内容正文:
实验二十一、探究影响导体电阻大小的因素
【知识点回顾】
电学实验基础考点:
1. 电路连接注意事项
连接电路时,开关应处于 状态,且导线不能交叉。
补充电路: ;
2.电流表与电压表的使用
(1)调零
(1)必须选择合适的量程;(试触:指针满偏——量程太小;指针偏转太小——量程太大)
(2)电流表应和被测用电器 联;(电流表并联:会造成用电器被短接)
电压表应和被测用电器 联;(电压表串联:用电器中没有电流,不工作,电压表的示数接近电源电压)
(3)必须让电流从 接线柱流进,再从 接线柱流出(接反了:指针反向偏转)
(4)电流表 (选填“能”或“不能”)直接连接在电源两极(电流表相当于一根导线,如果它直接接在电源两极,可能烧坏电流表)
电压表 (选填“能”或“不能”)直接连接在电源两极(测电源电压)
探究影响导体电阻大小的因素
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
2.0
1、实验要点
(1)要探究导体电阻与材料的关系,应选择导体 和
(填字母)。
(2)要探究导体电阻与长度的关系,应选择导体
和 B (填字母)。
(3)要探究导体电阻与横截面积的关系,应选择导体 和 (填字母)。
(4)本实验除了通过 判断电阻大小外,还可以通过观察 来判断电阻大小
2、实验方法
(1)通过灯泡亮度判断电阻大小用到 。
(2)探究导体电阻与导体材料、长度、横截面积的关系用到
3、实验结论
(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与长度有关,长度越长,电阻越大;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与截面有关,截面越粗,电阻越小;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与材料有关。
(4)同一种导体电阻与温度的关系: ;
(5)电阻是导体本身的一种性质, 。
【精练】
1.小天在探究影响导体电阻大小的因素时,他做出了如下猜想:
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。
为了验证上述猜想,小天设计了如图的电路,其中A、B、C、D是四根导体,这四根导体的材料、长度、横截面积如图所示。
(1)实验中通过观察 (选填“灯泡的亮度”或“电流表示数的大小”)来比较导体电阻的大小更精确,这种研究方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
(2)为了验证猜想二,应该选用序号为 的两根电阻丝进行实验:如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ;
(3)小天在电路M、N之间分别接入A、B两根电阻丝,发现接入电阻丝时,电流表的示数比较小,由此可初步得到的结论:在材料和横截面积相同时,导体的长度越 ,电阻越大。
2.小明利用如图自制器具探究“盐水柱的电阻大小与哪些因素有关”,他将玻璃管(管中的金属活塞可以左右移动)等器材组装成如图所示的电路进行实验。小明提出了以下猜想:
A.可能与盐水柱的横截面积有关;
B.可能与盐水柱的长度有关;
(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”);实验中根据 判断盐水的电阻大小;
(2)在探究猜想A时,小明断开开关,用针筒从注水口向外抽取部分盐水,保持 不变,闭合开关后,发现小灯泡变暗。可得出:盐水柱的长度一定时,盐水柱的横截面积越小,盐水柱的电阻越 ;
(3)实验中,小明仅将活塞向左移动, (选填“能”或“不能”)探究猜想B。
3.在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,用如图所示的实验装置进行实验。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但横截面积不同,a、c横截面积相同而长度不同;导线d由锰铜合金制成,长短、横截面积与导线b相同。
(1)实验中,通过观察 判断导体电阻的大小。在连接好电路后,闭合开关前,电流表指针如图乙所示,由此可知存在的问题 。
(2)依次将导线a、b、c、d接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数/A
1.2
1.4
2.5
2.8
比较a、b两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线 的关系。
(3)经过分析数据可以推断出:用相同材料制成的导线,长度越长,横截面积越 ,电阻越大。若要制作一个阻值较大的滑动变阻器,在选择电阻线时,应从锰铜合金和镍铬合金中,选用 合金。
(4)在图丙中,闭合开关,加热电阻丝后电流表示数变小,说明导体电阻的大小与 有关
4.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
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
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)按照图所示“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,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是: ;
(5)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 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
5.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
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
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)按照图所示“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。则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是:导体的材料和横截面积相同时,长度越 ,电阻越大。
(5)以上研究问题的科学方法是采用了控制变量法和 ;
(6)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 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
6.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路对“导体电阻跟它的材料、长度和横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,分别接入实验电路,得到数据如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/
电流的大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察 来比较电阻的大小。
(2)选用 (填编号)两根合金丝,可探究导体电阻跟横截面积的关系,结论是: 。
(3)同组的小红认为实验电路存在不安全因素,应在电路中加入小灯泡,因为小灯泡可以 。
(4)在下图中,闭合开关,加热灯丝后电流表示数变小,说明 。
(5)最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来较细的铝制输电线换成较粗的铜制输电线,这样就 了输电线的电阻,从而 了输电线上的电能损失。(均选填“增大”或“减小”)
参考答案
【知识点回顾】
电学实验基础考点:
2. 电路连接注意事项
连接电路时,开关应处于 断开 状态,且导线不能交叉。
补充电路:以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉;
2.电流表与电压表的使用
(1)调零(未调零会造成读数偏小或偏大)
(1)必须选择合适的量程;(试触:指针满偏——量程太小;指针偏转太小——量程太大)
(2)电流表应和被测用电器 串 联;(电流表并联:会造成用电器被短接)
电压表应和被测用电器 并 联;(电压表串联:用电器中没有电流,不工作,电压表的示数接近电源电压)
