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核心素养
科学观念:知道常见的导体和绝缘体;知道金属导电的原因是有自由电子。
科学思维:知道检测物质的导电性的简易方法;会判断常见的导体与绝缘体;知道导体与绝缘体在一定条件下可转化。
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:通过科学探究的学习方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,建立辩证唯物主义自然观。
【课前预习】
一 电阻
1、概念
电阻是用来表示导体对电流的 作用能力强弱。绝缘体的电阻 ,电流不容易通过;导体的电阻 ,电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“ ”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是 ,简称欧,符号是 ;比欧姆大的单位还有 、 。
4、单位换算:1兆欧(MΩ)= ,1千欧(KΩ)= 。 二 影响导体电阻大小的因素【实验】
我们知道,各种材料的导电能力并不相同,所以导体的导电能力与 有关。那么,除了材料因素会影响电阻大小以外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
猜想:①导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
②导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度较大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍道路的因素会更多一些。
我们可以通过 法来逐个研究影响电阻的因素,研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都不变。
1、探究电阻与导线长度的关系
这个探究中,主要变量是 ;要控制不变的因素是 。用电阻相对容易测量的镍铬合金线作为被测导线,用图所示的电路比较不同长度的导线的电阻大小。
▲探究结果表明: 。 2、探究电阻与导线粗细的关系
这个探究中,主要变量是 ;要控制不变的因素是 。按照图的电路图,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较。
▲探究结果表明: 。
3、用同样的方法研究导体电阻与材料的关系
此实验探究结果表明: 。
关于本实验的几个事项
①通过比较电流示数比较 、 来比较电流大小(微小的变化不明显);
②本实验用电阻较大的镍铬合金:电阻越大,改变长度或粗细,电阻的变化也越 ,电流变化越 。
4、影响电阻大小的因素
(1)内部因素
导体的电阻大小与导体的 、 、 有关;用同种材料的导线,导线越长,电阻越 ;导线越细,电阻也越 。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成 ,跟导体的横截面积成 ,R=ρ·) (2)外部因素
温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而 ,玻璃的电阻随着温度升高而 。
电阻是导体本身的一种 ,它反映了导体对电流的 。这种阻碍作用是由导体本身的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,那么导体的电阻就不会改变。
5、 现象:某些材料温度降低到一定程度时,电阻突然消失的现象。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小
(1)人体电阻的平均值是1 000~ 2 000Ω。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。
(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较 ;气温低空气干燥时,人体的电阻值较 。
【课中研学】
探索活动:将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝串联起来,观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体,例如铅笔芯,电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化?
现象: 。
结论: 。
1、电阻
(1)定义:电阻表示导体对电流的阻碍作用,用字母 R 表示。
(2)物理意义:电阻是用来描述物体导电能力强弱的,导体对电流的阻碍能力越强,其电阻值就越大。
(4)电阻单位:欧姆,简称欧,符号为 Ω
①常用单位:千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)
②换算关系:1MΩ=103kΩ=106Ω
科学拓展:欧姆
欧姆的研究方向主要是电磁学,他发现的欧姆定律给电学的计算带来了很大的方便。欧姆还制造了电流扭力秤,用来测量电流强度,引入和定义了电动势、电流强度和电阻的概念,所以人们将电阻的单位记作欧姆来纪念他。
探究实践:影响导体电阻大小的因素
一、目标:探究影响导体电阻大小的相关因素。
二、器材:小灯泡、开关、电流表、干电池、各种金属导线
三、过程
1.提出问题:各种材料的导电能力并不相同,导体的导电能力除了与材料有关外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
2.建立猜想:
(1)导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
(2)导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍行车的因素会更多一些。
3. 制定计划:
我们可以通过控制变量法来逐个研究影响电阻的因素。依据控制变量法研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都变。
4.进行实验:
(1)探究电阻大小与导线长度的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是导线粗细和导线材料。
如图所示,用电阻相对容易测量的镍铬合金丝作为被测导线,并将金属丝B和C接入 M、N 两点间。
现象: 。
探究结果表明:导线越长,电阻越大。
(2)探究电阻大小与导线粗细的的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是导线长度和导线材料。
如图所示,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较,即将金属丝A和C接入 M、N 两点间。
现象: 。
探究结果表明:导线横截面积越大(越粗),电阻越小。
(3)探究电阻大小与导线材料的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是导线长度和导线粗细。
如图所示,用长度和粗细相同而材料不同的导线接入电路来比较,即将金属丝C和D接入 M、N 两点间。
现象: 。
探究结果表明:不同的材料,导电能力的强弱是不同的。
思考与讨论:实验室里有两种导线,一种是导电性较强的铜丝(电阻较小),另一种是导电性较弱的镍铬合金丝(电阻较大),为什么本实验选用镍铬合金丝作为被测导线?
1、影响导体电阻大小的因素
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细)和材料有关。用同种材料的导线,导线越长,电阻越大;导线越细,电阻也越大。
2、不同材料的电阻
思考与讨论:根据表格计算,在甲、乙两地之间,用长100m、横截面积1mm 的铝导线连接一条电路,该电路的电阻为多少?如何减小导线的电阻?
思考与讨论
1.烧红的玻璃能导电,可说明玻璃的电阻与温度有什么关系?
