
34.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想: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。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合 两个开关;
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下, ,电阻越大;
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了 (选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明电表所在支路的导体电阻越 ;
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍铬金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与 有关。
35.小源学习电阻知识后知道盐水是导体,且导体的电阻有大小之分,他猜想盐水的电阻可能与盐水的浓度有关,请你帮他设计实验,验证猜想。(该题可以画图解释)
实验器材: ;
实验步骤: ;
结论: 。
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14.2 电阻
一、探究电阻大小与导体长度的关系
1.某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】B
【详解】A.灯泡越亮,说明电路中的电流越大,则表明接入电路中的金属丝的电阻越小,故A错误;
B.选择金属丝①和③,导线的长度和横截面积均相同,而材料不同,可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关,故B正确;
C.探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,保持导体的材料和横截面积相同,长度不同,选择金属丝②和④,导线的长度和横截面积都不同,不能探究电阻的大小与导体的长度的关系,故C错误;
D.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,保持导体的材料和长度相同,横截面积不同,选择金属丝①和④,导体的材料和横截面积不同,长度相同,不能探究电阻的大小跟导体的横截面积的关系,故D错误。
故选B。
2.猜想是依据已有的知识和经验,对提出的问题进行合理的假设。下表中的“猜想”与“依据”对应正确的是( )
序号
猜想
依据
①
浮力的大小跟液体密度有关
水涨船高
②
响度跟物体振动的幅度有关
响鼓重锤
③
压强跟受力面积的大小有关
迎刃而解
④
电阻的大小跟导体长度有关
道阻且长
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】D
【详解】①船在水中是漂浮状态,受到的浮力等于重力,水面上涨后,船会随着上涨,船受到的浮力不变,不能说明浮力的大小跟液体密度有关,故①错误;
②敲鼓的力度越大,鼓面振动的幅度越大,声音的响度越大,响鼓重锤能说明响度跟物体振动的幅度有关,故②正确;
③迎刃而解说明压力一定时,受力面积越小,压强越大,故③正确;
④电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的长度有关,其它因素相同时,长度越大,电阻越大,道阳且长能说明电阻的大小跟导体长度有关,故④正确。
综上可知,②③④正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是( )
A.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
B.选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
C.选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.实验过程中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电压表进行实验
【答案】C
【详解】AB.金属丝①和②的材料、长度均不同,选择金属丝①和②不可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关,也不可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故AB错误;
C.选择金属丝②和③的材料、横截面积相同,长度不变,可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,故C正确;
D.电流表使用时串联在电路中,电压表使用时与用电器并联。实验中,若灯泡亮度变化不明显,可将灯泡换成电流表进行实验,故D错误。
故选C。
4.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的金属丝只有一根,实验电路图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该实验的探究方法只用到控制变量法
B.灯泡在电路中可以起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变大
D.将金属丝对折后接入电路,是探究导体电阻大小与长度的关系
【答案】B
【详解】A.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,在研究与其中的一个因素的关系时,应控制其他因素不变,该实验运用了控制变量的方法;此外,实验中用灯泡的亮度和电流的示数判断电阻的大小,应用了转化法,故A错误;
B.灯泡与电流表串联,增大了电路中的电阻,防止因导体电阻过小而烧坏电流表,对电路起保护作用,故B正确;
