?實驗十八、探究電阻大小的影響因素的實驗。
【實驗?zāi)康摹浚?br /> 探究影響電阻大小的因素有哪些
【猜想假設(shè)】
影響導(dǎo)體電阻大小的因素可能是,導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積等。
【實驗方法】:
控制變量法和轉(zhuǎn)換法
【實驗設(shè)計】:
(1)在幾個因素中,如何研究其中的一個因素是否影響電阻的大小,常用的方法是控制變量法。
①保持材料和橫截面積一定,研究電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系。
②保持材料和長度一定,研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。
③保持長度和橫截面積一定,研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系。
(2)已經(jīng)提供了如圖所示的幾種導(dǎo)體,還需要的器材有:電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線

(3)電路圖:

【實驗過程】:
①探究電阻大小跟導(dǎo)體長度的關(guān)系應(yīng)選擇A、B兩根電阻絲。
表1
接入的導(dǎo)體
長度
橫截面積
電流/A
A(鎳鉻合金絲)
L
s

B(鎳鉻合金絲)
2L
s

結(jié)論:導(dǎo)體的材料和橫截面積一定時,導(dǎo)體的長度越長,導(dǎo)體的電阻越大。


②探究電阻的大小跟導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇A、C兩根電阻絲。
表2
接入的導(dǎo)體
長度
橫截面積
電流/A
A(鎳鉻合金絲)
L
s

C(鎳鉻合金絲)
L
2s


結(jié)論:導(dǎo)體的長度、材料一定時,導(dǎo)體的橫截面積越小,導(dǎo)體的電阻越大。
③探究電阻的大小跟導(dǎo)體材料的關(guān)系應(yīng)選擇A、D兩根電阻絲。
接入的導(dǎo)體
長度
橫截面積
電流/A
A(鎳鉻合金絲)
L
s

D(錳銅絲)
L
s


結(jié)論:導(dǎo)體的電阻與材料有關(guān)。
【實驗補(bǔ)充】:
導(dǎo)體的電阻受溫度的影響:
(1)導(dǎo)體的電阻與它的溫度的高低有關(guān),金屬導(dǎo)體的電阻通常隨溫度的升高而增大。而有些導(dǎo)體的電阻,如鉛筆芯(石墨),其電阻是隨著溫度的升高而減小。在溫度變化不大時,一般不考慮溫度對電阻的影響。
(2)在超低溫的情況下電阻突然減小為零。
【考點方向】:
1、結(jié)論可總結(jié)成公式 ,其中ρ叫電阻率,與導(dǎo)體的材料有關(guān)。假如架設(shè)一條輸電線路,一般選鋁導(dǎo)線,因為在相同條件下,鋁的電阻小,減小了輸電線的電能損失;而且鋁導(dǎo)線相對來說價格便宜。
2、研究電阻與導(dǎo)體材料關(guān)系時”控制長度和橫截面積不變,只改變材料,看電流表示數(shù)的變化,從而得出電阻與材料有關(guān)的結(jié)論。
3、該實驗用到了兩個實驗探究方法:控制變量法和轉(zhuǎn)換法。
4、該實驗中 “轉(zhuǎn)換法”的使用體現(xiàn)把電流表示數(shù)的變化情況來表示電阻的大小。
5、實驗中用其中一個規(guī)格的材料實驗時,發(fā)現(xiàn)剛閉合開關(guān)電流表的讀數(shù)和過一段時間后第二次電流表的讀數(shù)有明顯的不同,說明電阻的大小還受溫度的影響。
6如果實驗過程中,電流表發(fā)生故障而不能使用,只用小燈泡是否可以完成實驗,
7、實驗中選用電流表時,選擇小量程(“大量程”或“小量程”)的電流表,理由是:為了提高測量的精度,應(yīng)該使用更靈敏的電流表。
【創(chuàng)新母題】:如圖所示,在探究影響導(dǎo)體電阻大小因素的實驗中,導(dǎo)線a、b、c粗細(xì)相同,b、d粗細(xì)不同; a、b、d長度相同,根據(jù)實驗回答下列問題。