2.请设计一个方案验证金属导体的电阻值与温度的关系。
现象: ;
关系: 。
3、电阻与温度关系
科学研究还表明,导体的电阻与温度有关。
(1)玻璃的电阻会随温度的升高而减小,金属导体的电阻会随温度的升高而增大。
(2)超导现象:当某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象,如水银在-269℃时,电阻会突然消失。
科学 技术 社会 环境:超导现象与超导体
1911年,荷兰物理学家昂尼斯测量低温状态下的水银的电阻时发现,当温度降到-269℃时,水银的电阻完全消失,降为零,由此他发现了超导现象。某一温度下电阻为零的导体称为超导体。超导体不仅电阻为零,还具有 “抗磁性”,即磁场无法穿过超导体。显然,这么低的温度下产生的超导现象、抗磁性现象很难应用于实际生产与生活,因此寻找常温下的超导材料成为各国科学家努力的目标。
超导现象有很广泛的应用价值。例如,用超导技术可制造磁悬浮高速列车;用超导材料制成的导线在长途输电时几乎没有电能损失;用超导材料可制造超大功率的电动机和变压器,因为其内部线圈不会发热。
4、人体电阻
一般来说,人体的电阻为1000~2000Ω。当然,不同的人电阻是不同的,同一个人在不同情况下的电阻也是不同的。当气温高或人体出汗时,人体电阻较小;而在气温低、空气干燥的冬季,皮肤很干燥时,人体电阻较大。。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.有三个定值电阻,阻值的大小关系为 将它们按下列连接方式分别接入如图所示电路的a、b之间,闭合开关后,电流表示数最小的是 ( )
A.甲、乙串联 B.乙、丙串联 C.甲、乙并联 D.乙、丙并联
2.如图甲所示为一种测力装置部分结构的示意图,横梁OA 上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1 和 ,串联在有恒定电流的电路中(如图乙所示)。在A 端施加向下的力F,横梁向下弯曲, 被拉伸变长,R2被压缩变短,根据它们两端电压的差值即可测量力 F 的大小。当横梁向下弯曲时,下列分析中,不正确的是 ( )
A.R1的阻值增大,R2的电阻减小
B.通过R1的电流等于. 的电流
C.R1两端电压小于R2两端电压
D.R1和R2两端电压差值越大,A端受到的压力越大
3.在“测定小灯泡电阻”的实验中,已知电源电压为 6 V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为 10 Ω,滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”字样。如图所示为小珂未完成的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉)。
(2)小珂连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,按一定操作来测量小灯泡的电阻,获得实验数据如表所示。小珂发现小灯泡两端电压变大时电阻也变大。请你写出原因: 。
实验次序 1 2 3 4
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.13 0.17 0.20 0.22
R/Ω 7.69 8.82 10.00 11.36
4.在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,三名同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻跟长度有关。
乙:导体的电阻跟材料有关。
丙:导体的电阻跟横截面积有关。
(1)电阻描述的是导体对电流的阻碍作用,丙同学由此想到长度相同的水管,管子越粗、阻力越小,于是猜想导体的横截面积越大,它的电阻越小。丙同学在猜想中用到了____(填字母)。
A.控制变量法 B.类比法 C.转换法 D.等效法
(2)选用B、C两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想。
(3)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝进行对比实验。
(4)分别将 A、B、C、D四根电阻丝接入电路中,观察电流表的示数,电流表的示数越大,表示接入电阻丝的阻值越 。
(5)若将电流表换成灯泡,则通过比较 也可以比较电阻丝阻值的大小,但存在不足之处: 。
5.某兴趣小组的同学们用如图所示的液体电阻演示装置来“探究影响电阻大小的因素”。装置中的贮存容器内装有同种导电液体,通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。
(1)该装置中电阻R 的作用是 。
(2)该小组的同学们通过实验得到左边注射器中的电流与导电液柱长度的关系如表所示:
L/ cm 1 2 3 4 5
I/mA 4.2 3.5 3.0 2.6 2.3
分析可知,液体的电阻和液柱长度的关系:在材料和横截面积相同时, 。
(3)当两个注射器中的液柱长度相同时,实验时发现 ,由此得到的结论:在材料和长度相同时,液体的横截面积越大,电阻越小。
(4)若小组同学还想探究液体的电阻和材料的关系,他们只需更换 即可。
【课后练习】
1.如图所示的电路图,在A、B两点之间分别接入相关选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用的描述,正确的是 ( )
A.探究电流与电阻的关系————改变定值电阻两端电压,多次测量减小误差
B.探究电流与电压的关系——必须调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值————多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端的电压,求小灯泡电阻的平均值
(1题图) (2题图)
2.(2025八上·嘉兴期末)如图所示是一种输电导线——铜芯电缆。在某村输电线路改造工程中,更换的新铜芯电缆比等长的旧铜芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的
A.铜芯更细 B.铜芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘体更厚
3.小李闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的 ( )
A.电阻增大,电流减小 B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
4.有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则( )
A.沿AB 方向接入电路时电阻最大
B.沿CD 方向接入电路时电阻最大
C.沿 EF 方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
(4题图) (5题图)
5.从图中的长方形金属薄板 abcd中剪出一金属条,让电流沿着金属条的“长”方向流过,下列哪种剪法得到的金属条的电阻最大 ( )
A.剪出 abfe B.剪出 efcd
C.保留整块金属薄板 D.剪出阴影部分的细金属条
6.如图所示,A、B是由同种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,比较这两段导体的电阻及通过它们的电流,下列正确的是( )
A. B.
C. D.
(6题图) (7题图)
7.小明用如图所示的器材探究影响电阻大小的因素。a、b是长度都为1m 的镍铬合金丝,a的横截面积小于b 的横截面积。关于此实验,下列说法中正确的是( )
A.若把镍铬合金丝换成导电能力非常好的铜丝或银丝进行实验,则实验效果会更好
B.利用此装置只能探究导体电阻的大小和横截面积的关系
C.本实验用灯泡的亮暗反映接入电阻的大小,说明灯泡的亮暗会影响接入电路的电阻的大小
D.为了准确比较两根镍铬合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
8.有些汽车前挡风玻璃上的雨刮器能够随着雨量的大小,相应地改变刮水速度。某同学查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网,并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。
(1)未下雨时,电流表的示数为 。
(2)雨水检测金属网在模拟电路中起到的作用是 。
(3)模拟实验时,雨越大,电流表的示数越大(触点间雨水电阻忽略不计),这说明a、b触点间接入电路的电阻变小,请分析电阻变小的原因: 。
9.如图所示的实验装置,酒精灯点燃前,闭合两开关,看到的现象是电流表甲 (填“有”或“无”)示数, 电流表乙 (填“有”或“无”)示数。点燃酒精灯,在加热过程中,你会发现:电流表甲示数 (填“变大” “不变”或“变小”),此现象说明 ;电流表乙示数 (填“变大” “不变”或“变小”),此现象说明 。
10.(2025八上·庆元期末)如图所示的两导体是由同种材料组成的,且长度相等,如图接入电路中, 则 R1 R2, I1 I2(选填“>”、“<”或“=” ) 。
11.(2025八上·平湖期末)小陈同学模仿《荒野求生》中用电池和口香糖锡纸取火,具体做法如下:取口香糖内的“锡纸”,用剪刀将“锡纸”剪成两头宽中间窄的形状,再将该“锡纸”两端直接封闭紧贴在电池的正负两极(如图甲),这样构成的电路称为 路,此时电路中产生大量的热,会在图乙中 段(选填“ab”或“bc”或“cd”) 先燃烧,因为该段电阻最 (选填“大”或“小”)。
12.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路。
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 铜锌合金 1.0 0.5
D 铜锌合金 1.0 0.8
