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2023-2024学年人教版九年级物理高效课堂培优讲义
第3节 电阻
(
01
新课知识解析
)
(
知识点一:
电阻
)
1.电阻
(1)概念:在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小
(2)符号:通常用字母“R”来表示.
(3)单位及换算关系
①在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω.常用单位还有千欧( kΩ)、兆欧( MΩ).
②换算关系:1 MΩ=103 kΩ, 1kΩ=103Ω.
(4)常见物品的电阻值
①15瓦的白炽灯:3000Ω左右;60瓦的白炽灯:800Ω左右
②600瓦的电熨斗:100Ω左右;1000瓦的电暖器:50Ω左右
③人体皮肤干燥时:104~105Ω;人体皮肤潮湿时:103Ω以下。
(5)电阻在电路图中的符号
具有一定电阻值的元件叫做电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻,在电路图中用符号“ ”表示.
(6)对电阻的理解
①导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,在电压相同时,通过导体的电流就越小
②导体的电阻是导体本身的一种性质,即导体的电阻由导体自身情况决定,不管这个导体是否连入电路、是否有电流通过,也不管导体两端的电压是否改变或怎样改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)都是存在的.无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已。
(
知识点二:
影响电阻大小的因素
)
导体的电阻是导体本身的一-种性质 ,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积同种材料的导体,长度越长,横截面积越小,导体的电阻越大.另外,导体的电阻还受温度的影响。
(
知识点二:
半导体和超导现象
)
1.半导体
(1)概念:有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体.
(2)特点:
①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;
②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响.
(3)应用:利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等.
2.超导现象
(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象.在很低的温度下,电阻为0的材料称为超导材料.超导材料也称为超导体.
(2)超导现象应用于实际的优点
①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化.
(
0
2
题型专场
)
题型一:对电阻的理解
(2020九上·兴化月考)下列有关电阻的说法,正确的是( )
A.导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大
B.通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C.导体的电阻越大,导电性能越强
D.导体未接入电路中时没有电阻
【答案】A
【解析】A.导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大,故A符合题意;
BD.电阻是导体的一种属性,与通过的电流或两端电压无关,故BD不符合题意;
C.导体的电阻越大,导电性能越弱,故C不符合题意。
故答案为:A。
题型二:影响电阻大小的因素
(2020九上·农安期末)导体电阻的大小,跟下列哪个因素无关( )
A.长度 B.电流 C.材料 D.横截面积
【答案】B
【解析】由课本关于导体电阻大小的决定因素可知:电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关.与导体两端的电压、通过导体的电流以及导体的功率无关.
故答案为:B.
题型三:探究导体电阻的大小与哪些因素有关
(2020九上·天津期末)在探究电阻大小影响因素的实验中,选用实验板上的两根粗细相同的镍铬合金丝,将它们分别接入同一电路中(如图所示),比较电流表的示数。此过程是在探究导体电阻大小与导体的( )
A.材料的关系 B.长度的关系
C.温度的关系 D.横截面积的关系
【答案】B
【解析】由图可知,两根合金丝的材料和横截面积相同,长度不同,此过程是在探究导体电阻大小与导体的长度的关系。
故答案为:B。
题型四:探究影响导体电阻大小因素的拓展实验
(2023九上·北京市期末)小明为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力,将它们切成大小相同的长方条,分别接在如图1电路a、b间。
(1)该实验探究目的类似课本中“研究导体电阻大小与 的关系”;
(2)实验设计中,小明想通过观察比较 来比较三者导电能力的大小;
(3)在实际操作过程中,小明发现实验现象不明显,无法达到实验目的。他通过查阅资料发现,有一种电波感应器(如图2所示),能向物体发射电波,并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力,物体对电波反射越弱,则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波,反射回来的电波结果如表(+号越多电波越强),则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 。
