实验18探究电阻大小的影响因素实验解析版Word文件下载.docx
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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，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；
而且铝导线相对来说价格便宜。
2、研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变，只改变材料，看电流表示数的变化，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：
控制变量法和转换法。
4、该实验中“转换法”的使用体现把电流表示数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温度的影响。
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，选择小量程（“大量程”或“小量程”）的电流表，理由是：
为了提高测量的精度，
应该使用更灵敏的电流表。
【创新母题】：
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，根据实验回答下列问题。
（1）该实验是通过观察的示数间接比较导线电阻的大小；
此种研究方法是：
。
（2）电流表使用时选用小量程的原因是：
（3）如果实验时发现电流表有故障可以选用来代替，粗略地比较电阻大小，从而来完成实验。
（4）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。
（5）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；
其具体关系
（6）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。
（7）导体的电阻大小除了与上述因素有关外，还可能跟有关；
如果探究其中的具体关系，应该采用
法来研究。
【答案】：
（1）电流表；
转换法；
（2）提高电流表测量的精度，使实验现象更为明显。
（3）小灯泡；
（4）材料；
（5）长度；
导体的材料和横截面积相同的情况下，长度越长，电阻越大。
（6）b、d；
（7）温度；
控制变量法。
【解析】：
（1）接入电路不同的导体时，可通过观察灯泡的亮暗或观察电流表示数来比较导体电阻的大小；
把电流表的示数来间接反映电阻的大小属于转换法。
（2）为了使现象更为明显，提高电流的测量精度，可以采用小量程的接线柱，这样会电流表指针也更灵敏。
（3）如果电流表不能使用，可以用小灯泡来代替，主要是利用小灯泡的明暗程度来粗略地反映电阻的大小，但是灵敏度一般，不易观察。
（4）由图可知，导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同，因此选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的材料有关。
5）由图可知，导线b、c的粗细、材料均相同、长度不同，因此选用导线b、c分别接入电路中，是为了
探究电阻大小跟导体的长度有关；
其他条件相同的情况下，电阻长度越长，电阻越大。
（6）由图可知，导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同，因此选用导线b、d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。
（7）影响导体电阻大小因素除了导体的材料、长度、横截面积外，还可能跟温度有关。
若要探究其具体关系，同样使用控制变量法，让材料、横截面积、长度相同，改变温度来具体研究。
练习1：
（2019·
绥化）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”的猜想进行实验验证。
实验中使用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/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.32
c
0.4
0.16
d
1.0
0.08
（1）实验中通过观察来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是。
（2）分别将c、d两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是。
（3）分别将（填编号）两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是：
导体的材料、长度相同时，
横截面积越小，电阻越大。
（1）电能表的示数大小；
（2）导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；
（3）b、c。
（1）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；
此种探究影响电阻大小因素的方法是转换法；
（2）影响导体电阻大小的因素:
导体的材料、长度和横截面积,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；
c、d是材料和横
截面积都是相同的，因此是探究的电阻大小与长度的关系；
通过比较发现，材料和横截面积相同的情况下，长度越长，电流越小，即电阻越大。