(1)在连接电路时,将被测电阻丝接入a、b后发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 。
(2)现有A、B、C、D四根电阻丝(规格如表所示),为了探究导体电阻与材料的关系,小明应该选择 (填字母)两个电阻丝进行实验。
(3)为粗略判断a、b两点间电阻丝的电阻大小,可观察 。
(4)另有甲、乙两名同学分别对小明的电路作了如下改进: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 (填“甲”或“乙”)同学的改进更好一些,理由是 。
13.(2025八上·缙云期末)如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录数据如表:
实验组 电阻丝 材料 长度(厘米) 直径(毫米) 电流(安)
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 安。
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
(3)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(4)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一、若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
14.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组的同学们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 电流的大小/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)小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。小红认为电流表是多余的,因为可以根据灯泡的亮度变化准确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损坏电流表。你赞同 (填“小红”或“小亮”)的观点。
(2)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(3)分别将 (填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究得出的结论是当导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
(4)分别将C、D两根电阻丝接入电路,可初步探究得出的结论是 。
(5)长度与粗细相同的锰铜合金线和镍铬合金线,更适合做滑动变阻器电阻的是 合金线。
(6)该实验中涉及的主要研究方法,和下列实验的研究方法相同的是____(填字母)。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.用水流的形成来类比电流的形成
D.用刻度尺测出100 张相同的纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度
15.小明想利用容器中的食盐水来探究导体的电阻与哪些因素有关。他用长方体水槽、一定浓度的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图所示,将电极 M、N分别固定在水槽左右两侧的底部。
(1)闭合开关,读出电流表和电压表的示数,继续向水槽中添加一定量相同浓度的食盐水,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。观察到电流表的示数变大,可知容器中食盐水的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”)。从而得出结论:导体的电阻与导体的 有关。
(2)小明再次向水槽中加入一定量的水,降低水槽内食盐水的浓度,结果发现水槽内食盐水的电阻减小,由此得出“食盐水的浓度越低,电阻越小”的结论。你认为这个结论应该是 (填“可靠”或“不可靠”)的,原因是 。
(3)其他条件不变,改变电极 MN 之间的距离,小明还能够得出结论:导体的电阻与导体的 有关。
16.小明利用一个去掉玻璃壳但灯丝完好的白炽灯和其他实验器材,完成一些电学实验。
(1)连接如图甲所示的电路,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
(2)接着点燃酒精灯对灯丝进行加热,发现电流表的示数变小,是因为灯丝的导电能力随着 而变弱。
(3)断开开关,并将灯丝剪断,再次闭合开关,发现电流表示数为“0”,此时电路的状态是 。
(4)在步骤(3)的基础上,用酒精灯对固定灯丝的玻璃柱进行加热,随着玻璃柱逐渐被烧红,小明可以观察到 的现象,说明在特定条件下,玻璃可以由绝缘体变成导体。
17.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,分别接在如图甲电路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(如图乙所示),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下表(+号越多电波越强),则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 。
实验材料 感应器接收到反射回来的电波强弱
萝卜 ++++
土豆 +++++++
番薯 ++
18.已知导体的电阻(R)与它的材料(ρ)、长度(l)、横截面积(S)的定量关系可以表示为 R
(1)将长 10 m、电阻为10 Ω的两根铜导线接成 20 m长的导线,接长后导线的电阻为 。
(2)将横截面积为 1 mm2、电阻均为1 Ω的两根镍铬合金线合并成横截面积为 2 mm2的导线,合并后导线的电阻为 。
(3)有电阻均为10Ω的相同导线若干,现要得到电阻值为15 Ω的导线,应____(填字母)。
A.把两根导线接长后使用
B.把两根导线合并后使用
C.一根导线取一半长度,与另一根接长后使用
D.一根导线取一半长度,与另一根合并后使用
19.已知导体的电阻大小与导体的长度和横截面积有关。某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,实验器材有:3伏稳压电源、电流表、5欧的定值电阻、开关、刻度尺、钳子 (用于截断金属丝)各一个,横截面积相同的镍铬、康铜和铜三种金属丝足量,导线若干。
(1)请设计电路图,在图的基础上补充完整。
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为 它们的关系为 则可得出的探究结论: 。
通过分析实验信息,该同学还可以判断出:镍铬材料和康铜材料比较, 的导电性较强。
(3)该同学利用上述实验器材进一步探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”。请画出记录实验信息的表格,表中要有必要的信息。
参考答案
课前预习
欧姆 Ω 千欧 兆欧 1000千欧(KΩ) 1000欧(Ω) 材料 控制变量
长度 横截面积与材料 导线越长,电阻越大 横截面积 长度和材料
导线横截面积越大(越粗),电阻越小 不同的材料,导电能力的强弱是不相同的
电流大小 灯泡明暗 大 大 长度 横截面积(粗细) 材料 大
大 正比 反比 增大 减小 固有属性 阻碍作用 超导 小 大
课中研学
探索活动:
现象:当电路中接入不同的导体时,电流表的示数不同。
结论:说明导体的导电能力也有强弱之分。
1、电阻
探究实践:影响导体电阻大小的因素
三、过程
4.进行实验:
(1)探究电阻大小与导线长度的关系。
现象:通过C镍铬合金丝的电流较大。
(2)探究电阻大小与导线粗细的的关系。
现象:通过A镍铬合金丝的电流较大。
(3)探究电阻大小与导线材料的关系。
现象:通过D金属丝的电流较大。
思考与讨论:
铜线的电阻极小,把它接入电路后,电流的变化不明显;镍铬合金线的电阻较大,把它接入电路后,电流的变化较明显。
2、不同材料的电阻
思考与讨论:
①0.029Ω×100=2.9Ω,即该电路的电阻为2.9Ω。
②增大导线的横截面积(粗细)。
思考与讨论
1. 温度越高,玻璃的电阻越小。
2. 现象:加热金属丝一段时间后,灯泡变暗;
关系:金属导体的电阻会随温度的升高而增大。
课堂练习
1.【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;电阻
【解析】【分析】串联电路的总电阻等于各分电阻之和,并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。根据欧姆定律可知电阻越大,电流越小,找出四个选项中电阻最大的一组即可。
【解答】 串联电路的总电阻等于各分电阻之和,并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
已知R甲<R乙<R丙,故四个选项中,B选项乙、丙串联总电阻最大,闭合开关后,根据欧姆定律可知电路中电流最小,故电流表的读数最小。
故答案为:B。
2.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】影响电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积等,材料相同时,长度越大、横截面积越小,电阻越大。
【解答】A、在A 端施加向下的力F,横梁向下弯曲, 被拉伸变长,R2被压缩变短,可知的阻值增大,R2的阻值减小,故A正确,不符合题意;
B、电路为串联电路,电流处处相等,可知经过R1的电流等于 的电流,故B正确,不符合题意;
C、串联电路电阻越大,分压越大,可知 R1两端电压大于R2两端电压,故C错误,符合题意;
D、R1和R2两端电压差值越大, 由欧姆定律可知,两个电阻的阻值相差越大,即长度变化量更大,可知压力更大,故D正确,不符合题意。