感应器接受导反射回来的电波强弱
萝卜 ++++
土豆 +++++++
番薯 ++
【答案】(1)材料
(2)灯的亮度
(3)蕃薯
【解析】(1)该实验设计中导体的长度和横截面积相同,但材料不同,故思路类似课本中“研究影响导体电阻大小与材料有关”。
(2)小明通过观察比较灯的亮度来判断导电能力大小,这里运用了转换法。
(3)因物体对电波反射越弱,导电能力越强,由表中数据知,蕃薯反射回来的电波最弱,蕃薯导电能力最强,土豆反射回来的电波最强,土豆导电能力最弱,所以故萝卜、土豆、蕃薯的导电能力强弱关系为:蕃薯>萝卜>土豆。
题型五:半导体与超导体的应用
(2023·安化模拟)手机、计算机、智能家用电器、交通工具、军事领域都离不开芯片。所谓芯片,就是一种集成电路,把电路中的元器件和布线都集中在一块晶片上,然后封装起来行使电路功能,同时还实现了小型化、低功耗的目的。制造芯片的主要材料是( )
A.超导体 B.导体 C.半导体 D.绝缘体
【答案】C
【解析】半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料,人们通过掺杂、加热、加光等方法控制它的导电性能,以满足需要。而相对而言的绝缘体、导体就不具备这些特点,因此制造芯片的主要材料是半导体。
故答案为:C。
(
0
3
巩固提升
)
1.(2023九上·成都期末)如图所示,秋秋同学在探究影响电阻大小的因素实验中,将导线ab上的夹子左右滑动,观察小灯泡的亮度变化来判断电阻的大小,关于该实验下列说法中正确的是( )
A.在实验中,若灯泡越亮,则说明导线导电性能越差,导线的电阻越小
B.实验中,若灯泡不亮,一定原因是灯泡短路或开路,应立刻检查故障
C.若只利用图中所示的器材,还可探究电阻大小与导线横截面积的关系
D.若用电流表替换小灯泡,则可更好地反映电阻的大小,没有安全隐患
【答案】C
【解析】A.小灯泡越亮,表明通过小灯泡的电流越大,根据欧姆定律可知,电路的电阻越小,即被研究导体的电阻越小,导线导电性能越好,A不符合题意;
B.实验中,若灯泡不亮,可能是灯泡短路或开路,也可能是灯泡的实际功率太小,所以应将导线ab上的夹子左右滑动,观察小灯泡是否发光,B不符合题意;
C.若只利用图中所示的器材,可将导线ab上的夹子滑到中点,然后将导线ab对折接入电路,比较两次灯泡的亮度探究电阻大小与导线横截面积的关系,C符合题意;
D.若用电流表替换小灯泡,因电流表的内阻很小,在电路中相当于导线,所以这样改进的隐患是有可能电路中的电流过大,烧坏电流表或电源,D不符合题意。
故答案为:C。
2.(2023九下·河西开学考)当温度降低到一定程度时,某些材料的电阻会突然变为零,这种现象称为超导现象,这种材料称为超导材料。超导材料的应用前景十分诱人。假如科学家研制出室温下的超导材料,它可以应用在图中的( )
A.白炽灯的灯丝
B.电饭锅的发热体
C.电烤箱的电热丝
D.电动机的线圈
【答案】D
【解析】
A.白炽灯的灯丝必须在白炽状态下才能正常发光,若用超导材料制作灯丝,灯丝电阻为零,无法将电能转化为内能,A不符合题意;
BC.电饭锅的发热体和电烤箱的电热丝都是利用电流的热效应工作的,若用超导材料制作,则电阻为0,电能不能转化为内能,BC不符合题意;
D.电动机的线圈用超导体材料制作,则电动机通电后,产生的热量为零,电能全部转化为机械能,故电动机的线圈可以用超导材料制作,D符合题意。
故答案为:D。
3.(2023九上·驿城期末)当温度一定时,比较两根铜丝电阻的大小,下列说法中正确的是( )
A.长铜丝的电阻大
B.两铜丝粗细相同时,长铜丝的电阻大
C.细铜丝的电阻小
D.两铜丝长度相同时,粗铜丝的电阻大
【答案】B
【解析】
AC.电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,AC不符合题意;
B.在温度、横截面积和材料相同时,长的铜丝电阻大,B符合题意;
D.两铜丝长度相同时,粗铜丝的电阻较小,D不符合题意。
故答案为:B。
4.(2023九上·电白期末)如图所示,为两种材料不同,横截面积也不同的圆柱形导体连接在电路中的电路图,下列关于电流的说法正确的是( )
A.A导体横截面积较小,电阻较大,电流较小
B.B导体横截面积较大,电阻较小电流较大
C.A,B材料不同,无法判断电阻大小,无法确定电流大小
D.A,B导体串联,电流大小相等
【答案】D
【解析】
两导体的材料不同,横截面积也不同,无法判定两导体的电阻的大小;但两导体串联在电路中,根据串联电路的电流规律可知,通过两导体的电流是相同的,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
5.(2023九上·汾阳期末)小明利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
① 1.0 0.2 锰铜
② 1.0 0.4 锰铜
③ 0.5 0.4 锰铜
④ 1.0 0.4 镍铬合金
A.为验证“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体③与④
B.为验证“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为验证“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为验证“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
【答案】D
【解析】