(1)該實驗是通過觀察________的示數(shù)間接比較導(dǎo)線電阻的大?。淮朔N研究方法是: 。
(2)電流表使用時選用小量程的原因是: 。
(3)如果實驗時發(fā)現(xiàn)電流表有故障可以選用 來代替,粗略地比較電阻大小,從而來完成實驗。
(4)選用導(dǎo)線a、b分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的________有關(guān)。
(5)選用導(dǎo)線b、c分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的________有關(guān);其具體關(guān)系是: 。
(6)選用導(dǎo)線________分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。
(7)導(dǎo)體的電阻大小除了與上述因素有關(guān)外,還可能跟________有關(guān);如果探究其中的具體關(guān)系,應(yīng)該采用 法來研究。
【答案】:
(1)電流表;轉(zhuǎn)換法;
(2)提高電流表測量的精度,使實驗現(xiàn)象更為明顯。
(3)小燈泡;
(4)材料;
(5)長度;導(dǎo)體的材料和橫截面積相同的情況下,長度越長,電阻越大。
(6)b、d;
(7)溫度;控制變量法。
【解析】:
(1)接入電路不同的導(dǎo)體時,可通過觀察燈泡的亮暗或觀察電流表示數(shù)來比較導(dǎo)體電阻的大小;把電流表的示數(shù)來間接反映電阻的大小屬于轉(zhuǎn)換法。
(2)為了使現(xiàn)象更為明顯,提高電流的測量精度,可以采用小量程的接線柱,這樣會電流表指針也更靈敏。
(3)如果電流表不能使用,可以用小燈泡來代替,主要是利用小燈泡的明暗程度來粗略地反映電阻的大小,但是靈敏度一般,不易觀察。
(4)由圖可知,導(dǎo)線a、b的粗細(xì)、長度均相同、材料不同,因此選用導(dǎo)線a、b分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。
(5)由圖可知,導(dǎo)線b、c的粗細(xì)、材料均相同、長度不同,因此選用導(dǎo)線b、c分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的長度有關(guān);其他條件相同的情況下,電阻長度越長,電阻越大。
(6)由圖可知,導(dǎo)線b、d的長度、材料均相同、粗細(xì)不同,因此選用導(dǎo)線b、d分別接入電路中,是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。
(7)影響導(dǎo)體電阻大小因素除了導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積外,還可能跟溫度有關(guān)。若要探究其具體關(guān)系,同樣使用控制變量法,讓材料、橫截面積、長度相同,改變溫度來具體研究。
練習(xí)1:(2019·綏化)在“探究影響電阻大小的因素”的實驗中,某實驗小組同學(xué)利用如圖所示的電路分別對“導(dǎo)體電阻跟它的材料、長度、橫截面積有關(guān)”的猜想進(jìn)行實驗驗證。實驗中使用4根電阻絲,其規(guī)格、材料如表所示。

編號
材料
長度/m
橫截面積/mm2
電流大小/A
a
錳銅合金
0.5
0.8
0.40
b
鎳鉻合金
0.5
0.8
0.32
c
鎳鉻合金
0.5
0.4
0.16
d
鎳鉻合金
1.0
0.4
0.08
(1)實驗中通過觀察   來比較電阻的大小,此過程用到的研究方法是   。
(2)分別將c、d兩根合金絲接入電路,可初步探究出的結(jié)論是    。
(3)分別將  ?。ㄌ罹幪枺﹥筛辖鸾z接入電路,可初步探究出的結(jié)論是:導(dǎo)體的材料、長度相同時,橫截面積越小,電阻越大。
【答案】:
(1)電能表的示數(shù)大??;轉(zhuǎn)換法;
(2)導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時,長度越長,電阻越大;
(3)b、c。
【解析】:
(1)電流表串聯(lián)在電路中,電源電壓一定,導(dǎo)體電阻越大,電路電流越小,導(dǎo)體電阻越小,電路電流越大,可以通過電流表示數(shù)大小判斷導(dǎo)體電阻大??;此種探究影響電阻大小因素的方法是轉(zhuǎn)換法;
(2)影響導(dǎo)體電阻大小的因素:導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積,在研究電阻與其中某個因素的關(guān)系時,要采用控制變量法的思想,要研究導(dǎo)體的電阻大小與一個量之間的關(guān)系,需要保持其它量不變;c、d是材料和橫截面積都是相同的,因此是探究的電阻大小與長度的關(guān)系;
通過比較發(fā)現(xiàn),材料和橫截面積相同的情況下,長度越長,電流越小,即電阻越大。
(3)此處要求探究電阻大小與橫截面積的關(guān)系,因此有控制變量法可知,應(yīng)該控制材料和長度保持一致,對照圖表發(fā)現(xiàn)b和c滿足要求。
練習(xí)2:(2019·內(nèi)江)某同學(xué)為了探究“電阻絲的電阻R與長度L、橫截面積S和材料的關(guān)系”,進(jìn)行了如下實驗操作:

(1)如圖甲所示,是取一段新的電阻絲緊密繞制,用刻度尺測量出它的直徑示意圖。由此可知,電阻絲的直徑為   mm,從而計算出電阻絲的橫截面積S。
(2)在實驗中,先保持電阻絲的橫截面積S和材料不變,探究電阻絲的電阻R與長度L的關(guān)系,這種方法叫做   法(選填“等效替代”或“控制變量”)。
(3)為了探究電阻絲的電阻R與L的關(guān)系,實驗室備有以下實驗器材:
A.電源E(電壓U=1.5V) B.電流表A1(量程0~100mA)
C.電流表A2(量程0~0.6A) D.電阻箱R0(阻值0~999.9Ω)
E.待測電阻絲R(阻值約為10Ω) F.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干,則:
(4)為了提高實驗的精確程度,在實驗中電流表應(yīng)選的是  ?。ㄟx填器材前的字母代號)。
(5)把電阻絲拉直后,將其兩端固定在刻度尺的接線柱a和b上,在電阻絲上夾一個金屬夾P,移動金屬夾P的位置,就可改變接入電路中金屬絲的長度L,把這些實驗器材按乙圖的電路連接起來。閉合開關(guān)S前,電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)整到   Ω。
(6)閉合開關(guān)S后,將電阻箱調(diào)到適當(dāng)位置不動,多次改變金屬夾P的位置,得到多組I、L的數(shù)據(jù)。根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面內(nèi),以電流的倒數(shù)1/I為縱坐標(biāo)、電阻絲的長度L為橫坐標(biāo),得出圖象如圖丙所示,根據(jù)實驗圖象說明,橫截面積S相同的同種材料的電阻絲,接入長度L越長,電流I越小,電阻R   。
(7)該電阻絲1cm長度的阻值為   Ω。
【答案】:
(1)0.8; (2)控制變量; (4)B; (5)999.9; (6)越大; (7)0.3。
【解析】:
(1)根據(jù)刻度尺讀出電阻絲的長度為:l=1.60cm,
則電阻絲的直徑為:d=1/n=1.6cm/20=0.08cm=0.8mm;
(2)電阻的大小在不考慮溫度的前提下,有三個決定因素:材料、長度、橫截面積。因此要研究電阻的大小與每一個因素的具體關(guān)系時,要用到控制變量法,在實驗中,先保持電阻絲的橫截面積S和材料不變,探究電阻絲的電阻R與長度L的關(guān)系,這種方法叫做控制變量法;
(4)電路中的最大電流I=U/R=1.5V/10Ω=0.15A=150mA,所以為了提高實驗的精確程度,電流表選最量程為100mA的電流表A1(或序號B);
(5)閉合開關(guān)S前,電阻箱起到保護(hù)電路的作用,電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)整到阻值最大處,由電阻箱R0(阻值0~999.9Ω)可知,電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)整到999.9Ω。
(6)在圖象上可以看到,電阻的長度越長,電流的倒數(shù)越大,電流越小,在電壓一定時,電阻越大。
(7)由圖乙知,電阻絲和電阻箱是串聯(lián)的,
由圖丙知,
當(dāng)電阻絲接入0cm,就是電阻絲的電阻為零時,電源電壓為1.5V,電流倒數(shù)為10A﹣1,所以電流為I'=1/10A=0.1A,則電阻箱的電阻為:R'=U/I’=15V/0.1A=15Ω,
當(dāng)電阻絲接入10cm,就是電阻絲的電阻為R時,電源電壓為1.5V,電流倒數(shù)為12A﹣1,所以電流為I''=1/12A,則電路總電阻為:R總=U/I”=18Ω,
所以10cm電阻絲的電阻為:R=R總﹣R'=18Ω﹣15Ω=3Ω,
在橫截面積和材料一定時,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長度成正比,所以1cm的電阻絲電阻為:R1=R/10=3Ω/10=0.3Ω。
練習(xí)3:(2019·黃石)(1)為探究影響電阻大小的因素,甲同學(xué)利用同一種合金材料的a、
b、c三條電阻絲進(jìn)行實驗,a、b長度相同,b、c粗細(xì)相同,如圖1所示。連接電路,分別
接通a、b、c,電流表的三次示數(shù)如圖2所示,根據(jù)示數(shù)可以得出以下結(jié)論:

①比較a、b兩次電表示數(shù),可以得出電阻大小跟導(dǎo)體   有關(guān)。
②比較b、c兩次電表示數(shù),可以得出電阻大小跟導(dǎo)體   有關(guān)。
③由實驗可以得出:三個電阻絲阻值從大到小關(guān)系是   。
(2)乙同學(xué)利用這套實驗器材試圖對電熱與電阻的關(guān)系進(jìn)行探究:
①考慮到?jīng)]有計時工具,他用小木棍蘸取等量蠟燭油分別粘放在a、b、c電阻絲的中點處,然后使a、b、c電阻絲能同時通電發(fā)熱。乙同學(xué)是想利用   來反映電阻絲發(fā)熱量的大小。
②乙同學(xué)選擇的電路圖如圖3所示,采取的是三個電阻絲  ?。ㄟx填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)的連接方式,請你將未完成的電路連線補(bǔ)充完整。
③接通電路,觀察到小木棍掉落的先后順序是   。
結(jié)合實驗現(xiàn)象和甲同學(xué)實驗得到的電阻大小關(guān)系,乙同學(xué)推測出:通電時間相同的情況下,電阻大的電阻絲產(chǎn)生的電熱  ?。ㄟx填“多”或“少”),發(fā)現(xiàn)該結(jié)論與已學(xué)的焦耳定律不符。請你幫助他進(jìn)行解釋:在相同的通電時間內(nèi),當(dāng)   時,電阻大的電熱就多;當(dāng)   時,電阻大的電熱就少。
【答案】:
(1)①橫截面積;②長度;③Ra>Rb>Rc;
(2)①小木棍掉落的時間;②并聯(lián);見下圖;③c、b、a;少;通過電阻的電流相同(串聯(lián));電阻的電壓相同(并聯(lián))。
【解析】:
(1)①同一種合金材料的a、b、c;a、b長度相同,粗細(xì)不相同,a、b兩次電表示數(shù)不同,比較a、b兩次電表示數(shù),Ia<Ib,可以得出電阻大小跟導(dǎo)體橫截面積有關(guān)。
②b、c粗細(xì)相同,材料相同,長度不同,b、c兩次電表示數(shù)不同,Ib<Ic,由此可得,電阻大小跟導(dǎo)體長度有關(guān),。
③已知Ia<Ib,Ib<Ic,由歐姆定律可知,Ra>Rb,Rb>Rc.由此可以得出:三個電阻絲阻值從大到小關(guān)系是 Ra>Rb>Rc。
(2)①用小木棍蘸取等量蠟燭油分別粘放在a、b、c電阻絲的中點處,然后使a、b、c電阻絲能同時通電發(fā)熱,吸熱多的蠟油先熔化,則小木棍先掉落,因此可利用小木棍掉落的時間來反映電阻絲發(fā)熱量的大小。
②由圖可知,三個電阻絲首位順次連接,并聯(lián)接入電路;補(bǔ)充圖如下:

③已知三個電阻絲阻值從大到小關(guān)系是 Ra>Rb>Rc。由Q=W=U2t/R可得,三電阻絲吸熱關(guān)系Qc>Qb>Qa。所以觀察到小木棍掉落的先后順序是c、b、a。
由乙同學(xué)的實驗可得出:通電時間相同的情況下,電阻大的電阻絲產(chǎn)生的電熱反而少了,是因為電流不同;因此在相同的通電時間內(nèi),當(dāng)通過電阻的電流相同(串聯(lián))時,電阻大的電熱就多;當(dāng)電阻的電壓相同(并聯(lián))時,電阻大的電熱就少。
練習(xí)4:(2019·淮安)某科技興趣小組在實驗室看到若干長方體金屬導(dǎo)體。它們的材料相
同,外形都如圖甲所示,他們想探究該種導(dǎo)體電阻與厚度及邊長的關(guān)系。在老師的幫助下,
他們測量了部分導(dǎo)體厚度h、邊長a和電阻R,并記錄在表格中。(在測量電阻時,老師要
求導(dǎo)體都要按照圖乙所示的方式通過導(dǎo)線接入電路;實驗時環(huán)境溫度保持不變。)根據(jù)以上
次數(shù)
厚度h/mm
邊長a/mm
電阻R/×10﹣3Ω
1
1
5
1.6
2
1
10
1.6
3
1
15
1.6
4
1
20
1.6
5
2
10
0.8
6
4
10
0.4
7
5
10
0.32
信息,請回答下面問題:









(1)分析表格中的數(shù)據(jù)可得:該種導(dǎo)體電阻大小與邊長a  ?。ㄟx填“有關(guān)”或“無關(guān)”),與厚度h成  ?。ㄟx填“正比”或“反比”)。
(2)從該種導(dǎo)體中,選取了厚度h之比為2:3、邊長a之比為2:1的兩個導(dǎo)體R1、R2,按圖丙方式串聯(lián)后接在閉合電路中,設(shè)兩端的電壓為U1,R2兩端的電壓為U2,則U1:U2=   。
(3)現(xiàn)代集成電路技術(shù)需要電子元件微型化,且集成度越高,電子元件越需要微小?,F(xiàn)某集成電路需要一只阻值為1.6×10﹣3Ω的該種導(dǎo)體,小華從邊長a為5mm、10mm、15mm、20mm的四個導(dǎo)體中選擇了邊長為5mm的導(dǎo)體。與其它三個導(dǎo)體相比,請分析該導(dǎo)體工作時的優(yōu)缺點:   。
【答案】:
(1)無關(guān);反比;(2)3:2;
(3)優(yōu)點:集成度高,電阻大小不變,所占空間小,缺點:容易燒壞。
【解析】:
(1)由表中1 ~ 4組數(shù)據(jù)可知,厚度h相同時,電阻R與邊長a無關(guān);由表中2、5、6組數(shù)據(jù)可知,厚度變?yōu)樵瓉淼?倍,電阻變?yōu)樵瓉淼囊话?厚度變?yōu)樵瓉淼?倍,電阻變?yōu)樵瓉淼?故厚度與電阻乘積為定值,電阻與厚度成反比。
(2)R1與R2串聯(lián),由(1)知,電阻與邊長無關(guān),與厚度成反比,R·h=k(定值)。
∴R1h1=R2h2;∴R1/R2=h2/h1=3:2;串聯(lián)電路中U1/U2=R1/R2=3:2
(3)由題意知,邊長5 mm的導(dǎo)體比其余導(dǎo)體更微小,所以集成度高;相同阻值導(dǎo)體接入同一電路中產(chǎn)生電熱相同,但越小的導(dǎo)體越容易熔斷。
練習(xí)5:(2018·湖州)某科學(xué)興趣小組在探究影響導(dǎo)體電阻大小及燈泡亮暗的因素時。做了如甲圖所示的實驗:將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸增大,同燈泡逐漸變亮。

(1)通過實驗可得出結(jié)論:導(dǎo)體的電阻大小與 有關(guān);燈泡的亮暗與通過燈泡的電流大小有關(guān)。
(2)小明認(rèn)為決定燈泡亮暗的因素只是電流大小,請你設(shè)計一個實驗來否定小明的觀點(只需在相應(yīng)的方框內(nèi)畫出電路圖)。實驗材料:兩個不同規(guī)恪的燈泡L1和L2,電泡組、開關(guān)S及導(dǎo)線若干。
(3)接下來,小明又做了如下實驗:將整條鎳合金絲AB接入電路,閉合開關(guān),然后用大功率吹風(fēng)機(jī)先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風(fēng),再改用冷風(fēng)檔對鎳鉻合金吹冷風(fēng)。在整個過程中觀察電流表示數(shù)的變化情況,小明所做的這一實驗基于的假設(shè)是 。
【答案】:
(1)導(dǎo)體長度;(2)如下圖;(3)導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)。