故答案为:C。
3.【答案】(1)
(2)小灯泡开路
(3)灯丝电阻随温度升高而增大
【知识点】影响电阻大小的因素;变阻器的原理及其使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
(2)故障:电流表没有示数,电压表有示数时的故障一般为:电压表测量对象断路;电流表有示数,电压表没有示数时的故障一般为电压表测量对象短路。
(3)影响电阻大小的元素:导体的材料、横截面积、长度、温度。
【解答】(1)滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小,由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的阻值增大,可知应用导线将滑动变阻器的左下角接线柱与开关的右接线柱相连,如图所示
。
(2)电流表无示数,说明电路中可能存在断路,电压表有示数,则故障为灯泡断路,电压表串联进电路,电压表阻值很大,分压约为电源电压,电路中电流很小,所以电流表无示数,灯泡不亮。
(3) 随着实验的进行,灯丝的温度逐渐升高,电阻逐渐变大。
4.【答案】(1)B
(2)甲
(3)A、B
(4)小
(5)灯泡的亮度若所选电阻丝的阻值相差太小;灯泡的亮度变化不明显,则难以判断
【知识点】影响电阻大小的因素;电阻
【解析】【分析】(1)类比法也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法;
(2)(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法;
在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变;
(4)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;
(5)在电源电压一定的情况下,导体电阻越大,电路电流越小,灯泡越暗;导体电阻越小,电路电流越大,灯泡越亮,因此可以通过观察灯泡的亮度来判断电阻的大小;如果电路中的电流变化比较明显时,灯泡的亮度变化也会比较明显;但电流变化较小时,灯泡的亮度变化不容易观察出来。
【解答】(1)据生活中的现象:粗细相同的水管,管子越长,阻力越大,可知,类比电阻与导体长度的关系是:在材料、横截面积相同时,导体越长,它的电阻可能越大,故B正确;
(2)选用B、C两根电阻丝可知,两者的材料和横截面积相同、长度不同,是验证导体的电阻与导体的长度是否有关,即验证甲同学的猜想;
(3)若要验证乙同学的猜想导体的电阻与导体的横截面积有关时,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,编号A、B的电阻丝符合;
(4)实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小,电流表的示数越大,表示接入的电阻丝阻值越小;
(5)若将电流表换成小灯泡,可通过通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小;
不足之处是:电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。
5.【答案】(1)保护电路
(2)液柱长度越长,电阻越大
(3)电流表A1的示数小于电流表 A2的示数
(4)一边注射器中的导电液
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)定值电阻串联在电路中可以保护电路;
(2)根据表格中的数据得出结论;
(3)当两个注射器中液柱长度相同时,根据横截面积的大小和电流的大小得出结论;
(4)导体的电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
【解答】(1)实验中,R串联接入电路中,能起到保护电路的作用;
(2)根据表格中的数据可知,在材料和横截面积相同时,导体越长,通过导体的电流越小,则导体的电阻越大;
(3)当两个注射器中液柱的材料和长度相同时,导体的横截面积不同,左边导体的横截面积要小于右边导体的横截面积,实验中发现电流表A1的示数小于电流表A2的示数,则表明导体的横截面积越大,通过的电流越大,导体的电阻越小;
(4)断开开关,更换左边注射器中的导电液,导体的材料是不同的,横截面积相同,当液柱长度与表中某次长度相同时,比较更换前后电流表A1的示数,根据控制变量法可知,可探究液体的电阻和导体材料的关系。
课后练习
1.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】多次测量的目的:通过取平均值减少误差,或获得多组数据后进行分析,可以避免偶然性,得出普遍规律。
【解答】A、在探究电流与电阻的关系时,要控制电压不变,可知滑动变阻器的作用是保持定值电压两端电压不变,多次测量获得多组数据后进行分析,可以避免偶然性,得出普遍规律,故A错误;
B、探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,移动滑片,改变电阻两端电压和电路中电流,多次测量获得多组数据后进行分析,可以避免偶然性,得出普遍规律,不需要电阻两端电压成倍数变化,故B错误;
C、测量定值电阻的阻值时,移动滑片,获得多组数据,多次测量取平均值可以减小误差,故C正确;
D、灯泡的电阻会随着温度的变化而变化,所以不能利用不同电压下测得的数据取平均值计算灯泡的电阻,故D错误。
故答案为:C。
2.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体额电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,其他条件一定时,导体的长度越长,电阻越大。
【解答】导体的电阻大小与导体的横截面积有关,在材料和长度一定时,横截面积越大,电阻越小,新铜丝电缆的电阻更小,可知新铜丝的横截面积更大,即更粗。
故答案为:B。
3.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素;电阻
【解析】【分析】(1)导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在材料和温度相同时,长度越短、横截面积越大,电阻越小。
(2)根据欧姆定律 ,当电压 U 不变时,电阻 R 减小,电流 I 会增大。
【解答】A、灯丝搭接后,长度变短,横截面积变大,电阻减小,不是增大;根据欧姆定律,电压不变,电阻减小,电流应增大,不是减小,故该选项错误。
B、灯丝搭接后,长度变短、横截面积变大,电阻减小;电源电压不变,由欧姆定律 可知,电阻减小,电流增大,故该选项正确。
C、灯丝搭接后电阻是减小的,不是增大,故该选项错误。
D、灯丝搭接后电流是增大的,不是减小,故该选项错误。
故答案为:B。
4.【答案】A
【知识点】电阻
【解析】【分析】导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在材料和温度相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大;反之,电阻越小。
【解答】A、沿 AB 方向接入电路时,铁块的长度最长,横截面积最小,根据电阻与长度、横截面积的关系,此时电阻最大,故该选项正确。
B、沿 CD 方向接入电路时,铁块的长度较短,横截面积较大,电阻较小,故该选项错误。
C、沿 EF 方向接入电路时,铁块的长度和横截面积情况使得电阻不是最大的,故该选项错误。
D、由于沿不同方向接入电路时,铁块的长度和横截面积不同,所以电阻不一样大,故该选项错误。
故答案为:A。
5.【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度及温度有关,其它条件相同时,导体的长度越长,电阻越大。
【解答】要想得到的金属条电阻最大,需要使金属条最长、最细,对题目中所提供的四种剪法进行比较,发现D选项中的剪法剪裁出的金属条最长、最细,即此种剪法得到的金属条电阻最大,故D符合题意。
故答案为:D。
6.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】串联电路电流处处相等,经过用电器的电流大小与用电器的电阻大小无关。
导体的电阻大小是导体的属性,与材料、横截面积、长度、温度等有关。
【解答】A和B是由同种材料制成的长度,相同的两段导体,由题图可知,B的横截面积小于A的横截面积,故B的电阻大于A的电阻;由题图知,两电阻串联,则通过两电阻的电流是相等的。
故答案为:B。
7.【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素;电阻
【解析】【分析】 探究影响电阻大小的因素的实验中,主要通过电流大小或灯的亮度变化来反映电阻的大小,这里运用的是转换法,同时实验中需要运用控制变量法进行研究。
【解答】若把镍铬合金丝换成铜丝或银丝,因铜丝和银丝的电阻很小,电流变化不明显,则实验效果会很差,故A错误。
使用同一根镍铬合金丝接入电路,改变镍铬合金丝接入电路的长度,即可探究导体电阻的大小与长度的关系,故B错误。
灯泡的亮暗能反映电流的大小,间接反映导体电阻的大小,但不会影响导体电阻的大小,故C错误。
8.【答案】(1)0
(2)改变电路中的电流
(3)雨越大,接入电路的触点越多,相当于导体的横截面积变大
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)金属网触点之间相互独立,可知此时电路没有被接通,电路为断路状态。
(2)在水面以下的触点数量不同,金属网连入电路的阻值不同,从而起到改变电流的作用。
(3)导体电阻大小与材料、横截面积、长度等因素有关,在材料和长度一定时,横截面积越大,电阻越小。
【解答】(1)由甲可知,未下雨时,电路处于断路状态,可知电路中电流为零。
(2)由图甲可知,水位高度不同,金属网连入电路的阻值大小不同,由欧姆定律可知,可以改变电路中的电流大小。