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的长度变小,横截面积变大,则金属丝的电阻变小,故C错误;
D.在探究电阻与长度的关系时,需使导体的材料、横截面积、温度相同,长度不同,而将金属丝对折后,横截面积也发生了变化,故D错误。
故选B。
5.如图为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图,电阻丝的长度、材料、板截面积情况如图所示(),则下列说法正确的是( )
A.研究电阻与材料的关系可以选a和b
B.研究电阻与长度的关系可以选a和c
C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d
D.实验中为了电路安全最好在电路中再串联一个电压表
【答案】A
【详解】A.电阻大小可能与导体的材料、长度和横截面积有关,研究电阻与材料的关系要控制长度和横截面积相同,使电阻丝材料不同,故可以选a和b,故A正确;
B.研究电阻与长度的关系,要控制导体的材料和横截面积不变,而a和c材料不同,故B错误;
C.研究电阻与横截面积的关系,要控制导体的材料、长度相同,而c和d长度不同,故C错误;
D.实验中为了电路安全最好在电路中再串联一个灯泡,灯泡能分担一定的电压,可以保护电路,串联电压表,电压表相当于断路,电流表几乎无示数,故D错误。
故选A。
二、探究电阻大小与导体横截面积的关系
6.某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体序号
长度/m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体②与③
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体①与④
【答案】A
【详解】AB.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,需要控制材料和横截面积相同,改变长度,分析电阻阻值的变化,应选②与③,故A正确,B错误;
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,需要控制材料和长度相同,改变导体横截面积,分析电阻阻值的变化,应选①与②,故C错误;
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,需要控制长度和横截面积相同,改变导体材料,分析电阻阻值的变化,应选②与④,故D错误。
故选A。
7.某同学要探究“导体电阻大小与哪些因素有关”,现有以下器材:三根长度为1m的电阻丝a、b、c(无绝缘层,直径如图所示);干电池2节;电流表、开关各一个;导线若干(其中有带导电夹的)。现要探究的问题有:①导体的电阻与导体的长度是否有关;②导体的电阻与导体的横截面积是否有关;③导体的电阻与导体的材料是否有关。由上述器材,能完成的探究问题是( )
A.只有① B.只有② C.①和② D.①、②和③
【答案】B
【详解】①由题意可知,导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积有关,根据控制变量法可知探究导体的电阻与导体的长度是否有关时,需控制导体的材料、横截面积相同,导体的长度不同,由图可知三根电阻丝的横截面积都不相同,故不可行;
②探究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,需控制导体的材料、长度相同,导体的横截面积不同,由图可知三根电阻丝的材料和长度相同,横截面积不同,故可行;
③探究导体的电阻与导体的材料是否有关时,需控制导体的长度、横截面积相同,导体的材料不同,由图可知三根电阻丝的材料相同,故不可行。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.用图所示的实验装置探究“导体电阻的大小与哪些因素有关”。其中A为猛铜线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积,A、B、C的长度相同。则下列说法中正确的是( )
A.选择C、D可以探究电阻大小和长度是否有关
B.选择A、B可以探究电阻大小和材料是否有关
C.选择A、D可以探究电阻大小和长度是否有关
D.选择A、C可以探究电阻大小和横截面积是否有关
【答案】B
【详解】A.C、D材料相同,横截面积不同,长度不同,有两个变量,无法探究导体电阻与长度的关系,故A错误;
B.A、B材料不同,长度和横截面积相同,可以探究导体电阻大小与材料的关系,故B正确;
C.A、D材料不同,横截面积相同,长度不同,有两个变量,无法探究导体电阻与长度的关系,故C错误;
D.A、C材料不同,横截面积不同,长度相同,有两个变量,无法探究导体电阻与横截面积的关系,故D错误。
故选B。
9.关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,在温度一定时,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越小
B.合金丝的电阻与该合金丝横截面积无关
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大
D.合金丝的电阻与该合金丝中的电流大小有关
【答案】C
【详解】A.合金丝的长度一定时,合金丝的横截面积越小,其电阻越大,故A错误;
B.在长度一定时,合金丝的电阻随合金丝的横截面积大而减小,故B错误;
C.合金丝的横截面积一定时,合金丝越长,其电阻越大,故C正确;
D.电阻是导体本身的一种性质,与导体的长度、材料、横截面积有关,而与导体的电压与电流无关,故D错误。
故选C。
10.两电阻并联后总电阻小于其中任意一个电阻,是因为并联的结果相当于使导体( )
A.横截面积减小 B.横截面积增大
C.长度减小 D.长度增大
【答案】B
【详解】导体电阻的大小决定于导体的材料、长度和横截面积。材料、横截面积一定,长度越长,电阻越大;材料、长度一定,横截面积越大,电阻越小;两根导线并联后,其长度不变,横截面积增大,总电阻减小,因此并联的结果相当于增大了导体的横截面积。故选B。