【解析】:
(1)將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,電阻絲接入電路中的長度變短了,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸增大,同燈泡逐漸變亮,這說明導(dǎo)體的電阻減小了,即電阻大小與導(dǎo)體的長度有關(guān);
(2)實驗中,可以將兩個不同規(guī)恪的燈泡L1和L2組成串聯(lián)電路,此時通過兩燈的電流是相同的,然后通過觀察燈泡的亮度來驗證小明的觀點;如上圖所示;
(3)用大功率吹風(fēng)機(jī)先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風(fēng),再改用冷風(fēng)檔對鎳鉻合金吹冷風(fēng),此時會改變導(dǎo)體的溫度,根據(jù)電流表示數(shù)變化可以得出電阻大小與溫度的關(guān)系;故小明所做的這一實驗基于的假設(shè)是導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)。
練習(xí)6:在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時,小明作出了如下猜想:導(dǎo)體的電阻可能與(1)導(dǎo)體的長度有關(guān)、(2)導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)、(3)導(dǎo)體的材料有關(guān).實驗室提供了4根電阻絲,其規(guī)格、材料如下表所示.
編號
材料
長度/m
橫截面積/mm2
A
鎳鉻合金
0.5
0.5
B
鎳鉻合金
1.0
0.5
C
鎳鉻合金
0.5
1.0
D
錳銅合金
0.5
0.5
(1)按照圖所示“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實驗電路,在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體,則通過觀察 來比較導(dǎo)體電阻的大小,這種研究方法稱為 .

(2)為了驗證上述猜想(1),應(yīng)該選用編號 兩根電阻絲分別接入電路進(jìn)行實驗.
(3)分別將A和D兩電阻絲接入圖M、N兩點間,電流表示數(shù)不相同,由此,初步得到的結(jié)論是:當(dāng)長度和橫截面積相同時,導(dǎo)體電阻跟 有關(guān).
(4)要進(jìn)一步研究導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,就需要測量導(dǎo)體的電阻,小明的實驗方案和操作過程均正確,兩表的連接和示數(shù)如圖所示.但通過觀察發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)過小,這樣會導(dǎo)致實驗誤差 ,解決這一問題的措施是 .
(5)若實驗中要繼續(xù)探究溫度對電阻的影響,則需要選擇 根電阻絲,改變 進(jìn)行探究,整個過程用到的實驗方法有 (寫出一種).
【答案】:
(1)電流表示數(shù);轉(zhuǎn)換法;
(2)AB;(3)材料;(4)偏大;換用小量程進(jìn)行實驗;
(5)同一;溫度;控制變量法
【解析】:
(1)在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體,則通過觀察電流表示數(shù)來比較導(dǎo)體電阻的大小,這里用到了轉(zhuǎn)換法.
(2)要驗證猜想a:導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān),應(yīng)控制導(dǎo)體材料與橫截面積相同而長度不同,由表中數(shù)據(jù)可以知道,應(yīng)選編號為A、B的兩根電阻絲進(jìn)行實驗.
(3)由表中數(shù)據(jù)可以知道,A、D兩電阻絲的長度、橫截面積相同而材料不同,將A和D兩電阻絲接入圖1電路中M、N兩點間,電流表示數(shù)不相同,由此可以知道:當(dāng)長度和橫截面積相同時,導(dǎo)體電阻跟材料有關(guān);
(4)由圖2所示電流表可以知道,電流表指針偏轉(zhuǎn)過小,電流表讀數(shù)誤差較大,會增大實驗誤差,使實驗誤差偏大;電流表換用小量程,可以減小讀數(shù)誤差,從而減小實驗誤差.
(5)實驗中要繼續(xù)探究溫度對電阻的影響必須使電阻絲的材料、長度和橫截面積相同,則需要選擇同一根電阻絲,根據(jù)控制變量法可以知道要改變電阻絲的溫度.
練習(xí)7:某學(xué)習(xí)小組在探討影響導(dǎo)體電阻大小的因素時,找資料發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)體材料和粗細(xì)相同時,其電阻大小與長度成正比,即可以用下述表達(dá)式表示:R=kx , 其中k為比例常數(shù),x為導(dǎo)體的長度,于是他們用下面的器材:電壓不變的電源、開關(guān)、粗細(xì)均勻的鎳鉻合金絲、電壓表等及圖甲所示電路來探究此問題,圖甲中AB為鎳鉻合金絲,P為活動端,圖甲為實物連線圖.

