第2课时 影响导体电阻大小的因素
核心·易错
1.判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”):
(1)改变通过导体的电流,可以改变导体电阻的大小。 ( )
(2)长铁丝的电阻比短铁丝的电阻大。 ( )
(3)长度、温度相同时,粗铜丝的电阻比细铜丝的电阻小。 ( )
2.在一定温度下,由同种材料制成的四根导线,R1[核心知识]
1.影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度。温度不变时,同种材料的导体,长度越长、导体越细,电阻越大。
2.探究影响导体电阻大小因素的实验中应用了转换法、控制变量法。
1.[2021·福建] 在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法中正确的是 ( )
A.铜线的电阻一定比铝线的小
B.长度相同粗细也相同的铜线和铝线的电阻相等
C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大
D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
2.用如图所示电路做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,下列说法中正确的是( )
A.该电路中不可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
B.实验只需控制导体的材料相同
C.该电路可以探究导体的电阻大小与导体长度的关系
D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关
3.为维护消费者权益,某质量技术监督部门对市场上的电线产品进行抽检,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的温度引起电阻偏大
B.电线的材料引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大
D.电线的横截面积引起电阻偏大
4.一段长1 m的电阻丝,下列做法能使它的电阻增大的是 ( )
A.对折 B.长度拉伸为原来的2倍
C.剪掉一半 D.外表涂上一层铜
5.电热毯内的电阻丝断了,如果将电阻丝的两个断头接上后继续使用,电热毯的接头处很容易被烧焦,这样做很不安全,接头处的电阻常称为“接触电阻”。下列关于“接触电阻”的判断正确的是( )
A.接触电阻较大,它与电阻丝的其他部分串联
B.接触电阻较大,它与电阻丝的其他部分并联
C.接触电阻较小,它与电阻丝的其他部分串联
D.接触电阻较小,它与电阻丝的其他部分并联
6.如图所示实验:用酒精灯对废灯泡芯加热一段时间后,电流表的示数变大。这个实验表明 ( )
A.玻璃通电时间越长,电阻越小,电流越大
B.高温时玻璃为导体,常温时玻璃为绝缘体,所以玻璃为半导体
C.随温度升高,玻璃由绝缘体变为导体,且电阻越来越小
D.以上说法都有道理
7.在探究“影响导体电阻大小的因素”时,某实验小组想利用如图所示的电路分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证:
(1)为验证“导体电阻跟长度有关”,下表中可选用的三种导体是 (填导体代号)。
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
(2)若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡,通过观察 也可以判断导体电阻的大小,但不足之处是 。
8.如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,实验室提供了可供选择的同种材料制成的几种导体,分别用A、B、C三个字母代表。
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的 大小,小灯泡在电路中的作用是
。
(2)分别将 和 导体连入电路,可探究导体电阻的大小与长度的关系。
(3)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻大小与导体的 有关。
(4)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,会发现电流表示数变得更小,说明两导体首尾相连后的电阻值将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的 有关。
9.从如图所示的长方形金属薄板abcd中剪下一块,下列剪法中得到的金属板条的电阻最大的是 ( )
A.剪出abfe B.剪出efcd
C.剪出阴影部分细金属条 D.保留整块金属板
10.[2021·温州月考] 甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根合金丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是( )
A.R甲=R乙=R丙 B.R甲C.R甲>R丙>R乙 D.R甲>R乙>R丙
11.铅笔芯是石墨和黏土混合制成的,不同类型的铅笔的笔芯软硬程度不同,其中6H的铅笔芯较硬,6B的铅笔芯较软,HB的铅笔芯软硬居中,铅笔芯是导体,那么铅笔芯的电阻大小与其软硬程度是否有关呢 小明用如图所示的装置探究这个问题,他先后将6B、HB和6H的铅笔芯分别接入电路A、B两点间,通过观察 ,比较出三者电阻的大小,用此方法比较时,应控制 不变,他选取的这三支铅笔芯应满足的条件是 。
12.把两种不同材料的金属丝(如铁丝和铜丝)组成如图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。其他条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流 (填“变大”“变小”或“不变”),热电偶电路可以把温度信号转化成 信号,利用这种性质可以把热电偶做成 (写出一种应用)。
