实验18探究电阻大小的影响因素实验原卷及解析版.docx
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实验18探究电阻大小的影响因素实验原卷及解析版
实验十八、探究电阻大小的影响因素的实验。
【实验目的】：
探究影响电阻大小的因素有哪些
【猜想假设】
影响导体电阻大小的因素可能是，导体的材料、长度、横截面积等。
【实验方法】：
控制变量法和转换法
【实验设计】：
（1）在几个因素中，如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小，常用的方法是控制变量法。
①保持材料和横截面积一定，研究电阻与导体长度的关系。
②保持材料和长度一定，研究电阻与导体横截面积的关系。
③保持长度和横截面积一定，研究电阻与导体材料的关系。
（2）已经提供了如图所示的几种导体，还需要的器材有：
电源、电流表、开关、导线
（3）电路图：
【实验过程】：
探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。
表1
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A（镍铬合金丝）
L
s
B（镍铬合金丝）
2L
s
结论：
导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻越大。
探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。
表2
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A（镍铬合金丝）
L
s
C（镍铬合金丝）
L
2s
结论：
导体的长度、材料一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。
探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A（镍铬合金丝）
L
s
D（锰铜丝）
L
s
结论：
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，。
2、研究电阻与导体材料关系时”控制和不变，只改变材料，看的变化，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：
和。
4、该实验中“转换法”的使用体现把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（“大量程”或“小量程”）的电流表，理由是：
。
【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；其具体关系是：
。
（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。
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
0.5
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，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。
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。
练习3：
（2019·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。
练习4：
（2019·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：
次数
厚度h/mm
边长a/mm
电阻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
（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：
。
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。
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.
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）.
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________．
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）为了验证猜想二，可依次把M、N跟________（填“A，B，C，D”）的两端相连，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）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟________的关系，其结论是________．
（4）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________（填“一”“二”或“三”）的实验验证．
（5）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法．下列4个实验中没有用到此方法的是________．
A. 探究动能的大小与什么因素有关 B. 探究影响压力作用效果的因素实验
C. 探究平面镜成像的特点实验 D. 探究影响摩擦力大小的因素实验
练习9：
如图是小明做“探究影响导体电阻大小的因素”实验所采用的电路，a、b、c、d是四根合金丝，用一只电压表分别测出它们两端的电压，得到的一次实验部分数据如表所示．
（1）四根合金丝串联在电路中，它们两端的电压之比等于它们的________之比，为探究导体电阻与横截面积的关系，应比较合金丝a和________两端的电压，合金丝d两端电压如图所示，示数为________V；
（2）在得到上表数据的过程中，________（选填“能”或“不能”）改变滑动变阻器滑片的位置，为得到更可靠的实验结论，应多次实验，每次实验测量合金丝两端电压之前，需进行的一项实验操作是________。
（3）关于导体电阻与长度的关系，小明还进行了理论探究：
某金属丝电阻为R，长度为L若把n根这样的电阻丝串联在电路中，则总长度为nL，总电阻为________，从而得到导体电阻与长度的关系，依此关系，上表中合金丝b两端的电压应该为________V．
实验十八、探究电阻大小的影响因素的实验。
【实验目的】：
探究影响电阻大小的因素有哪些
【猜想假设】
影响导体电阻大小的因素可能是，导体的材料、长度、横截面积等。
【实验方法】：
控制变量法和转换法
【实验设计】：
（1）在几个因素中，如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小，常用的方法是控制变量法。
①保持材料和横截面积一定，研究电阻与导体长度的关系。
②保持材料和长度一定，研究电阻与导体横截面积的关系。
③保持长度和横截面积一定，研究电阻与导体材料的关系。
（2）已经提供了如图所示的几种导体，还需要的器材有：
电源、电流表、开关、导线
（3）电路图：
【实验过程】：
探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。
表1
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A（镍铬合金丝）
L
s
B（镍铬合金丝）
2L
s
结论：
导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻越大。
探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。
表2
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A（镍铬合金丝）
L
s
C（镍铬合金丝）
L
2s
结论：
导体的长度、材料一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。
探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。
接入的导体
长度
横截面积
电流/A
A（镍铬合金丝）
L
s
D（锰铜丝）
L
s
结论：
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；其具体关系是：
。
（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
0.5
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，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。
【答案】：
（1）电能表的示数大小；转换法；
（2）导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；
（3）b、c。
【解析】：
（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
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