AB.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,需要控制材料和横截面积相同,改变长度,分析电阻阻值的变化,应选②③;AB不符合题意;
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,需要控制材料和长度相同,改变导体横截面积,分析电阻阻值的变化,应选①②,C不符合题意;
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,需要控制长度和横截面积相同,改变导体材料,分析电阻阻值的变化,应选②④,D符合题意。
故答案为:D。
6.(2020九上·临江期末)下列做法中,可以使电阻丝阻值增大的是( )
A.将电阻丝对折 B.将电阻丝拉长
C.减小通过电阻丝的电流 D.增大电阻丝两端的电压
【答案】B
【解析】
A.将电阻丝对折,相当于增大了导体的横截面积,长度变小,电阻变小,A不符合题意;
B.把电阻丝拉长,由于横截面积变小了,长度变大,电阻变大,B符合题意;
CD.导体的电阻与导体两端的电压、通过的电流无关,电压、电流改变,电阻不变,CD不符合题意。
故答案为:B。
7.(2020九上·曲阳期末)电路中有一根锰铜合金线,若要使它的电阻减小至原来的 ,可采用( )
A.将它两端的电压减小至原来的
B.将通过它的电流增大一倍
C.将它对折后再接回电路
D.将它剪掉 的长度
【答案】D
【解析】 AB.导体的电阻与材料、长度、横截面积等有关,而与其通过的电流或两端电压无关,AB不符合题意;
C.将它对折后再接回电路,横截面积增大一倍,长度减小一倍,则它的电阻减小至原来的 ,C不符合题意;
D.将它剪掉 的长度,横截面积不变,长度减小一半,则它的电阻减小至原来的 ,D符合题意。
故答案为:D。
8.(2020九上·蜀山期中)下列关于电阻的几种说法中,正确的是( )
A.长导线的电阻比短导线的电阻大
B.粗导线的电阻比细导线的电阻小
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.在一定条件下,有些导体电阻可变为0
【答案】D
【解析】A.导体的材料和横截面积不确定,电阻大小仅从长短无法比较。A不符合题意;
B.导线的长度和材料不确定,电阻大小仅从横截面积大小无法比较。B不符合题意;
C.导体的长度、横截面积不确定,电阻大小仅从材料无法比较。C不符合题意;
D.有些导体在温度降低到一定值时,电阻就变为零,这种现象称为超导现象,D符合题意。
故答案为:D。
9.(2022九上·永吉期末)在图中闭合开关后灯泡发光,加热电阻丝,灯泡变 ,说明电阻的大小跟 有关。
【答案】暗;温度
【解析】通过如图所示的实验,可以观察到灯泡的亮度变暗,说明电流变小。电源电压不变,由公式 可知,灯丝阻值变大,此实验说明电阻的大小与温度有关,温度升高,灯丝电阻变大。
10.(2022九上·娄底期中)如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,这是因为导体的电阻与 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】温度;变大
【解析】导体的电阻除了与材料、粗细、长度有关外,有时还要考虑温度的变化,一般来说,温度越高,电阻越大;如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,因为酒精灯对导线加热时,导线的电阻会变大,所以电流表的读数会减小。
11.(2023九上·蚌埠期末)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
A 锰铜合金 0.5 0.8 亮
B 镍铬合金 0.5 0.8 较亮
C 镍铬合金 0.5 0.4 较暗
D 镍铬合金 1.0 0.4 最暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法;
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电压表”、“电流表”、“滑动变阻器”)
【答案】(1)小灯泡的亮度
(2)控制变量法
(3)横截面积
(4)滑动变阻器
【解析】(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(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,所以本实验采用的研究方法是控制变量法和转换法。
(3)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,即此时的长度和材料相同,但横截面积不同,故是为了验证导体的电阻与横截面积的关系。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在材料和横截面积相同,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中。
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第3节 电阻
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01
新课知识解析
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知识点一:
电阻
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1.电阻
(1)概念:在物理学中,用电阻来表示导体对 阻碍作用的大小
(2)符号:通常用字母 来表示.
