[第十一章 七、探究——影响导体电阻大小的因素]
一、选择题
1.[2020·呼和浩特改编] (多选)用如图图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是 ( )
A.该电路中小灯泡的作用是代替电流表判断电流强弱
B.该电路探究导体的电阻大小与导体的横截面积有关
C.该电路探究导体的电阻大小与导体材料有关
D.该电路探究导体的电阻大小与导体温度有关
2.下列关于导体电阻的说法正确的是 ( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过它的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
3.有A、B两根铜导线,A比B长且细,则A、B的电阻大小关系是 ( )
A.RA>RB B.RAC.RA=RB D.大小关系无法判断
4.一根长1 m的导线,电阻为R,先把它剪去一半,再将剩下的一半拉长到1 m,此时它的电阻( )
A.大于R
B.等于R
C.小于R
D.条件不足,无法判断电阻变化
5.[2020·荆门] 如图图所示,AB和BC是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后接入电路中,下列说法正确的是 ( )
A.AB段电阻大,电流小
B.BC段电阻小,电流小
C.AB段电阻一定大,电流与BC段相等
D.BC段电阻可能大,电流与AB段相等
6.[2020·广州] 小明测量不同型号铅笔在纸上涂画所得线条的电阻,实验步骤如图图下:(1)用铅笔在纸上画出两段长为15 cm的线条,在其中一段线条上重复涂画3次,另一段6次;(2)换用不同型号铅笔重复(1)的操作,得到多组等长等宽的线条如图图所示;(3)测出每段线条两端的电阻记录在下表中。
线条两端铅笔型号 电阻/MΩ 重复涂画次数/次 2B 4B 6B 8B 9B
低高
3 ① 0.79 0.67 0.49 ③
6 ② 0.65 0.43 0.28 ④
根据实验数据,可推测电阻最小的是 ( )
A.① B.②
C.③ D.④
7.现需要研究的课题有:①导体的电阻跟它的横截面积的关系;②导体的电阻跟它的长度的关系;③导体的电阻跟它的材料的关系。现给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系为la=lb>lc,横截面积关系为Sa>Sb=Sc),电源、电流表、开关各一个,若干根导线,可以完成的研究课题是( )
A.只有① B.只有②
C.①和② D.①②③
8.假如图图科学家在不久的将来研制出了常温下的超导体,则它适合于制作 ( )
A.保险丝 B.输电线 C.灯丝 D.电阻丝
二、填空题
9.如图图所示,该装置可用来研究“导体的电阻与哪些因素有关”。在实验时,将不同的导体分别接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较 来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大,则可以在电路中串联一个 ,从而作出进一步的判断。
10.如图图所示是研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验装置。木板上有三根横截面积相同的金属丝,其中AB是镍铬合金丝,CD是锰铜合金丝,且它们的长度相等;EF也是镍铬合金丝,其长度为AB的二分之一。利用这个装置上的AB和CD两根金属丝,可以探究导体的电阻与 是否有关;利用AB和EF两根金属丝,可以探究导体电阻与 是否有关,这种研究方法叫作 。电阻的大小是通过 来判断的,这种实验方法叫作 。
11.如图图所示,卡通动物的话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的材料、 和
有关。
12.有一种用新型材料制成的导体,小明通过实验探究其电阻大小与某个预想的因素是否有关。他将该导体、电流表和开关串联起来,接在电源两端。先用冷风使导体降温,闭合开关,观测电流表示数为I1,并记录,断开开关。再用热风使导体升温,闭合开关,观测电流表示数为I2,并记录。他发现:I113.如图图所示为探究“影响导体电阻大小因素”的实验电路,A、B之间接导体,小明发现手边只有一根较长的金属丝,他可以探究导体的电阻是否与导体的 和
有关。
14.如图图所示的电路,闭合开关,当细铁丝绕制的线圈未被加热时,电流表的示数为0.4 A,给铁丝加热一段时间后,电流表的示数将 (选填“大于”“等于”或“小于”)0.4 A,原因是 。
三、实验探究题
15.[2020·凉山州] 如图图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路,其中导线a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。
(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻大小的,这种研究物理问题的方法是
法。
(2)选用 两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度的关系。
(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的 的关系。
(4)选用 两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积的关系。
16.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图图所示的电路。
(1)在连接电路时发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 。
(2)为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小,可通过观察 来判断。
(3)另有甲、乙两名同学分别对小明的电路做了如图图下改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表。你认为 同学的改进更好一些,理由是 。
答案
1.AC
2.D 导体的电阻由导体的长度、横截面积、材料和温度决定;其他条件相同时,长度长的导体,其电阻大;其他条件相同时,横截面积大的导体,其电阻小。导体的电阻是导体本身的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;导体的电阻与导体两端电压和通过它的电流无关。
3.A 4.A
5.D
6.D 由表格数据可知,重复涂画次数相同时,铅笔的含碳量越高,电阻越小,铅笔的含碳量相同时,重复涂画次数越多,电阻越小,故电阻最小的是④。
7.C 给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系为la=lb>lc,横截面积关系为Sa>Sb=Sc),如图图果取a、b两根镍铬合金线,它们的材料、长度均相同,只有横截面积不同,将其分别接入电路中,观察电流表示数,可判断电阻大小,据此可以研究导体的电阻跟它的横截面积的关系,故课题①可以完成;如图图果取b、c两根镍铬合金线,它们的材料、横截面积均相同,只有长度不同,将其分别接入电路中,观察电流表示数,可判断电阻大小,据此可以研究导体的电阻跟它的长度的关系,故课题②可以完成;已知三根合金线的材料相同,用它们研究导体的电阻跟材料的关系时,无法达到控制变量法的要求,故课题③不能完成。
8.B
9.灯泡的亮度 电流表
10.导体材料 导体长度 控制变量法
电流表的示数 转换法
由于AB和CD两根金属丝的长度相等,横截面积相同,材料不同,故可以用来探究导体的电阻与导体材料是否有关;由于AB和EF两根金属丝的横截面积相同,材料相同,长度不同,故可以用来探究导体电阻与导体长度是否有关。由于影响电阻大小的因素有多个,设计实验时,应依次探究其中某一个因素对电阻的影响,而保持其他因素不变,这种方法是控制变量法。在此实验中,电阻的大小不能直接测量,而是通过电流表的示数来判断的,电流大,说明电阻小,这种研究方法叫作转换法。
11.长度 横截面积
12.导体的温度
13.长度 横截面积 电阻是导体本身的一种性质,它跟导体的长度、横截面积和材料有关,且受温度的影响。常温下,探究导体电阻与长度的关系时,可控制横截面积和材料不变,改变导体的长度,能够完成;探究导体电阻与横截面积的关系时,可控制长度和材料不变,改变导体的横截面积,能够完成;探究导体电阻与材料的关系时,可控制长度和横截面积不变,改变材料,因为只有一根金属丝,所以无法改变材料,不能够完成。由于无法改变金属丝的温度,因此不能完成导体电阻与温度关系的探究。
14.小于 铁丝的电阻随温度的升高而增大
15.(1)转换 (2)b、c (3)材料 (4)b、d
(1)该实验中,通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小,应用了转换法;(2)探究电阻大小跟导体的长度的关系时,需要控制材料和横截面积相同,所以需要将b、
c两根导线分别接入电路中进行实验;(3)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的关系;(4)要探究电阻大小跟导体的横截面积的关系,需要控制导体的材料和长度相同,横截面积不同;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。
16.(1)开关
(2)灯泡的亮度
(3)乙 灯泡能保护电路且电流表能对电流进行准确测量