(3)由图甲可知,雨越大,接入电路的触点越多,相当于导体的横截面积变大,电阻越小,由欧姆定律可知,电路中电流越大。
9.【答案】无;有;变大;绝缘体在一定条件下能变成导体;变小;温度升高,灯丝的电阻增大
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 不同物质的导电能力是不同的,容易导电的称为导体,不容易导电的称为绝缘体,但是在一定的条件下,比如加热,绝缘体也可变为导体。
【解答】 (1)通常情况下玻璃是绝缘体,当玻璃接入电路时,闭合开关,因玻璃是绝缘体,所以左边电路中没有电流,即电流表甲无示数;因为灯丝是导体,所以,开关闭合后电流表乙有示数;
(2)当对玻璃加热后,玻璃的导电性能会发生改变,玻璃会变为导体,也就是说此时左边电路中会有电流通过,所以电流表甲的示数从零逐渐变大,此实验现象说明绝缘体在一定条件下可以变为导体;
当对灯丝加热时,温度升高,灯丝的电阻增大,所以电流变小,即电流表乙的示数变小。
10.【答案】<;=
【知识点】串、并联电路的电流特点;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 因两电阻串联,则由串联电路的电流规律可知两导体中的电流关系;再根据电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关的知识进行分析即可判断。
【解答】 因两电阻串联,故通过两部分导体的电流相等,即I1=I2。
同时R1和R2是由同种材料制成的长度相同,横截面积R1大于R2,所以R1<R2。
11.【答案】短;ab;大
【知识点】影响电阻大小的因素;影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【解析】【分析】导线直接将电源两极连接起来的电路叫电源短路,电源短路时,容易烧坏电路或形成火灾;
电阻与导体的材料、长度和横截面积以及温度有关。
【解答】因为锡属于金属,具有导电性,且电阻很小,将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,形成了电源短路,此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧;
由图知,相同长度的ab段和bc段锡纸,ab段横截面积较小,ab段的电阻较大,在电流相同的情况下,ab段会先燃烧。
故答案为:短;ab;大。
12.【答案】(1)开关
(2)B、C
(3)灯泡的亮度
(4)乙
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 1)电路的组成包括:电源、开关、用电器和导线;
(2)利用控制变量的思维来分析电阻大小的影响因素,确定选择的序号;
(3)根据电阻是阻碍电流大小的因素,而与其串联的灯泡通过灯泡的明暗程度可以反映电流的大小进行分析;
(4)电路的总电阻越大,电路中的电流会越小,电路以及电路中的各元件越安全。
【解答】(1)基本电路由电源、导线、开关和用电器构成,根据图片可知,电路缺少开关,应该接入开关;
(2)为了探究导体电阻与材料的关系,即让两根电阻丝的长度、横截面积相同,但材料不同,故选择B、C两根电阻丝。
(3)电阻的大小是不便直接观察的,所以可以通过串联的灯泡的亮度来反映,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电流越大、电阻越小,即通过观察灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小。
(4)将灯泡更换为电流表,当a、b间的电阻过小时,电路中的电流会过大,电流表可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用,因此乙同学的改进更好。
13.【答案】(1)0.32
(2)2、3
(3)转换法
(4)该金属的电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0;输电线
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)电流表读数时,要先确定量程,连接的是小量程,则读取下面的示数,连接的是大量程,则读取上面的示数。
(2)由控制变量法可知,要探究电阻大小与横截面积的关系时,应控制除横截面积以外的因素相同,结合表中数据进行分析。
(3)实验采用了转换法,用更易观察的电流大小来反映不易观察的电阻大小。
(4)根据图像进行分析,可知该物质的电阻当温度下降到-268.95℃时,电阻变成了0,称为超导材料。
【解答】(1)根据图乙知道,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
(3)电阻的大小很难观察,因此实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,这是转化法的应用。
(4)根据图丙图像知道,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
(1)根据图乙知道,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
(3)电阻的大小很难观察,因此实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,这是转化法的应用。
(4)[1]根据图丙图像知道,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
[2]若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
14.【答案】(1)小亮
(2)转换法
(3)B、C
(4)当导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,导体的电阻越大
(5)镍铬
(6)A
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)在探究影响电阻大小的因素实验中,灯泡可保护电路,防止电流过大损坏电流表,而仅通过灯泡亮度判断电阻大小不够准确,电流表能更精确测量电流从而反映电阻大小。
(2)转换法是指将不易直接观察或测量的物理量,通过其他容易观察或测量的物理量来体现。这里通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,运用了转换法。
(3)要探究导体的电阻与横截面积的关系,需控制导体的材料、长度相同,改变横截面积。
(4)要探究导体的电阻与长度的关系,需控制导体的材料、横截面积相同,改变长度。
(5)滑动变阻器的电阻丝需要电阻较大的材料,在长度与粗细相同的情况下,镍铬合金的电阻比锰铜合金大。
(6)本实验主要运用了控制变量法,控制变量法是指在研究多个因素关系时,控制其他因素不变,只改变其中一个因素,研究该因素对事物的影响。
【解答】(1)小亮的观点正确。因为灯泡可以起到保护电路的作用,防止电路中电流过大损坏电流表,而仅通过灯泡亮度来判断电阻大小,当电阻变化较小时,灯泡亮度变化不明显,不够准确,电流表能更精确地反映电流大小,进而比较电阻大小。
(2)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是转换法,即将电阻的大小转换为电流的大小来进行观察和比较。
(3)要探究当导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大,应选择材料、长度相同,横截面积不同的电阻丝,即 B、C 两根电阻丝。
(4)C、D 两根电阻丝材料相同、横截面积相同,长度不同,分别将它们接入电路,可初步探究得出的结论是当导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
(5)长度与粗细相同的锰铜合金线和镍铬合金线,镍铬合金的电阻更大,更适合做滑动变阻器电阻,因为滑动变阻器需要通过改变电阻丝的长度来明显改变电阻。
(6)该实验中涉及的主要研究方法是控制变量法。
A 选项研究压力作用效果与压力、受力面积的关系,运用了控制变量法;
B 选项用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,运用了模型法;
C 选项用水流的形成来类比电流的形成,运用了类比法;
D 选项用刻度尺测出 100 张相同的纸的厚度,除以 100 得到一张纸的厚度,运用了累积法。
所以和该实验研究方法相同的是 A。
15.【答案】(1)变小;横截面积
(2)不可靠;没有控制食盐水的横截面积不变
(3)长度
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 (1)在电压一定时,电流越小,表明导体的电阻越大;导体的电阻的大小与横截面积有关;
(2)要探究盐水浓度对电阻大小的影响,应控制导体(食盐水)的横截面积不变,改变盐水的浓度;
(3)导体的电阻的大小与长度、横截面积、材料、温度有关。
【解答】(1)在电压一定时,观察到电流表的示数变大,表明与电压表并联部分的电阻变小,即食盐水的电阻变小。由于向水槽中添加一定量相同浓度的食盐水,水槽内食盐水的液面升高,使得食盐水的横截面积变大,而食盐水的电阻减小,表明导体的电阻与导体的横截面积有关。
(2)若要探究食盐水浓度对电阻大小的影响,应控制食盐水的横截面积不变,改变食盐水的浓度(可加入适量的食盐);而小明向水槽中加入一定量的水,虽然降低了水槽内食盐水的浓度,但同时食盐水的横截面积也改变了,不符合控制变量法的要求,所以小明得出的结论是不可靠的;
(3)其他条件不变,改变电极MN 之间的距离,改变了食盐水接入电路中的长度,此时的电流会发生变化,说明导体的电阻与导体的长度有关。
16.【答案】(1)0.3
(2)温度的升高
(3)断路
(4)电流表的示数不再为“0”(或电流表的指针有偏转)
【知识点】电流和电流的单位换算;电流的测量及电流表的使用;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)读数前要先确定电流表的量程和分度值,小量程的分度值为0.02A。