(3)单位及换算关系
①在国际单位制中,电阻的单位是 ,简称 ,符号是 .常用单位还有千欧( kΩ)、兆欧( MΩ).
②换算关系:1 MΩ=103 kΩ, 1kΩ=103Ω.
(4)常见物品的电阻值
①15瓦的白炽灯:3000Ω左右;60瓦的白炽灯:800Ω左右
②600瓦的电熨斗:100Ω左右;1000瓦的电暖器:50Ω左右
③人体皮肤干燥时:104~105Ω;人体皮肤潮湿时:103Ω以下。
(5)电阻在电路图中的符号
具有一定电阻值的元件叫做 ,也叫做 ,简称 ,在电路图中用符号“ ”表示.
(6)对电阻的理解
①导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用 ,在电压相同时,通过导体的电流就越小
②导体的电阻是导体本身的一种性质,即导体的电阻由导体自身情况决定,不管这个导体是否连入电路、是否有电流通过,也不管导体两端的电压是否改变或怎样改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)都是存在的.无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已。
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知识点二:
影响电阻大小的因素
)
导体的电阻是导体本身的一-种性质 ,它的大小取决于导体的 、 、 同种材料的导体,长度越长,横截面积越小,导体的电阻越大.另外,导体的电阻还受温度的影响。
(
知识点二:
半导体和超导现象
)
1.半导体
(1)概念:有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为 .
(2)特点:
①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;
②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响.
(3)应用:利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等.
2.超导现象
(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象.在很低的温度下,电阻为0的材料称为超导材料.超导材料也称为超导体.
(2)超导现象应用于实际的优点
①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化.
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题型专场
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题型一:对电阻的理解
(2020九上·兴化月考)下列有关电阻的说法,正确的是( )
A.导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大
B.通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C.导体的电阻越大,导电性能越强
D.导体未接入电路中时没有电阻
题型二:影响电阻大小的因素
(2020九上·农安期末)导体电阻的大小,跟下列哪个因素无关( )
A.长度 B.电流 C.材料 D.横截面积
题型三:探究导体电阻的大小与哪些因素有关
(2020九上·天津期末)在探究电阻大小影响因素的实验中,选用实验板上的两根粗细相同的镍铬合金丝,将它们分别接入同一电路中(如图所示),比较电流表的示数。此过程是在探究导体电阻大小与导体的( )
A.材料的关系 B.长度的关系
C.温度的关系 D.横截面积的关系
题型四:探究影响导体电阻大小因素的拓展实验
(2023九上·北京市期末)小明为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力,将它们切成大小相同的长方条,分别接在如图1电路a、b间。
(1)该实验探究目的类似课本中“研究导体电阻大小与 的关系”;
(2)实验设计中,小明想通过观察比较 来比较三者导电能力的大小;
(3)在实际操作过程中,小明发现实验现象不明显,无法达到实验目的。他通过查阅资料发现,有一种电波感应器(如图2所示),能向物体发射电波,并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力,物体对电波反射越弱,则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波,反射回来的电波结果如表(+号越多电波越强),则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 。
感应器接受导反射回来的电波强弱