三、探究电阻大小与导体材料的关系
11.如图甲,是探究“影响电阻大小的因素”的电路,其中1、2、3电阻丝材料如图乙所示,2、3电阻丝长度相同、粗细相同,1长度最长、横截面积最大。下列说法中正确的是( )
A.通过电流表示数大小反映电阻大小,应用的研究方法是控制变量法
B.在M、N间分别接入2、3两电阻丝可以探究电阻与材料的关系
C.在M、N间接入1后发现电流表有示数,但是灯泡不发光,说明灯泡一定短路
D.在M、N间分别接入1、2两根电阻丝,发现两次电流表的示数相同,说明电阻的大小与导体的长度无关
【答案】B
【详解】A.通过电流表示数大小反映电阻大小,这种用更易观察的现象来反映不易观察的现象的研究方法叫做转换法,故A错误;
B.2、3电阻丝长度相同、粗细相同而材料不同,所以在M、N间分别接入2、3两电阻丝可以探究电阻与材料的关系,故B正确;
C.在M、N间接入1后发现电流表有示数,说明电路为通路,灯泡不发光,可能是灯泡短路,也可能是电路中电流太小,故C错误;
D.1、2两根电阻丝长度和横截面积都不同,没有控制变量,所以无法说明电阻大小与长度是否有关,故D错误。
故选B。
12.如图所示,AC、DF分别是直径、长度均相同的铜导线和镍铬合金丝,B、E是各自的中点。分别将AB、EF接入电路中,这是为了研究导体电阻与哪个因素的关系( )
A.电流 B.电压 C.材料 D.长度
【答案】C
【详解】由于AB和EF的长度、横截面积都相同,而材料不同,所以此时可以探究导体的电阻与材料是否有关,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
13.以下是清城某中学的科创团队的探究实验:
(1)用铅笔在纸上画两段等长等宽的线条,其中一段重复涂划3次,另一段6次;
(2)换用不同型号铅笔重复(1)操作,得到多组等长等宽的线条,如题图所示;
(3)测出每段线条两端的电阻,记录在表格。
次
①
③
次
②
④
根据实验数据,可推测电阻最大的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】A
【详解】由表格数据可知,重复涂划次数相同时,铅笔的含碳量越高则电阻越小,则③的电阻比①小,④的电阻比②的小;铅笔的含碳量相同时,重复涂划次数越多则电阻越小,则②的电阻比①的小,④的电阻比③的小,故电阻最大的是①,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.如图所示,小明用粗细相同的镍铬合金丝探究“影响电阻大小因素”。下列说法错误的是( )
A.电流表的示数越大,说明接入合金丝的电阻越小
B.若电源增加一节干电池,合金丝的电阻也随着增大
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.为了保护电路,可以在电路中串联一个灯泡
【答案】B
【详解】A.电流表的示数越大,则电路中电流越大,说明导体对电流的阻碍越小,合金丝的电阻越小,故A正确,A不符合题意;
B.减少一节干电池,不能改变合金丝的长度、材料和横截面积,不能改变合金丝的电阻,故B错误,B符合题意;
C.利用此装置,将材料和横截面积相等,而长度不同的镍铬合金丝分别接入电路,可以探究导体电阻大小跟长度的关系,故C正确,C不符合题意;
D.如果只接入电阻丝,电阻丝的电阻太小会导致电路中的电流过大,损坏电路,所以电路中接入灯泡可以防止电路短路,起到保护电路的作用,故D正确,D不符合题意。
故选B。
四、探究电阻大小与温度的关系
15.在探究电阻大小与哪些因素有关的实验中,小丽设计了如图所示电路,其中a是锰铜合金,b,c,d是镍铬因合金,a和b长度、横截面积相同,c和a、b的横截面积相同但比较短,d和a,b长度相同,但更粗一些,则下列说法正确的是
A.研究电阻与材料的关系可以选a和b B.研究电阻与长度的关系可以选a和c
C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D.实验中,电流表示数越大说明电阻越大
【答案】A
【分析】(1)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;
(2)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。
【详解】A.研究电阻与材料的关系,应选择两条材料不同、横截面积和长度相同的电阻丝a、b,故A项正确;
B.研究电阻与长度的关系时,需要控制导体的材料和横截面积均相同,长度不同,由题意可知,电阻丝b、c的材料、横截面积均相同、长度不同,所以研究电阻与长度的关系可以选b和c,故B项错误;
C.要探究电阻大小跟导体的横截面积的关系,需要控制导体的材料和长度均相同,横截面积不同,由题意可知,电阻丝b、d的长度、材料均相同、粗细不同,因此应选用电阻丝b、d分别接入电路中,故C项错误;
D.当不同的导体接入电路时,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,电流表示数越大说明电阻越小,故D项错误。
【点睛】探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法。
16.在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是( )
A.质量 B.长短 C.粗细 D.温度
【答案】D
【详解】由题意可知,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热,镍铬合金丝的温度升高,镍铬合金丝的阻值变大,所以导致镍铬合金丝阻值变化的主要因素是温度,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
17.利用玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、小灯泡L、电池、开关S、导线若干,连接电路如图所示。闭合开关S,用酒精灯对钨丝加热,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,则( )