(1)他們的實驗方法是控制了________不變.
(2)調(diào)節(jié)鎳鉻合金絲上的滑動片,電壓表的示數(shù)________(填“能”或“不能”)反映導(dǎo)體AP間電阻的變化,理由: ___ _____.
(3)要完成此實驗,除了記錄電壓表示數(shù)外,還需要的測量器材是_______ _.
(4)為反映AP間電阻的變化,還可以________.
(5)實驗結(jié)束后,另一小組同學(xué)進(jìn)一步研究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系的實驗如圖丙所示,當(dāng)用酒精燈緩慢地對鎢絲加熱時,將觀察到靈敏電流計的示數(shù)________(填“變大”“變小”或“不變”),這個實驗說明了______ __.
【答案】:
(1)材料和橫截面積
(2)能;電阻越大,分擔(dān)的電壓越大
(3)刻度尺;
(4)在電路中串聯(lián)一個電流表;
(5)變小;導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)(或鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大)???
【解析】:
(1)由圖可知,在實驗中,導(dǎo)體的材料和橫截面積是不變的,改變的是導(dǎo)體的長度;
(2)由圖可知,電壓表并聯(lián)在了電阻AP的兩端,測量的是電阻AP兩端的電壓,調(diào)節(jié)鎳鉻合金絲上的滑動片,連入電路的總電阻不變,電流不變,但電壓表并聯(lián)接入被測量的電阻值隨著滑片的移動而發(fā)生改變,電壓表的示數(shù)也會隨著改變,所以AP部分的電阻越大,電壓表的示數(shù)越大;
(3)實驗中為了精確測量電阻的大小與長度的關(guān)系,還需要測量電阻絲的長度,故還需要的器材是刻度尺。
(4)為反映AP間電阻的變化,還可以在電路中串聯(lián)一個電流表,由歐姆定律可知,電流表示數(shù)越大,AP間電阻越小。
(5)為進(jìn)一步研究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系,用酒精燈緩慢地對鎢絲加熱,將觀察到靈敏電流計的示數(shù)變小,這個實驗說明了導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)(或鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大).
練習(xí)8:小明、小紅和小亮在做“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實驗時,做出了如下猜想.
猜想一:導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān).
猜想二:導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).
猜想三:導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān).
實驗室提供了4根電阻絲,其規(guī)格、材料如表所示:

(1)如圖所示電路,閉合開關(guān)后,在M、N之間分別接上不同導(dǎo)體,通過觀察相關(guān)現(xiàn)象來比較導(dǎo)體電阻大小,小明、小紅和小亮對圖中的電路設(shè)計提出了自己的觀點:
小明認(rèn)為:電流表是多余的,觀察燈泡的亮度就可以判斷導(dǎo)體電阻的大小.
小紅認(rèn)為:燈泡是多余的,根據(jù)電流表示數(shù)的變化就可以判斷導(dǎo)體電阻的大?。?br /> 小亮認(rèn)為:燈泡和電流表同時使用更好,因為燈泡可以保護(hù)電路,從而防止燒壞電流表.
你贊同________(填“小明”“小紅”或“小亮”)的觀點.
(2)為了驗證猜想二,可依次把M、N跟________(填“A,B,C,D”)的兩端相連,閉合開關(guān),記下電流表的示數(shù),分析比較這兩根電阻絲電阻的大?。?
(3)依次把M、N跟電阻絲A、B的兩端連接,閉合開關(guān),電流表的示數(shù)不同,分析比較A、B兩根電阻絲電阻的大小,可探究電阻跟________的關(guān)系,其結(jié)論是_____ ___.
(4)小麗在探究同樣的課題時,手邊只有一根電阻絲,那么,她利用這根電阻絲和上述電路,不能夠完成猜想________(填“一”“二”或“三”)的實驗驗證.
(5)以上方法在研究物理問題時經(jīng)常用到,被稱為控制變量法.下列4個實驗中沒有用到此方法的是__ ______.
A.?探究動能的大小與什么因素有關(guān)??B.?探究影響壓力作用效果的因素實驗
C.?探究平面鏡成像的特點實驗?? D.?探究影響摩擦力大小的因素實驗
【答案】:
(1)小亮;(2)A、C;
(3)導(dǎo)體長度;當(dāng)材料和橫截面積相同時,導(dǎo)體越長電阻越大
(4)三;(5)C 。
【解析】:
(1)在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體,則通過觀察電流表示數(shù)來比較導(dǎo)體電阻的大小,同時燈泡可以保護(hù)電路,從而防止燒壞電流表,故小亮的觀點正確.(2)要驗證猜想二:導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān),應(yīng)控制導(dǎo)體材料與長度相同而橫截面積不同,由表中數(shù)據(jù)可知,應(yīng)選編號為A、C的兩根電阻絲進(jìn)行實驗.
(3)A、B兩根電阻絲材料相同、橫截面積相同,長度不同,可以探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度的關(guān)系.分別將A和B兩電阻絲接入電路中M、N兩點間,電流表示數(shù)不相同,由此,初步得到的結(jié)論是:當(dāng)材料和橫截面積相同時,導(dǎo)體越長電阻越大.
(4)要探究電阻大小與導(dǎo)體材料的關(guān)系時,需保證電阻絲的長度、橫截面積相同,材料不同,小麗在探究同樣的課題時,手邊只有一根電阻絲,那么,她利用這根電阻絲和上述電路不能完成對猜想三的實驗驗證.
(5)A.在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗中運(yùn)用了控制變量法.B.在探究影響壓力作用效果的因素實驗中運(yùn)用了控制變量法.C.在探究“平面鏡成像特點”實驗中用到的是等效替代法.D.在探究影響摩擦力大小的因素實驗中運(yùn)用了控制變量法.以上4個實驗中沒有運(yùn)用控制變量法的是C.
練習(xí)9:如圖是小明做“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實驗所采用的電路,a、b、c、d是四根合金絲,用一只電壓表分別測出它們兩端的電壓,得到的一次實驗部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示.


(1)四根合金絲串聯(lián)在電路中,它們兩端的電壓之比等于它們的________之比,為探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系,應(yīng)比較合金絲a和________兩端的電壓,合金絲d兩端電壓如圖所示,示數(shù)為________V;
(2)在得到上表數(shù)據(jù)的過程中,________(選填“能”或“不能”)改變滑動變阻器滑片的位置,為得到更可靠的實驗結(jié)論,應(yīng)多次實驗,每次實驗測量合金絲兩端電壓之前,需進(jìn)行的一項實驗操作是_____ ___。
(3)關(guān)于導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系,小明還進(jìn)行了理論探究:某金屬絲電阻為R,長度為L若把n根這樣的電阻絲串聯(lián)在電路中,則總長度為nL,總電阻為________,從而得到導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系,依此關(guān)系,上表中合金絲b兩端的電壓應(yīng)該為________V.
【答案】:
(1)電阻;c;0.4;
(2)不能;調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到不同的位置;
(3)nR;2 。
【解析】:
(1)當(dāng)通過導(dǎo)體的電流相同時,根據(jù)歐姆定律可知,導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體中的電流成正比,可以利用電壓表的示數(shù)來反映導(dǎo)體電阻的大??;要探究導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的橫截面積的關(guān)系,就要保證導(dǎo)體的材料和長度都相同,而導(dǎo)體的橫截面積不同,所以選擇a和c電阻絲;電壓表0-3V的量程對應(yīng)的分度值為0.1V,根據(jù)指針位置電壓為0.4V;
(2)在得到上表數(shù)據(jù)的過程中,為了保證電壓不變,不能改變滑動變阻器滑片的位置;為得到更可靠的實驗結(jié)論,應(yīng)改變電阻兩端電壓進(jìn)行多次實驗,每次實驗測量合金絲兩端電壓之前,需進(jìn)行的一項實驗操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到不同的位置;
(3)n條長為l、電阻為R的導(dǎo)體,我們可以把它看成是由n段長度同為l電阻同為R的導(dǎo)
體串聯(lián)而成的,這n段導(dǎo)體的材料、橫截面積都相同,則總長度為nL,總電阻為nR;合金
絲b的長度是a的2倍,所以b兩端的電壓U=2×1V=2V。

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