（3）此处要求探究电阻大小与横截面积的关系，因此有控制变量法可知，应该控制材料和长度保持一致，对照图表发现b和c满足要求。
练习2：
（2019·
内江）某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”，进行了如
下实验操作：
（1）如图甲所示，是取一段新的电阻丝紧密绕制，用刻度尺测量出它的直径示意图。
由此可知，电阻丝的直径为mm，从而计算出电阻丝的横截面积S。
（2）在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，这种方法
叫做法（选填“等效替代”或“控制变量”）。
（3）为了探究电阻丝的电阻R与L的关系，实验室备有以下实验器材：
A．电源E（电压U＝1.5V）B．电流表A1（量程0～100mA）
C．电流表A2（量程0～0.6A）D．电阻箱R0（阻值0～999.9Ω）
E．待测电阻丝R（阻值约为10Ω）F．开关一个，导线若干，则：
（4）为了提高实验的精确程度，在实验中电流表应选的是（选填器材前的字母代号）。
（5）把电阻丝拉直后，将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上，在电阻丝上夹一个金属夹P，移动金属
夹P的位置，就可改变接入电路中金属丝的长度L，把这些实验器材按乙图的电路连接起来。
闭合开关S前，
电阻箱的阻值应调整到Ω。
（6）闭合开关S后，将电阻箱调到适当位置不动，多次改变金属夹P的位置，得到多组I、L的数据。
根
据实验测量数据在坐标平面内，以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标，得出图象如图丙所示，根据实验图象说明，横截面积S相同的同种材料的电阻丝，接入长度L越长，电流I越小，电阻
R。
（7）该电阻丝1cm长度的阻值为Ω。
（1）0.8；
（2）控制变量；
（4）B；
（5）999.9；
（6）越大；
（7）0.3。
【解析】：
（1）根据刻度尺读出电阻丝的长度为：
l＝1.60cm，
则电阻丝的直径为：
d＝1/n＝1.6cm/20＝0.08cm＝0.8mm；
（2）电阻的大小在不考虑温度的前提下，有三个决定因素：
材料、长度、横截面积。
因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法，在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，这种方法叫做控制变量法；
（4）电路中的最大电流I＝U/R＝1.5V/10Ω＝0.15A＝150mA，所以为了提高实验的精确程度，电流表选最量程为100mA的电流表A1（或序号B）；
（5）闭合开关S前，电阻箱起到保护电路的作用，电阻箱的阻值应调整到阻值最大处，由电阻箱R0（阻值
0～999.9Ω）可知，电阻箱的阻值应调整到999.9Ω。
（6）在图象上可以看到，电阻的长度越长，电流的倒数越大，电流越小，在电压一定时，电阻越大。
（7）由图乙知，电阻丝和电阻箱是串联的，
由图丙知，
当电阻丝接入0cm，就是电阻丝的电阻为零时，电源电压为1.5V，电流倒数为10A﹣1，所以电流为I'
＝1/10A
＝0.1A，则电阻箱的电阻为：
R'
＝U/I'
＝15V/0.1A＝15Ω，
当电阻丝接入10cm，就是电阻丝的电阻为R时，电源电压为1.5V，电流倒数为12A﹣1，所以电流为I'
'
＝1/12A，则电路总电阻为：
R总＝U/I”＝18Ω，
所以10cm电阻丝的电阻为：
R＝R总﹣R'
＝18Ω﹣15Ω＝3Ω，在横截面积和材料一定时，导体的电阻跟导体的长度成正比，所以1cm的电阻丝电阻为：
R1＝R/10＝3Ω/10
＝0.3Ω。
练习3：
黄石）
（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的a、
b、c三条电阻丝进行实验，a、b长度相同，b、c粗细相同，如图1所示。
连接电路，分别
接通a、b、c，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论：
1比较a、b两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体有关。
2比较b、c两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体有关。
3由实验可以得出：
三个电阻丝阻值从大到小关系是。
（2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：
1考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c
电阻丝能同时通电发热。
乙同学是想利用来反映电阻丝发热量的大小。
2乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝（选填“串联”或“并联”）的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。
3接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是。
结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：
通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热（选填“多”或“少”），发现该结论与已学的焦耳定律不符。
请你帮助他进行解释：
在相同的通电时间内，当时，电阻大的电热就多；
当时，电阻大的电热就少。