A.电路中的电子从电源正极出发,通过钨丝、灯泡回到负极
B.钨丝被加热过程中,温度升高,内能增加
C.加热钨丝,电路中的总电阻减小
D.这个实验说明电流通过导体时会产生热
【答案】B
【详解】A.根据电流方向的规定,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,在电源外部分,电子从电源负极出发,经灯丝、钨丝、开关回到正极,故A错误;
B.酒精灯温度较高,钨丝被加热过程中,钨丝吸收热量,温度升高,内能增加,故B正确;
CD.灯丝电阻与温度有关,加热钨丝,温度升高,钨丝的电阻增大,电路中的总电阻增大,这个实验说明导体的电阻与温度有关,故CD错误。
故选B。
18.在如下图所示电路中,开关闭合后,电流的示数是0.5A,此时小灯泡恰好正常发光,当给电路中的电阻丝加热一段时间后,发现电流表的示数变小了,小灯泡发光很暗。根据这一现象,同学们大胆的猜想:电阻丝阻值大小的影响因素是( )
A.电阻丝的长度 B.电阻丝的温度
C.电阻丝的材料 D.电阻丝的横截面积
【答案】B
【详解】影响电阻丝阻值大小的影响因素有电阻丝的长度、材料、横截面积和温度四个;题目中没有改变电阻丝的长度、材料、横截面积,而是对电阻丝加热,改变了电阻丝的温度。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
19.下列各物理量中,能影响导体电阻大小的是
A.电压 B.电流 C.密度 D.温度
【答案】D
【详解】导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压、导体密度的大小无关,故ABC错误,D正确.故选D.
【点睛】导体电阻大小的影响因素:导体的材料、长度、横截面积和温度.电阻是导体的一种特性,和导体中的电流、导体两端的电压、导体密度的大小无关.
20.2025年4月24日,“神舟二十号”飞船成功发射并完成与空间站的交互对接,它们进入预定轨道后,太阳能帆板顺利展开。下列属于制作太阳能帆板的主要材料是( )
A.超导材料 B.半导体材料
C.纳米材料 D.绝缘体材料
【答案】B
【详解】太阳能帆板的发电核心是硅基半导体材料,其通过光电效应将太阳能转化为电能。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
21.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料、规格及实验证据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
更暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫 法。
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时, 。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见: 。
【答案】(1) 灯泡亮度 转换
(2)A、B
(3)导体横截面积越小,电阻越大
(4)滑动变阻器
(5)在电路中串联一个电流表完成实验
【详解】(1)[1][2]将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制电阻丝长度和横截面积相同,而材料不同,因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验。
(3)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,此时电阻丝的长度和材料相同,但横截面积不同,由表中信息可知,横截面积小,灯泡的亮度较暗,所以可得出结论:在导体的材料相同、长度也相同时,导体横截面积越小,电阻越大。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝接入电路进行实验,此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中。
(5)更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表完成实验。
22.如图甲所示是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度L/cm
直径D/mm
电流I/A
1
a
康铜丝
57.20
0.50
______
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: ;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
【答案】(1)0.32
(2)b、c
(3) 随温度的降低而减小,最后变为超导体 远距离输电线
【详解】(1)乙图中电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.32A。
(2)研究导体电阻大小与横截面积的关系,需要控制导体的材料、长度相同,横截面积不同,因此选择b、c进行对比。
(3)[1]如图丁所示,当温度越低时,该种金属的电阻变小,即金属电阻会随温度的降低而减小,最后变为超导体。
[2]若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造远距离输电线,在运输电能的过程中减小能量损耗。
23.有些汽车前挡风玻璃上的雨刮器能够随着雨量的大小,相应的改变刮水速度,雨停后,雨刮器自动停止工作。某学习小组查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网,并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。(通过电动机的电流越大,电动机的转速越快)
(1)连接图乙电路前,发现电压表的指针偏向零刻度线左侧,接下来应进行的操作是 。