(2)加热后电流表示数减小,即电路中电流减小,可知电路中电阻增大,可知随着温度升高,灯丝的电阻变大,导电能力减弱。
(3)灯丝被剪断,电路中没有电流经过,所以电流表示数为零。
(4)玻璃由绝缘体变为导体,导电能力增强,电路为通路,电流表有示数。
【解答】(1)由题图乙,可知,电流表选用的量程易错警示,为 0~0.6A,分度值为 0.02A,此时电流表的,示数为0.3A。
(2)接着点燃酒精灯对灯丝进行加热,发现电流表的示数变小,即通过灯丝的电流变小,说明灯丝的导电能力变弱;由此可知,随着灯丝温度的升高,其导电能力变弱。
(3)断开开关,并将灯丝剪断,再次闭合开关,此时电路的状态是断路,所以电流表的示数为“0”。
(4)在步骤(3)的基础上,用酒精灯对固定灯丝的玻璃柱进行加热,随着玻璃柱逐渐被烧红,小明可以观察到,电流表的示数不再为“0”(或电流表指针有,偏转)的现象,说明在特定条件下,玻璃可以由绝缘体变成导体。
17.【答案】(1)材料(物质种类)
(2)小灯泡的亮暗程度
(3)番薯
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 (1)该实验设计中导体的长度和横截面积相同,但材料不同,根据类比法回答;
(2)小明通过观察比较灯的亮度来判断导电能力大小;
(3)根据表中数据,结合物体对电波吸收越大,导电能力越强分析回答。
【解答】 (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;
(3)因物体对电波吸收越大,导电能力越强,由表中数据知,蕃薯反射回来的电波最弱,蕃薯对电波吸收最强,土豆反射回来的电波最强,土豆对电波吸收最弱,因物体对电波吸收越大,导电能力越强,故萝卜、土豆蕃薯的导电能力强弱关系为:蕃薯>萝卜>土豆。
18.【答案】(1)20Ω
(2)0.5Ω
(3)C
【知识点】影响电阻大小的因素;电阻
【解析】【分析】(1)根据 R 分析电阻值的大小;
(3)根据串联和并联电路的电阻关系分析。
【解答】 (1)将长10米、电阻为10欧的两根铜导线接成20米长的导线,横截面积不变,材料不变,长度变为原来的2倍,根据 R 可知,电阻变为原来的2倍,为20Ω;
(2)根据公式R 可知,材料和长度一定,导体电阻和横截面积成反比,所以横截面积为1mm2、电阻均为1Ω的镍铬合金线两根,合并成横截面积为2mm2的导线,合并后电阻为0.5Ω。
(3)A、把两根相同导线接长后使用,材料、横截面积不变,长度变大,电阻变为原来的2倍,为20Ω,故A错误;
B、把两根相同导线合并后使用,材料、长度不变,横截面积变为原来的2倍,电阻变为原来的一半,为5Ω,故B错误;
C、一根取半与另一根接长后使用,一半的电阻为5Ω,然后与10Ω的串联,所以总电阻为15Ω,故C正确;
D、两根合并后电阻为5Ω,与另一根接长后使用,总电阻为5Ω+10Ω=15Ω,故D正确;
故答案为:CD。
19.【答案】(1)
(2)当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关;康铜
(3)
导体 横截面积 长度 电阻大小
导体1 长度1
长度2
长度3
导体2 长度1
长度2
长度3
导体3 长度1
长度2
长度3
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 (1)某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,要取相同长度、相同横截面积的不同材料的电阻丝与定值电阻以及电流表串联,通过电流表的示数看出电阻丝电阻的大小。由欧姆定律得,电路电流越大,电路总电阻越小,由串联电路特点得,电流越大,电阻丝电阻越小,据此补充完成电路图;
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬<I康铜<I铜,
说明长度和横截面积相同时,镍铬电阻最大、铜的电阻最小,据此得出结论;
长度和横截面积相同时,通过镍铬的电流小于通过康铜的电流,则镍铬电阻大于康铜的电阻,说明康铜的导电性较强;
(3)探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度进行实验,为了得到普遍规律,还应换用不同的材料的导体重复进行多组实验。应该记录的数据有所用的导体,对应导体的横截面积、长度和电阻,据此设计表格。
【解答】 (1)某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,要取相同长度、相同横截面积的不同材料的电阻丝与定值电阻以及电流表串联,通过电流表的示数看出电阻丝电阻的大小。由欧姆定律得,电路电流越大,电路总电阻越小,由串联电路特点得,电流越大,电阻丝电阻越小,如下图所示:
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬<I康铜<I铜,
说明长度和横截面积相同时,镍铬电阻最大、铜的电阻最小,因此可得结论:当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关;
长度和横截面积相同时,通过镍铬的电流小于通过康铜的电流,镍铬电阻大于康铜的电阻,说明康铜的导电性较强;
(3)探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度进行实验,为了得到普遍规律,还应换用不同的材料的导体重复进行多组实验。应该记录的数据有所用的导体,对应导体的横截面积、长度和电流。
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核心素养
科学观念:知道常见的导体和绝缘体;知道金属导电的原因是有自由电子。
科学思维:知道检测物质的导电性的简易方法;会判断常见的导体与绝缘体;知道导体与绝缘体在一定条件下可转化。
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:通过科学探究的学习方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,建立辩证唯物主义自然观。
【课前预习】
一 电阻
1、概念
电阻是用来表示导体对电流的 作用能力强弱。绝缘体的电阻 ,电流不容易通过;导体的电阻 ,电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“ ”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是 ,简称欧,符号是 ;比欧姆大的单位还有 、 。
4、单位换算:1兆欧(MΩ)= ,1千欧(KΩ)= 。 二 影响导体电阻大小的因素【实验】
我们知道,各种材料的导电能力并不相同,所以导体的导电能力与 有关。那么,除了材料因素会影响电阻大小以外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
猜想:①导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
②导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度较大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍道路的因素会更多一些。
我们可以通过 法来逐个研究影响电阻的因素,研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都不变。
1、探究电阻与导线长度的关系
这个探究中,主要变量是 ;要控制不变的因素是 。用电阻相对容易测量的镍铬合金线作为被测导线,用图所示的电路比较不同长度的导线的电阻大小。
▲探究结果表明: 。 2、探究电阻与导线粗细的关系
这个探究中,主要变量是 ;要控制不变的因素是 。按照图的电路图,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较。
▲探究结果表明: 。
3、用同样的方法研究导体电阻与材料的关系
此实验探究结果表明: 。
关于本实验的几个事项
①通过比较电流示数比较 、 来比较电流大小(微小的变化不明显);
②本实验用电阻较大的镍铬合金:电阻越大,改变长度或粗细,电阻的变化也越 ,电流变化越 。
4、影响电阻大小的因素
(1)内部因素
导体的电阻大小与导体的 、 、 有关;用同种材料的导线,导线越长,电阻越 ;导线越细,电阻也越 。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成 ,跟导体的横截面积成 ,R=ρ·) (2)外部因素
温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而 ,玻璃的电阻随着温度升高而 。
电阻是导体本身的一种 ,它反映了导体对电流的 。这种阻碍作用是由导体本身的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,那么导体的电阻就不会改变。
5、 现象:某些材料温度降低到一定程度时,电阻突然消失的现象。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小
(1)人体电阻的平均值是1 000~ 2 000Ω。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。
(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较 ;气温低空气干燥时,人体的电阻值较 。
【课中研学】
探索活动:将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝串联起来,观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体,例如铅笔芯,电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化?