（1）①横截面积；
②长度；
③Ra>
Rb>
Rc；
（2）①小木棍掉落的时间；
②并联；
见下图；
③c、b、a；
少；
通过电阻的电流相同（串联）；
电阻的电压
相同（并联）。
（1）①同一种合金材料的a、b、c；
a、b长度相同，粗细不相同，a、b两次电表示数不同，比较a、b两次电表示数，Ia<
Ib，可以得出电阻大小跟导体横截面积有关。
②b、c粗细相同，材料相同，长度不同，b、c两次电表示数不同，Ib<
Ic，由此可得，电阻大小跟导体长度有关，。
③已知Ia<
Ib，Ib<
Ic，由欧姆定律可知，Ra>
Rb，Rb>
Rc．由此可以得出：
三个电阻丝阻值从大到小关系是Ra
>
Rc。
（2）①用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电
发热，吸热多的蜡油先熔化，则小木棍先掉落，因此可利用小木棍掉落的时间来反映电阻丝发热量的大小。
②由图可知，三个电阻丝首位顺次连接，并联接入电路；
补充图如下：
③已知三个电阻丝阻值从大到小关系是Ra>
Rb>
Rc。
由Q＝W＝U2t/R可得，三电阻丝吸热关系Qc>
Qb>
Qa。
所以观察到小木棍掉落的先后顺序是c、b、a。
由乙同学的实验可得出：
通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热反而少了，是因为电流不同；
因此在相同的通电时间内，当通过电阻的电流相同（串联）时，电阻大的电热就多；
当电阻的电压相同（并联）时，电阻大的电热就少。
练习4：
淮安）某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。
它们的材料相同，外形都如图甲所示，他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系。
在老师的帮助下，他们测量了部分导体厚度h、边长a和电阻R，并记录在表格中。
（在测量电阻时，老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路；
实验时环境温度保持不变。
）根据以上信息，请回答下面问题：
（1）分析表格中的数据可得：
该种导体电阻大小与边长a（选填“有关”或“无关”），与厚度h成
（选填“正比”或“反比”）。
（2）从该种导体中，选取了厚度h之比为2：
3、边长a之比为2：
1的两个导体R1、R2，按图丙方式串联后接在闭合电路中，设两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，则U1：
U2＝。
（3）现代集成电路技术需要电子元件微型化，且集成度越高，电子元件越需要微小。
现某集成电路需要一只阻值为1.6×
10﹣3Ω的该种导体，小华从边长a为5mm、10mm、15mm、20mm的四个导体中选择了边长为5mm的导体。
与其它三个导体相比，请分析该导体工作时的优缺点：
（1）无关；
反比；
（2）3：
2；
（3）优点：
集成度高，电阻大小不变，所占空间小，缺点：
容易烧坏。
（1）由表中1~4组数据可知,厚度h相同时,电阻R与边长a无关;
由表中2、5、6组数据可知,厚度变为原
来的2倍,电阻变为原来的一半,厚度变为原来的4倍,电阻变为原来的,故厚度与电阻乘积为定值,电阻与厚度成反比。
（2）R1与R2串联,由
（1）知,电阻与边长无关,与厚度成反比,R·
h=k（定值）。
∴R1h1=R2h2;
∴R1/R2=h2/h1=3:
2;
串联电路中U1/U2=R1/R2=3:
2
（3）由题意知,边长5mm的导体比其余导体更微小,所以集成度高;
相同阻值导体接入同一电路中产生电热相同,但越小的导体越容易熔断。
练习5：
（2018·
湖州）某科学兴趣小组在探究影响导体电阻大小及灯泡亮暗的因素时。
做了如甲图所示的实验：
将鳄鱼夹从较长的镍铬合金丝的A端逐渐滑向B端时，发现电流表示数逐渐增大，同灯泡逐渐变亮。
1）通过实验可得出结论：
导体的电阻大小与有关；
灯泡的亮暗与通过灯泡的电流大小有关。
2）小明认为决定灯泡亮暗的因素只是电流大小，请你设计一个实验来否定小明的观点（只需在相应的方
框内画出电路图）。
实验材料：
两个不同规恪的灯泡L1和L2，电泡组、开关S及导线若干。
（3）接下来，小明又做了如下实验：
将整条镍合金丝AB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，再改用冷风档对镍铬合金吹冷风。
在整个过程中观察电流表示数的变化情况，小明所做的这一实验基于的假设是。
（1）导体长度；
（2）如下图；
（3）导体的电阻与温度有关。
（1）将鳄鱼夹从较长的镍铬合金丝的A端逐渐滑向B端时，电阻丝接入电路中的长度变短了，发现电流表
示数逐渐增大，同灯泡逐渐变亮，这说明导体的电阻减小了，即电阻大小与导体的长度有关；
（2）实验中，可以将两个不同规恪的灯泡L1和L2组成串联电路，此时通过两灯的电流是相同的，然后通过
观察灯泡的亮度来验证小明的观点；
如上图所示；
（3）用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风档对镍铬合金吹冷风，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。
练习6：
在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
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、（3）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.