答案
核心·易错
1.(1)× 导体的电阻是导体本身的一种性质,与通过它的电流大小无关。
(2)× 在横截面积、温度相同时,长铁丝的电阻比短铁丝的电阻大。
(3)√
2.R1 R4
能力提升拔尖练
1.D 导体电阻与导体的材料、长度与横截面积有关,只知道导体的材料,不知道导体的长度和横截面积的关系,无法确定铜线与铝线电阻的大小;长度相同、粗细也相同的铜线和铝线,由于材料不同,则电阻不相等;在材料、长度相同的情况下,导体越粗,横截面积越大,电阻越小,所以,长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较小;在材料、横截面积相同的情况下,导体越长,导体电阻越大,所以,粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大。
2.C 在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,电阻的大小可以通过电流的大小或小灯泡的亮度来体现;由图可知,两根电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,所以此实验可以探究导体电阻的大小与导体的长度是否有关。
3.D 当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大。本题中的条件即为电线的横截面积小引起电阻偏大。
4.B 电阻丝对折后,导体的长度减小,横截面积增大,则导体的电阻减小;电阻丝长度拉伸为原来的2倍后,导体的长度增大而横截面积减小,导体的电阻增大;把电阻丝剪掉一半,电阻丝的长度变短,电阻减小;在电阻丝外表涂上一层铜,横截面积变大,长度不变,电阻变小。
5.A 电热毯内的电阻丝断了,将电阻丝的两个断头接上后,接头处是两根导线相连,由于接触的部位很少,很细,电阻就较大,它与电阻丝的其他部分串联。
6.C 用酒精灯对废灯泡芯加热一段时间后,电流表的示数变大,玻璃导电性能变强,这个实验表明废灯泡的灯芯是玻璃,在常温下是绝缘体,不易导电,但加热到一定的温度时会变成导体,电阻变小。
7.(1)B、D、E (2)灯泡的亮度 当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分
(1)为了研究导体电阻与导体长度的关系,需使导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用的三种导体是B、D、E。
(2)实验中将电路中的电流表更换为小灯泡,可通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小,但是当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分,所以存在不足。
探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法(影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,要研究导体的电阻大小与一个因素之间的关系,需要保持其他因素不变)和转换法(电阻大小的变化是通过电流表的示数或灯泡亮度变化体现的)。
8.(1)电阻 保护电路并且显示电阻的大小
(2)A B (3)横截面积 (4)变大 (5)材料
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体电阻的大小,运用了转换法;小灯泡在电路中的作用是显示导体电阻的大小并保护电路。
(2)探究电阻的大小与长度的关系,运用控制变量法,要控制导体的材料和横截面积一定,故选取A、B两导体进行实验。
(3)选取A、C两导体进行实验时,导体的材料、长度相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,故说明导体的电阻与导体的横截面积有关。
(4)若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、 N两端,电流表的示数变小,即电路中的电流变小了,说明电阻变大了。
(5)通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,主要是因为铜、铝较铁的导电性能好,说明导体的电阻还与导体的材料有关。
电流表串联在电路中,电源一定,导体电阻越大,电路的电流越小;导体电阻越小,电路电流越大。可以通过电流表的示数大小判断导体电阻大小。小灯泡在电路中的作用是显示电路中导体电阻的大小,保护电路。
培优初探拓展练
9.C 对题目中所提供的四种方法进行比较可以发现,C的剪裁方法可以使得金属板条最长最细,故电阻最大。
同一块金属板材料种类一定,要想使电阻最大,只需要使得金属板条最长、最细即可。
10.D 甲、乙两合金丝的材料、横截面积相同,甲的长度长,由电阻的决定因素可知,在其他因素相同的情况下,长度越长,电阻越大,所以甲的电阻大于乙的电阻;乙、丙两合金丝的材料、长度相同,丙的横截面积大,由电阻的决定因素可知,在其他因素相同的情况下,横截面积越大,电阻越小,所以乙的电阻大于丙的电阻;综上所述甲的电阻最大,乙次之,丙的电阻最小。
11.电流表示数的大小 电源
粗细相同、长度相同
因为电流表与铅笔芯串联,而电阻是表示阻碍电流大小的物理量,因此通过观察电流表示数的大小可以比较出铅笔芯电阻的大小;比较出三者电阻的大小,需控制电源不变;为了探究电阻大小与材料的关系,要控制铅笔芯的粗细相同、长度相同。
12.变小 电 温度计 由题意知,电路中产生回路的条件:相互连接的金属丝的材料不同;跟相互连接的两个节点间的温度差有关;且电流的大小与材料的种类和温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大,因此其他条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,则AB两处的温度差减小,电流变小;由以上知,热电偶将温度信号转化为电信号,可以根据电流的大小判断温度的差别,即可以制成温度计。