(2)正确操作并连接电路后进行探究,如图丙所示,将检测网竖立并浸入雨水中不同程度进行实验,实验记录如下表所示:
检测网浸入雨水中部分
未浸入
浸入
浸入
全部浸入
电流表的示数/A
0
0.16
0.20
电压表的示数/V
3
2.4
2
1.6
①当检测网全部浸入雨水中时,电流表示数如图丁所示,为 A;实验电路的电源电压为 V。
②检测网未浸入雨水中,电流表无示数,将检测网浸入雨水中,电流表有示数,表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
③分析数据可知,检测网浸入雨水中的部分越多,检测网的电阻越 (选填“大”或“小”),电动机的转速越 (选填“快”或“慢”)。
(3)实验小组设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,无法实现车窗的清洗。请你在不拆卸原电路的基础上,在检测网两端并联一个电路元件,以解决此问题。并联的元件是: 。
【答案】(1)对电压表调零
(2) 0.34 3 导体 小 快
(3)开关
【详解】(1)电压表接入电路前指针偏向零刻度线的左侧,说明电压表的指针没有指在零刻度线,这时需要对电压表指针调零。
(2)[1]由图可知,电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.34A。
[2]由表可知,未浸入时,电路断路,此时电压表示数接近电源电压,所以电源电压为3V。
[3]由题意“检测网未放入雨水中,电路处于断开状态,再将检测网放入雨水中,电路接通”可知雨水是导体。
[4]分析表中数据可知,检测网浸入雨水中深度越深,电流表示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在变小。
[5]通过电动机的电流越大,电动机的转速越快。
(3)要实现无雨水时,电动机能转动,即电路为通路,应在检测网处并联一个开关。
24.学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)该小组开始实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(2)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(1),得到铅笔芯接入长度和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图丙所示在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像 ;
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, ;
(3)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对这根铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
【答案】(1)0.26
(2) 导体的电阻与导体长度成正比
(3)换用不同的导体多次实验
【详解】(1)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A。
(2)[1][2]在坐标纸上依次描点,用平滑的线把各点连接起来,得到铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像如下:
由图像可知,电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像为正比例函数图像,可得:在材料和横截面积一定的条件下,导体的电阻与导体长度成正比。
(3)只通过对这根铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,接下来还应该换用不同的导体多次实验,使实验结论具有普遍性。
25.物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程 (选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
【答案】(1) 导体 转换法
(2) 盐 能
(3) 乙 可以起到保护电路的作用
【详解】(1)[1]将适量盐水从注水口倒入玻璃管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水容易导电,所以盐水是导体。
[2]盐水浓度不同,灯泡的亮度不同,可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小,运用了转换法。
(2)[1]要增加盐水的浓度,应该往盐水中加盐,并搅拌。
[2]探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,保持了横截面积、盐水的浓度不变,盐水的长度变短,灯泡的亮度逐渐变亮,表明盐水的电阻大小与长度有关,即这一实验过程能验证猜想B。
(3)[1][2]将灯泡换为电流表,盐水的电阻变化会引起电路中的电流的变化,但是,当盐水的电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用,因此乙同学的方案更好。
26.小华在探究“液体电阻大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:A.可能与液体的浓度有关:B.可能与液体的体积有关。实验器材如下:两端接有金属接线柱的塑料管、电池、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图甲所示的电路进行实验。
(1)利用此装置还能提出一个可进行实验探究的合理猜想是:液体电阻大小可能与液体的 有关;
(2)小华将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,由此说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);
(3)实验中电阻大小是根据 进行判断;