A
B
C
D
（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,这种研究方法称为．
（2）为了验证上述猜想
（1）,应该选用编号
两根电阻丝分别接入电路进行实验
（3）分别将A和D两电阻丝接入图M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:
当长度和横截面积相同时,导体电阻跟有关.
（4）要进一步研究导体材料的导电性能,就需要测量导体的电阻,小明的实验方案和操作过程均正确,两表的连接和示数如图所示.但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差,解决这一问题的措施是
（5）若实验中要继续探究温度对电阻的影响,则需要选择根电阻丝,改变进行探究,整个过程用到的实验方法有（写出一种）.
（1）电流表示数；
（2）AB；
（3）材料；
（4）偏大；
换用小量程进行实验；
（5）同一；
温度；
控制变量法
（1）在M、N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,这里用到了转换法.
（2）要验证猜想a:
导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中
数据可以知道,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验.
（3）由表中数据可以知道,A、D两电阻丝的长度、横截面积相同而材料不同,将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此可以知道:
当长度和横截面积相同时,导体电阻跟材料有关;
（4）由图2所示电流表可以知道,电流表指针偏转过小,电流表读数误差较大,会增大实验误差,使实验误差偏大;
电流表换用小量程,可以减小读数误差,从而减小实验误差.
（5）实验中要继续探究温度对电阻的影响必须使电阻丝的材料、长度和横截面积相同,则需要选择同一根电
阻丝,根据控制变量法可以知道要改变电阻丝的温度.
练习7：
某学习小组在探讨影响导体电阻大小的因素时，找资料发现在导体材料和粗细相同时，其电阻大小与长度成正比，即可以用下述表达式表示：
R＝kx，其中k为比例常数，x为导体的长度，于是他们用下
面的器材：
电压不变的电源、开关、粗细均匀的镍铬合金丝、电压表等及图甲所示电路来探究此问题，图甲中AB为镍铬合金丝，P为活动端，图甲为实物连线图．
（1）他们的实验方法是控制了不变．
（2）调节镍铬合金丝上的滑动片，电压表的示数（填“能”或“不能”）反映导体AP间电阻的变
化，理由：
___.
（3）要完成此实验，除了记录电压表示数外，还需要的测量器材是_．
（4）为反映AP间电阻的变化，还可以．
（5）实验结束后，另一小组同学进一步研究导体的电阻与温度的关系的实验如图丙所示，当用酒精灯缓慢地对钨丝加热时，将观察到灵敏电流计的示数（填“变大”“变小”或“不变”），这个实验说明
了__．
（1）材料和横截面积
（2）能；
电阻越大，分担的电压越大
（3）刻度尺；
（4）在电路中串联一个电流表；
（5）变小；
导体的电阻跟温度有关（或钨丝的电阻随温度的升高而增大）
（1）由图可知，在实验中，导体的材料和横截面积是不变的，改变的是导体的长度；
（2）由图可知，电压表并联在了电阻AP的两端，测量的是电阻AP两端的电压，调节镍铬合金丝上的滑动
片，连入电路的总电阻不变，电流不变，但电压表并联接入被测量的电阻值随着滑片的移动而发生改变，电压表的示数也会随着改变，所以AP部分的电阻越大，电压表的示数越大；
（3）实验中为了精确测量电阻的大小与长度的关系，还需要测量电阻丝的长度，故还需要的器材是刻度尺。
（4）为反映AP间电阻的变化，还可以在电路中串联一个电流表，由欧姆定律可知，电流表示数越大，AP间
电阻越小。
（5）为进一步研究导体的电阻与温度的关系，用酒精灯缓慢地对钨丝加热，将观察到灵敏电流计的示数变小，这个实验说明了导体的电阻跟温度有关（或钨丝的电阻随温度的升高而增大）．
练习8：
小明、小红和小亮在做“探究影响导体电阻大小的因素”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）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（填“小明”“小红”或“小亮”）的观点．
（2）为了验证猜想
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