现象: 。
结论: 。
1、电阻
(1)定义:电阻表示导体对电流的阻碍作用,用字母 R 表示。
(2)物理意义:电阻是用来描述物体导电能力强弱的,导体对电流的阻碍能力越强,其电阻值就越大。
(4)电阻单位:欧姆,简称欧,符号为 Ω
①常用单位:千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)
②换算关系:1MΩ=103kΩ=106Ω
科学拓展:欧姆
欧姆的研究方向主要是电磁学,他发现的欧姆定律给电学的计算带来了很大的方便。欧姆还制造了电流扭力秤,用来测量电流强度,引入和定义了电动势、电流强度和电阻的概念,所以人们将电阻的单位记作欧姆来纪念他。
探究实践:影响导体电阻大小的因素
一、目标:探究影响导体电阻大小的相关因素。
二、器材:小灯泡、开关、电流表、干电池、各种金属导线
三、过程
1.提出问题:各种材料的导电能力并不相同,导体的导电能力除了与材料有关外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
2.建立猜想:
(1)导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
(2)导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍行车的因素会更多一些。
3. 制定计划:
我们可以通过控制变量法来逐个研究影响电阻的因素。依据控制变量法研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都变。
4.进行实验:
(1)探究电阻大小与导线长度的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是导线粗细和导线材料。
如图所示,用电阻相对容易测量的镍铬合金丝作为被测导线,并将金属丝B和C接入 M、N 两点间。
现象: 。
探究结果表明:导线越长,电阻越大。
(2)探究电阻大小与导线粗细的的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是导线长度和导线材料。
如图所示,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较,即将金属丝A和C接入 M、N 两点间。
现象: 。
探究结果表明:导线横截面积越大(越粗),电阻越小。
(3)探究电阻大小与导线材料的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是导线长度和导线粗细。
如图所示,用长度和粗细相同而材料不同的导线接入电路来比较,即将金属丝C和D接入 M、N 两点间。
现象: 。
探究结果表明:不同的材料,导电能力的强弱是不同的。
思考与讨论:实验室里有两种导线,一种是导电性较强的铜丝(电阻较小),另一种是导电性较弱的镍铬合金丝(电阻较大),为什么本实验选用镍铬合金丝作为被测导线?
1、影响导体电阻大小的因素
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细)和材料有关。用同种材料的导线,导线越长,电阻越大;导线越细,电阻也越大。
2、不同材料的电阻
思考与讨论:根据表格计算,在甲、乙两地之间,用长100m、横截面积1mm 的铝导线连接一条电路,该电路的电阻为多少?如何减小导线的电阻?
思考与讨论
1.烧红的玻璃能导电,可说明玻璃的电阻与温度有什么关系?
2.请设计一个方案验证金属导体的电阻值与温度的关系。
现象: ;
关系: 。
3、电阻与温度关系
科学研究还表明,导体的电阻与温度有关。
(1)玻璃的电阻会随温度的升高而减小,金属导体的电阻会随温度的升高而增大。
(2)超导现象:当某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象,如水银在-269℃时,电阻会突然消失。
科学 技术 社会 环境:超导现象与超导体
1911年,荷兰物理学家昂尼斯测量低温状态下的水银的电阻时发现,当温度降到-269℃时,水银的电阻完全消失,降为零,由此他发现了超导现象。某一温度下电阻为零的导体称为超导体。超导体不仅电阻为零,还具有 “抗磁性”,即磁场无法穿过超导体。显然,这么低的温度下产生的超导现象、抗磁性现象很难应用于实际生产与生活,因此寻找常温下的超导材料成为各国科学家努力的目标。
超导现象有很广泛的应用价值。例如,用超导技术可制造磁悬浮高速列车;用超导材料制成的导线在长途输电时几乎没有电能损失;用超导材料可制造超大功率的电动机和变压器,因为其内部线圈不会发热。
4、人体电阻
一般来说,人体的电阻为1000~2000Ω。当然,不同的人电阻是不同的,同一个人在不同情况下的电阻也是不同的。当气温高或人体出汗时,人体电阻较小;而在气温低、空气干燥的冬季,皮肤很干燥时,人体电阻较大。。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.有三个定值电阻,阻值的大小关系为 将它们按下列连接方式分别接入如图所示电路的a、b之间,闭合开关后,电流表示数最小的是 ( )
A.甲、乙串联 B.乙、丙串联 C.甲、乙并联 D.乙、丙并联
2.如图甲所示为一种测力装置部分结构的示意图,横梁OA 上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1 和 ,串联在有恒定电流的电路中(如图乙所示)。在A 端施加向下的力F,横梁向下弯曲, 被拉伸变长,R2被压缩变短,根据它们两端电压的差值即可测量力 F 的大小。当横梁向下弯曲时,下列分析中,不正确的是 ( )
A.R1的阻值增大,R2的电阻减小
B.通过R1的电流等于. 的电流
C.R1两端电压小于R2两端电压
D.R1和R2两端电压差值越大,A端受到的压力越大
3.在“测定小灯泡电阻”的实验中,已知电源电压为 6 V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为 10 Ω,滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”字样。如图所示为小珂未完成的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉)。
(2)小珂连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,按一定操作来测量小灯泡的电阻,获得实验数据如表所示。小珂发现小灯泡两端电压变大时电阻也变大。请你写出原因: 。
实验次序 1 2 3 4
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.13 0.17 0.20 0.22
R/Ω 7.69 8.82 10.00 11.36
4.在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,三名同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻跟长度有关。
乙:导体的电阻跟材料有关。
丙:导体的电阻跟横截面积有关。
(1)电阻描述的是导体对电流的阻碍作用,丙同学由此想到长度相同的水管,管子越粗、阻力越小,于是猜想导体的横截面积越大,它的电阻越小。丙同学在猜想中用到了____(填字母)。
A.控制变量法 B.类比法 C.转换法 D.等效法
(2)选用B、C两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想。
(3)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝进行对比实验。
(4)分别将 A、B、C、D四根电阻丝接入电路中,观察电流表的示数,电流表的示数越大,表示接入电阻丝的阻值越 。
(5)若将电流表换成灯泡,则通过比较 也可以比较电阻丝阻值的大小,但存在不足之处: 。
5.某兴趣小组的同学们用如图所示的液体电阻演示装置来“探究影响电阻大小的因素”。装置中的贮存容器内装有同种导电液体,通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。
(1)该装置中电阻R 的作用是 。
(2)该小组的同学们通过实验得到左边注射器中的电流与导电液柱长度的关系如表所示:
L/ cm 1 2 3 4 5
I/mA 4.2 3.5 3.0 2.6 2.3
分析可知,液体的电阻和液柱长度的关系:在材料和横截面积相同时, 。
(3)当两个注射器中的液柱长度相同时,实验时发现 ,由此得到的结论:在材料和长度相同时,液体的横截面积越大,电阻越小。
(4)若小组同学还想探究液体的电阻和材料的关系,他们只需更换 即可。
【课后练习】
1.如图所示的电路图,在A、B两点之间分别接入相关选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用的描述,正确的是 ( )
A.探究电流与电阻的关系————改变定值电阻两端电压,多次测量减小误差
B.探究电流与电压的关系——必须调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值————多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端的电压,求小灯泡电阻的平均值
(1题图) (2题图)
2.(2025八上·嘉兴期末)如图所示是一种输电导线——铜芯电缆。在某村输电线路改造工程中,更换的新铜芯电缆比等长的旧铜芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的
A.铜芯更细 B.铜芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘体更厚
3.小李闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的 ( )
A.电阻增大,电流减小 B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
4.有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则( )
A.沿AB 方向接入电路时电阻最大
B.沿CD 方向接入电路时电阻最大
C.沿 EF 方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
(4题图) (5题图)
5.从图中的长方形金属薄板 abcd中剪出一金属条,让电流沿着金属条的“长”方向流过,下列哪种剪法得到的金属条的电阻最大 ( )
A.剪出 abfe B.剪出 efcd
C.保留整块金属薄板 D.剪出阴影部分的细金属条
6.如图所示,A、B是由同种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,比较这两段导体的电阻及通过它们的电流,下列正确的是( )