(4)探究猜想B时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:液体浓度一定时,体积越小,电阻越大。分析操作过程,联系所学的“影响导体电阻大小的因素”,这一实验过程是否能完整验证猜想B? (选填“能”或“不能”),原因是 ;
(5)如图乙是小华设计的测量电阻的电路,R0为定值电阻,U为电源电压,电流表选用0~0.6A的量程,在MN之间接入待测电阻,可以在电流表刻度盘的上侧标出待测电阻的阻值。如图丙所示,小华已经标出了部分待测电阻的阻值,由电流表刻度盘数据可知:该电路中,定值电阻R0= Ω,电源电压U= V。
【答案】(1)横截面积
(2)导体
(3)小灯泡亮度
(4) 不能 没有控制液体的横截面积不变
(5) 2 6
【详解】(1)图中通过改变注入水的多少,改变液体的横截面积,因此可以探究液体电阻大小可能与液体的横截面积有关。
(2)从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明电路是通路,盐水是导体。
(3)实验中运用转换法,通过观察小灯泡的亮度表示电阻的大小。
(4)[1][2]探究电阻的大小可能与液体的体积有关,需要控制液体的横截面积相同,而用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,改变液体的体积的同时,横截面积也改变,因此不能完整验证猜想B。
(5)[1][2]据图可知,电路是串联的,当MN之间接入待测电阻的阻值为28Ω时,电路中的电流为0.2A,电源电压可表示为---------①
当MN之间接入待测电阻的阻值为13Ω时,电路中的电流为0.4A,电源电压可表示为----------②
联立①②可得,。
27.如图是某小组同学“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,所选6根电阻丝的规格及数据如表所示。
编号
材料
长度
横截面积
电流/A
铜丝
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
0.5S
镍铬合金
2S
(1)连接电路时,开关S应当 ,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)分别将编号为D、E、F的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)小灯泡在电路中的主要作用是: 。
【答案】(1) 断开 电流表的示数
(2)AD
(3)横截面积
(4)保护电路
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关S应当断开。
[2]由图可得,灯泡、M、N之间的导体、电流表串联,则实验中可以通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,电流表示数越大,导体的电阻越小。
(2)A电阻丝与D电阻丝长度、横截面积相同,材料不同,分别将编号为AD的电阻丝接入电路进行实验,电流表的示数不同,则可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)D、E、F的电阻丝与材料、长度相同,横截面积不同,分别将编号为D、E、F的电阻丝接入电路进行实验,电流表的示数不同,则可得出结论:导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
(4)用电器串联,起到分压的作用,所以小灯泡在电路中的主要作用是保护电路。
28.小西学习了电阻的知识后,进行“盐水电阻大小与哪些因素有关”的探究活动,他提出来以下猜想:
猜想1:盐水电阻的大小可能与盐水的浓度有关;
猜想2:盐水电阻的大小可能与盐水的体积有关。
在探究猜想1时,选用如下器材开展实验:两端有接线柱的塑料水槽、电源、开关、灯泡各一个,导线若干,足量低浓度的淡盐水和高浓度的浓盐水。小西先向塑料水槽内倒入适量淡盐水至刻度线a处(图中未标出),并按图组装电路,闭合开关,观察灯泡的亮度。在确保安全的前提下,接下来的操作是: ,如果观察到 的现象,则说明盐水电阻的大小与盐水浓度有关。
【答案】 见解析 灯泡亮度发生变化
【详解】[1][2]探究盐水电阻是否与盐水浓度有关,需通过控制变量法设计实验。实验中需保持其他可能影响电阻的因素(如盐水体积、温度、容器形状等)不变,仅改变盐水浓度。操作方法:断开开关,确保安全,将塑料水槽内的淡盐水倒出,倒入等量的浓盐水至刻度线a处,闭合开关,观察灯泡亮度。若灯泡亮度发生变化(如变亮或变暗),说明电路中电流改变,即盐水电阻改变,则可证明盐水电阻与盐水浓度有关。
29.小明通过学习得知:一般情况下,水的质量一定时,加入食盐的质量越多,溶液的浓度就越高。他想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关,并提出以下猜想:
猜想一:食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
猜想二:食盐水溶液的导电性能与放入其中的金属片之间的距离有关。
小明利用电源、小灯泡、金属片、烧杯、水、食盐、勺子、刻度尺等器材,设计了如图所示的装置,进行了探究实验。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)此实验通过 来反映食盐水溶液的导电性能,这种物理研究方法是 ;
(3)在室温不变的实验室内,小明记录的实验数据如下表。
实验次数
加入食盐量
AB两金属片间的距离/cm
灯泡亮度
1
1勺
4
较亮
2
1勺
6
微亮
3
2勺
6
较亮
①分析1、2两次实验可知,其他条件一定时, 越大,食盐水溶液的导电性能越强;
②分析 两次实验可验证猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)请你再提出一个猜想:食盐水溶液的导电性能可能与 有关。(填写一种即可)
【答案】(1)断开
(2) 灯泡高度 转换法
(3) 两金属片间的距离 2、3 正确
(4)金属片材料