萝卜 ++++
土豆 +++++++
番薯 ++
题型五:半导体与超导体的应用
(2023·安化模拟)手机、计算机、智能家用电器、交通工具、军事领域都离不开芯片。所谓芯片,就是一种集成电路,把电路中的元器件和布线都集中在一块晶片上,然后封装起来行使电路功能,同时还实现了小型化、低功耗的目的。制造芯片的主要材料是( )
A.超导体 B.导体 C.半导体 D.绝缘体
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巩固提升
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1.(2023九上·成都期末)如图所示,秋秋同学在探究影响电阻大小的因素实验中,将导线ab上的夹子左右滑动,观察小灯泡的亮度变化来判断电阻的大小,关于该实验下列说法中正确的是( )
A.在实验中,若灯泡越亮,则说明导线导电性能越差,导线的电阻越小
B.实验中,若灯泡不亮,一定原因是灯泡短路或开路,应立刻检查故障
C.若只利用图中所示的器材,还可探究电阻大小与导线横截面积的关系
D.若用电流表替换小灯泡,则可更好地反映电阻的大小,没有安全隐患
2.(2023九下·河西开学考)当温度降低到一定程度时,某些材料的电阻会突然变为零,这种现象称为超导现象,这种材料称为超导材料。超导材料的应用前景十分诱人。假如科学家研制出室温下的超导材料,它可以应用在图中的( )
A.白炽灯的灯丝
B.电饭锅的发热体
C.电烤箱的电热丝
D.电动机的线圈
3.(2023九上·驿城期末)当温度一定时,比较两根铜丝电阻的大小,下列说法中正确的是( )
A.长铜丝的电阻大
B.两铜丝粗细相同时,长铜丝的电阻大
C.细铜丝的电阻小
D.两铜丝长度相同时,粗铜丝的电阻大
4.(2023九上·电白期末)如图所示,为两种材料不同,横截面积也不同的圆柱形导体连接在电路中的电路图,下列关于电流的说法正确的是( )
A.A导体横截面积较小,电阻较大,电流较小
B.B导体横截面积较大,电阻较小电流较大
C.A,B材料不同,无法判断电阻大小,无法确定电流大小
D.A,B导体串联,电流大小相等
5.(2023九上·汾阳期末)小明利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
① 1.0 0.2 锰铜
② 1.0 0.4 锰铜
③ 0.5 0.4 锰铜
④ 1.0 0.4 镍铬合金
A.为验证“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体③与④
B.为验证“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为验证“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为验证“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
6.(2020九上·临江期末)下列做法中,可以使电阻丝阻值增大的是( )
A.将电阻丝对折 B.将电阻丝拉长
C.减小通过电阻丝的电流 D.增大电阻丝两端的电压
7.(2020九上·曲阳期末)电路中有一根锰铜合金线,若要使它的电阻减小至原来的 ,可采用( )
A.将它两端的电压减小至原来的
B.将通过它的电流增大一倍
C.将它对折后再接回电路
D.将它剪掉 的长度
8.(2020九上·蜀山期中)下列关于电阻的几种说法中,正确的是( )
A.长导线的电阻比短导线的电阻大
B.粗导线的电阻比细导线的电阻小
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.在一定条件下,有些导体电阻可变为0
9.(2022九上·永吉期末)在图中闭合开关后灯泡发光,加热电阻丝,灯泡变 ,说明电阻的大小跟 有关。
10.(2022九上·娄底期中)如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,这是因为导体的电阻与 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(2023九上·蚌埠期末)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
A 锰铜合金 0.5 0.8 亮
B 镍铬合金 0.5 0.8 较亮
C 镍铬合金 0.5 0.4 较暗
D 镍铬合金 1.0 0.4 最暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法;
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电压表”、“电流表”、“滑动变阻器”)
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