A. B.
C. D.
(6题图) (7题图)
7.小明用如图所示的器材探究影响电阻大小的因素。a、b是长度都为1m 的镍铬合金丝,a的横截面积小于b 的横截面积。关于此实验,下列说法中正确的是( )
A.若把镍铬合金丝换成导电能力非常好的铜丝或银丝进行实验,则实验效果会更好
B.利用此装置只能探究导体电阻的大小和横截面积的关系
C.本实验用灯泡的亮暗反映接入电阻的大小,说明灯泡的亮暗会影响接入电路的电阻的大小
D.为了准确比较两根镍铬合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
8.有些汽车前挡风玻璃上的雨刮器能够随着雨量的大小,相应地改变刮水速度。某同学查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网,并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。
(1)未下雨时,电流表的示数为 。
(2)雨水检测金属网在模拟电路中起到的作用是 。
(3)模拟实验时,雨越大,电流表的示数越大(触点间雨水电阻忽略不计),这说明a、b触点间接入电路的电阻变小,请分析电阻变小的原因: 。
9.如图所示的实验装置,酒精灯点燃前,闭合两开关,看到的现象是电流表甲 (填“有”或“无”)示数, 电流表乙 (填“有”或“无”)示数。点燃酒精灯,在加热过程中,你会发现:电流表甲示数 (填“变大” “不变”或“变小”),此现象说明 ;电流表乙示数 (填“变大” “不变”或“变小”),此现象说明 。
10.(2025八上·庆元期末)如图所示的两导体是由同种材料组成的,且长度相等,如图接入电路中, 则 R1 R2, I1 I2(选填“>”、“<”或“=” ) 。
11.(2025八上·平湖期末)小陈同学模仿《荒野求生》中用电池和口香糖锡纸取火,具体做法如下:取口香糖内的“锡纸”,用剪刀将“锡纸”剪成两头宽中间窄的形状,再将该“锡纸”两端直接封闭紧贴在电池的正负两极(如图甲),这样构成的电路称为 路,此时电路中产生大量的热,会在图乙中 段(选填“ab”或“bc”或“cd”) 先燃烧,因为该段电阻最 (选填“大”或“小”)。
12.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路。
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 铜锌合金 1.0 0.5
D 铜锌合金 1.0 0.8
(1)在连接电路时,将被测电阻丝接入a、b后发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 。
(2)现有A、B、C、D四根电阻丝(规格如表所示),为了探究导体电阻与材料的关系,小明应该选择 (填字母)两个电阻丝进行实验。
(3)为粗略判断a、b两点间电阻丝的电阻大小,可观察 。
(4)另有甲、乙两名同学分别对小明的电路作了如下改进: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 (填“甲”或“乙”)同学的改进更好一些,理由是 。
13.(2025八上·缙云期末)如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录数据如表:
实验组 电阻丝 材料 长度(厘米) 直径(毫米) 电流(安)
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为 安。
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
(3)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(4)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一、若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
14.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组的同学们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 电流的大小/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)小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。小红认为电流表是多余的,因为可以根据灯泡的亮度变化准确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损坏电流表。你赞同 (填“小红”或“小亮”)的观点。
(2)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(3)分别将 (填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究得出的结论是当导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
(4)分别将C、D两根电阻丝接入电路,可初步探究得出的结论是 。
(5)长度与粗细相同的锰铜合金线和镍铬合金线,更适合做滑动变阻器电阻的是 合金线。
(6)该实验中涉及的主要研究方法,和下列实验的研究方法相同的是____(填字母)。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.用水流的形成来类比电流的形成
D.用刻度尺测出100 张相同的纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度
15.小明想利用容器中的食盐水来探究导体的电阻与哪些因素有关。他用长方体水槽、一定浓度的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图所示,将电极 M、N分别固定在水槽左右两侧的底部。
(1)闭合开关,读出电流表和电压表的示数,继续向水槽中添加一定量相同浓度的食盐水,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。观察到电流表的示数变大,可知容器中食盐水的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”)。从而得出结论:导体的电阻与导体的 有关。
(2)小明再次向水槽中加入一定量的水,降低水槽内食盐水的浓度,结果发现水槽内食盐水的电阻减小,由此得出“食盐水的浓度越低,电阻越小”的结论。你认为这个结论应该是 (填“可靠”或“不可靠”)的,原因是 。
(3)其他条件不变,改变电极 MN 之间的距离,小明还能够得出结论:导体的电阻与导体的 有关。
16.小明利用一个去掉玻璃壳但灯丝完好的白炽灯和其他实验器材,完成一些电学实验。
(1)连接如图甲所示的电路,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
(2)接着点燃酒精灯对灯丝进行加热,发现电流表的示数变小,是因为灯丝的导电能力随着 而变弱。
(3)断开开关,并将灯丝剪断,再次闭合开关,发现电流表示数为“0”,此时电路的状态是 。
(4)在步骤(3)的基础上,用酒精灯对固定灯丝的玻璃柱进行加热,随着玻璃柱逐渐被烧红,小明可以观察到 的现象,说明在特定条件下,玻璃可以由绝缘体变成导体。
17.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,分别接在如图甲电路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(如图乙所示),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下表(+号越多电波越强),则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 。
实验材料 感应器接收到反射回来的电波强弱
萝卜 ++++
土豆 +++++++
番薯 ++
18.已知导体的电阻(R)与它的材料(ρ)、长度(l)、横截面积(S)的定量关系可以表示为 R
(1)将长 10 m、电阻为10 Ω的两根铜导线接成 20 m长的导线,接长后导线的电阻为 。
(2)将横截面积为 1 mm2、电阻均为1 Ω的两根镍铬合金线合并成横截面积为 2 mm2的导线,合并后导线的电阻为 。
(3)有电阻均为10Ω的相同导线若干,现要得到电阻值为15 Ω的导线,应____(填字母)。
A.把两根导线接长后使用
B.把两根导线合并后使用
C.一根导线取一半长度,与另一根接长后使用
D.一根导线取一半长度,与另一根合并后使用
19.已知导体的电阻大小与导体的长度和横截面积有关。某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,实验器材有:3伏稳压电源、电流表、5欧的定值电阻、开关、刻度尺、钳子 (用于截断金属丝)各一个,横截面积相同的镍铬、康铜和铜三种金属丝足量,导线若干。
(1)请设计电路图,在图的基础上补充完整。
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为 它们的关系为 则可得出的探究结论: 。
通过分析实验信息,该同学还可以判断出:镍铬材料和康铜材料比较, 的导电性较强。
(3)该同学利用上述实验器材进一步探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”。请画出记录实验信息的表格,表中要有必要的信息。
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