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[1][2]实验中溶液的导电能力,运用转换法通过灯泡亮度来表示。
(3)[1]分析1、2两次实验可知,其他条件一定时,两金属片间的距离越小,灯泡越亮,说明食盐水溶液的导电性能越强,因此可得结论为:其他条件一定时,两金属片间的距离越小,食盐水溶液的导电性能越强。
[2][3]分析 2、3 两次实验,它们两金属片间的距离相等,加入食盐量不同,即溶液浓度不同,灯泡亮度不同,可验证猜想一是正确的。
(4)可以换用不同材料的金属片进行实验,因此猜想是食盐水溶液的导电性能可能与金属片材料有关。
30.利用如图甲所示的器材和电路,探究“导体的电阻与导体长度的关系”。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四个等分点分别标记为b、c、d、e。
(1)把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线两端分别接到滑动变阻器接入电路的两个接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 。
(2)排除故障后,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值。
(3)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(2),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图乙所示的坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像。
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, 。
(4)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度关系的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
【答案】 滑动变阻器断路 铅笔芯的电阻与长度成正比 见解析
【详解】(1)[1]将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数,电路是断路,将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,电路是通路,故与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。
(3)[2]根据数据描点画图,如图所示:
[3]通过分析图象是过原点的直线,可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下,铅笔芯的电阻与长度成正比。
(4)[4]只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该选不同规格的铅笔芯和不同材料的导体进行实验,多次测量得到普遍规律。
31.在探究“决定导体电阻大小的因素”时,如下表的导体做出如下猜想:
序号
材料
长度(m)横
截面积(mm2)
A
镍铬合金
1.2
0.5
B
锰铜
0.8
1
C
锰铜
0.8
0.5
D
锰铜
1.2
0.5
猜想①:在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关;
猜想②:在温度不变时,导体的电阻与导体的长度有关;
猜想③:在温度不变时,导体的电阻与导体的横截面积有关。
请完成下列填空(只填序号):
(1)要验证猜想①,小芳同学应选择的两段导体是 ;
(2)要验证猜想②,小芳同学应选择的两段导体是 ;
(3)要验证猜想③,小芳同学应选择的两段导体是 。
(4)该实验采用了 法。
【答案】(1)A、D
(2)C、D
(3)B、C
(4)控制变量
【详解】(1)要验证猜想①,应选择材料不同但长度和横截面积相同的两根电阻丝,故小芳同学应选择的两段导体是A、D。
(2)要验证猜想②,应选择长度不同但材料和横截面积相同的两根电阻丝,故小芳同学应选择的两段导体是C、D。
(3)要验证猜想③,应选择横截面积不同但材料和长度相同的两根电阻丝,故小芳同学应选择的两段导体是B、C。
(4)导体电阻大小的影响因素有多个,在探究导体电阻大小与一个因素之间的关系时,控制其他因素不变,这种研究方法叫控制变量法。
32.为了验证“导体的电阻与导体的长度有关”,实验室提供了电压合适的电源、滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干,还准备好了一根粗细均匀的合金丝(电路中用符号“□”表示),一把刻度尺。
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要实验步骤;
(3)设计实验数据记录表格。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)实验中需要测出横截面积相同、长度不同的合金丝的电阻,实验中可以采用伏安法测量不同长度的合金丝的电阻,为了保护电路与调整合金丝的电压、电流,可以将变阻器与合金丝串联,如图所示:
(2)实验步骤如下:①将滑动变阻器阻值调至最大,将适当长度的合金丝接入电路,并用刻度尺测量接入电路的长度L。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,用电压表测量合金丝两端的电压U,用电流表测量通过合金丝的电流I,将U、I的测量数据记录在闭合中。
②断开开关,改变合金丝接入电路的长度,仿照②再做依次实验。
③断开开关,改变合金丝接入电路的长度,仿照②再做依次实验。
④断开开关,依据计算两次合金丝接入电路的电阻R,并记录在表格中。
(3)实验中,要记录合金丝接入电路中的长度、对应合金丝的电压、电流,并计算其阻值,实验数据表格设计如下:
实验次数
合金丝流入电路的长度/m
电压表示数U/V
电流表示数I/A
电阻大小R/Ω
