内容正文:
七、 探究——影响导体电阻大小的因素
图11-7-1
一 实验:探究影响导体电阻大小的因素
实验器材:一个电池组、一只电流表、一个开关、若干导线、一个支架。
实验过程:(1)选取材料、粗细相同而长度不同的电阻丝,接入电路中(如图11-7-2所示),观察电流表示数的变化情况,研究电阻与导体长度的关系。
图11-7-2
(2)选取材料、长度相同而粗细不同的电阻丝,接入电路中,观察电流表示数的变化情况,研究电阻与导体横截面积的关系。
(3)选取粗细、长度相同而材料不同的电阻丝,接入电路中,观察电流表示数的变化情况,研究电阻与导体材料的关系。
实验结论:导体的电阻大小与导体的________、________和________有关。
实验改进:当电阻过小时,电路中电流很大,可能烧毁仪器。为避免事故,可在电路中串联一个定值电阻或小灯泡。
二 影响电阻大小的因素
1.影响电阻大小的因素有:________、________、____________。在材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越 ________;在材料和长度一定时,横截面积越大,电阻越________。
2.导体的电阻还与温度有关。一般来说,导体的电阻随温度的升高而增大,如金属导体;也有少数导体的电阻随温度的升高而减小,如石墨类导体。
[注意] 当温度降低到某一温度时,物质的电阻变为零,这种现象叫超导现象。发生超导现象的物质叫作超导体。
类型一 探究影响电阻大小的因素
例1 在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,某实验小组提出了如下猜想:
猜想一:导体电阻跟导体长度有关;
猜想二:导体电阻跟导体粗细有关;
猜想三:导体电阻跟导体材料有关。
同学们想利用如图11-7-3所示的电路和下表中各类型的导体验证上述猜想。
图11-7-3
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(1)请将猜想一的实验设计思路补充完整。
选取__________和__________相同、________不同的导体,分别将其接入如图所示的电路中。通过比较电路中________的大小,判断导体电阻的大小。
(2)验证猜想三时,若需对比三个实验数据,则应从上表中选取导体__________(填写导体代号)来进行实验。[实验点拨]导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,还受温度影响,在探究实验中需要运用控制变量法(即在上述四个物理量中保持其中三个量不变,改变另一个量,根据电阻的变化,归纳此物理量与导体电阻的关系);电阻的大小目前还不能直接测量,在实验中利用转换法(用电路中电流的大小或小灯泡的亮度)反映导体电阻的大小,实验中导体的电阻越小,电路中的电流越大,电流表示数越大,灯泡越亮。
类型二 影响导体电阻大小因素的应用
例2 关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.铜导线的电阻比铝导线的电阻小
B.粗导线的电阻比细导线的电阻小
C.将一根铜导线均匀拉长后,其电阻会变大
D.灯泡不发光时灯丝的电阻比该灯泡发光时灯丝的电阻大
[易错辨析]导体的电阻取决于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关,但与导体两端的电压和通过导体的电流无关。在日常生活中解决有关电阻的问题时,要注意影响导体电阻大小的相关因素中哪些发生变化,哪些不变,即可得到电阻的大小变化情况。
[探究——影响导体电阻大小的因素]
1.如图13-1所示的电路中,AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后,通过观察________________可以比较出合金线的电阻大小,这种研究问题的方法叫______________(选填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体__________的关系。
图13-1
2.导体电阻的大小取决于导体本身的________、________、________以及温度,导体的电阻是导体本身的一种________;当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,则其电阻________;当导体的材料和长度一定时,横截面积越大,则其电阻就________。
3.一段裸铜丝,对折起来扭成一股,它的电阻将变________,这是因为:(1)______________;(2)______________。
4.将一根金属导线均匀拉长后(不考虑温度变化),其电阻( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
5.如图13-2所示,甲、乙是两把用不同金属制成的钥匙,将它们分别接入图中的A、B之间,闭合开关,发现当甲钥匙接入电路时,灯泡较亮,可知,甲、乙钥匙中