(3)必须让电流从 正 接线柱流进,再从 负 接线柱流出(接反了:指针反向偏转)
(4)电流表 不能 (选填“能”或“不能”)直接连接在电源两极(电流表相当于一根导线,如果它直接接在电源两极,可能烧坏电流表)
电压表 能 (选填“能”或“不能”)直接连接在电源两极(测电源电压)
探究影响导体电阻大小的因素
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
2.0
1、实验要点
(1)要探究导体电阻与材料的关系,应选择导体 C 和 D (填字母)。
(2)要探究导体电阻与长度的关系,应选择导体 A 和 B (填字母)。
(3)要探究导体电阻与横截面积的关系,应选择导体 A 和 C (填字母)。
(4)本实验除了通过灯泡亮度 判断电阻大小外,还可以通过观察 电流表示数变化 来判断电阻大小
2、实验方法
(1)通过灯泡亮度判断电阻大小用到 转换法 。
(2)探究导体电阻与导体材料、长度、横截面积的关系用到 控制变量法
3、实验结论
(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与长度有关,长度越长,电阻越大;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与截面有关,截面越粗,电阻越小;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与材料有关。
(4)同一种导体电阻与温度的关系:温度越高电阻越大;
(5)电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压、通过导体中的电流无关。
【精练】
1.小天在探究影响导体电阻大小的因素时,他做出了如下猜想:
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。
为了验证上述猜想,小天设计了如图的电路,其中A、B、C、D是四根导体,这四根导体的材料、长度、横截面积如图所示。
(1)实验中通过观察 (选填“灯泡的亮度”或“电流表示数的大小”)来比较导体电阻的大小更精确,这种研究方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
(2)为了验证猜想二,应该选用序号为 的两根电阻丝进行实验:如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ;
(3)小天在电路M、N之间分别接入A、B两根电阻丝,发现接入电阻丝时,电流表的示数比较小,由此可初步得到的结论:在材料和横截面积相同时,导体的长度越 ,电阻越大。
【答案】(1) 电流表示数的大小 转换法(2) A、C 三(3)长
2.小明利用如图自制器具探究“盐水柱的电阻大小与哪些因素有关”,他将玻璃管(管中的金属活塞可以左右移动)等器材组装成如图所示的电路进行实验。小明提出了以下猜想:
A.可能与盐水柱的横截面积有关;
B.可能与盐水柱的长度有关;
(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”);实验中根据 判断盐水的电阻大小;
(2)在探究猜想A时,小明断开开关,用针筒从注水口向外抽取部分盐水,保持 不变,闭合开关后,发现小灯泡变暗。可得出:盐水柱的长度一定时,盐水柱的横截面积越小,盐水柱的电阻越 ;
(3)实验中,小明仅将活塞向左移动, (选填“能”或“不能”)探究猜想B。
【答案】(1) 导体 灯泡的亮度(2) 盐水柱的长度 大(3)不能
3.在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,用如图所示的实验装置进行实验。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但横截面积不同,a、c横截面积相同而长度不同;导线d由锰铜合金制成,长短、横截面积与导线b相同。
(1)实验中,通过观察 判断导体电阻的大小。在连接好电路后,闭合开关前,电流表指针如图乙所示,由此可知存在的问题 。
(2)依次将导线a、b、c、d接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数/A
1.2
1.4
2.5
2.8
比较a、b两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线 的关系。
(3)经过分析数据可以推断出:用相同材料制成的导线,长度越长,横截面积越 ,电阻越大。若要制作一个阻值较大的滑动变阻器,在选择电阻线时,应从锰铜合金和镍铬合金中,选用 合金。
(4)在图丙中,闭合开关,加热电阻丝后电流表示数变小,说明导体电阻的大小与 有关
【答案】(1) 电流表示数的大小 电流表指针未调零(2)横截面积
(3) 小 镍铬(4)温度
4.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
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
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)按照图所示“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,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是: ;
(5)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 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)电流表示数(2)A、D(3)②
(4) ① 在材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大(5)减小
5.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
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
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)按照图所示“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。则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是:导体的材料和横截面积相同时,长度越 ,电阻越大。
(5)以上研究问题的科学方法是采用了控制变量法和 ;
(6)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 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)电流表的示数(2)A、D(3)②(4) ① 长(5)转换法(6)减小
6.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路对“导体电阻跟它的材料、长度和横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,分别接入实验电路,得到数据如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/
电流的大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察 来比较电阻的大小。
(2)选用 (填编号)两根合金丝,可探究导体电阻跟横截面积的关系,结论是: 。
(3)同组的小红认为实验电路存在不安全因素,应在电路中加入小灯泡,因为小灯泡可以 。
(4)在下图中,闭合开关,加热灯丝后电流表示数变小,说明 。
(5)最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来较细的铝制输电线换成较粗的铜制输电线,这样就 了输电线的电阻,从而 了输电线上的电能损失。(均选填“增大”或“减小”)
【答案】(1)电流表的示数
(2) B、C 导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大
(3)保护电路
(4) 用点燃的酒精灯给灯丝加热,发现电流表示数变小,因为电源电压一定,所以由可知,灯丝电阻增大
(5) 减小 减小
1
学科网(北京)股份有限公司
$