1
2
3
33.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:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
(1)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。你赞同 (选填“小明”“小红”或“小亮”)的观点;
(2)为了验证猜想一,可依次把 两电阻丝接入M、N间,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;
(3)将电阻丝A、C先后接入M、N间,发现接入A时电流表的示数比接入C时的小,说明C电阻丝的电阻 (选填“大”或“小”),该实验表明:在其他条件相同时, ,电阻越大;
(4)将电阻丝C、D先后接入M、N间,发现电流表的示数不同,于是得出结论:不同导体的电阻阻值和导体的材料有关。你认为这样得出结论 (选填“合理”或“不合理”),理由是: ;
(5)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。
【答案】(1)小亮
(2)A、B
(3) 小 导体横截面积越小
(4) 不合理 没有控制导体模截面积相同
(5)三
【详解】(1)在、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,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故小亮的观点正确。
(2)为了验证猜想一,即探究导体的电阻与导体长度的关系,需要控制导体的材料和横截面积相同,导体的长度不同,因此需要把A、B两电阻丝接入M、N间。
(3)[1][2]A、C两电阻丝材料和长度相同,横截面积不同,C电阻丝的横截面积大,若接入A时电流表的示数比接入C时的小,则说明C电阻丝的电阻小,因此可得结论为:在其他条件相同时,导体横截面积越小,电阻越大。
(4)[1][2]探究导体的电阻与导体材料的关系,需要控制导体的长度和横截面积相同,而C、D两电阻丝材料和横截面积均不同,因此得出的结论是不合理的。
(5)要探究电阻大小与导体材料的关系时,需保证电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,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完成对猜想三的实验验证。
34.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想: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。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合 两个开关;
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下, ,电阻越大;
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了 (选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明电表所在支路的导体电阻越 ;
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍铬金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与 有关。
【答案】(1)灯泡的亮度
(2)S1和S2
(3)横截面积越小
(4) 电流表 小
(5)温度
【详解】(1)在探究影响导体电阻大小的因素时,通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小,运用了转换法。
(2)为了验证上述猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关;在一定温度下,应控制导体材料与横截面积相同,而长度不同,由电路图和表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验,应闭合开关S1和S2。
(3)闭合开关S1和S3,分别将A和C两电阻丝接入电路中,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,在一定温度下,此时导体的长度、材料都相同,但横截面积不同,故得到的结论是:其它条件相同的情况下,横截面积越小,电阻越大。
(4)[1][2]将灯泡换成电流表,电流表串联在电路中,电源电压一定,电流表的示数越大,说明电流表所在支路的导体电阻越小。
(5)用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风,此时会改变导体的温度,根据电流表示数变化可以得出电阻大小与温度的关系。故小明所做的这一实验基于的假设是导体的电阻与温度有关。
35.小源学习电阻知识后知道盐水是导体,且导体的电阻有大小之分,他猜想盐水的电阻可能与盐水的浓度有关,请你帮他设计实验,验证猜想。(该题可以画图解释)
实验器材: ;
实验步骤: ;
结论: 。
【答案】 见解析 见解析 见解析
【详解】[1]实验中探究盐水浓度与导电性的关系,需要控制其他条件不变,选择的实验器材有:电源、开关、电流表、导线、定值电阻、两种浓度不同的盐水、烧杯、两块完全相同的金属片。
[2]实验步骤为:将一定量盐水倒入烧杯中,再将两个金属片平行插入盐水一定深度中,用导线将电源、开关、定值电阻、电流表以及两个金属片依次串联在一起;
②闭合开关,记录电流表的示数为I1;
③将烧杯中的盐水换为另一种浓度的盐水,保持盐水体积相同,然后将金属片以相同距离插入到盐水的相同深度 重新实验,记录电流表示数为I2。
[3]若,则盐水的导电率与盐水的浓度无,关;若,则盐水的导电率与盐水的浓度有关。
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