物理九年级上册知识讲义 16.3影响电阻的因素-人教版

初中物理
影响电阻的因素
【考点精讲】
探究实验一：物体的导电能力
如图所示，分别进行如下实验：
（1）在MN两点间接入一小段钨丝，观察电流表的示数和灯泡的亮暗。
现象：电流表有示数，灯泡发光。
结论：钨丝是导体。
（2）在MN两点间接入一小段钨丝，给钨丝加热，观察电流表的示数和灯泡的亮暗。
现象：电流表示数减小，灯泡变暗，甚至不发光。
结论：钨丝的电阻受温度的影响而变化（相同条件下，温度越高，钨丝的电阻越大）。
（3）在MN两点间接入一小段玻璃，观察电流表的示数和灯泡的亮暗。
现象：电流表无示数，灯泡不发光。
结论：玻璃是绝缘体。
（4）在MN两点间接入一小段玻璃，给玻璃加热，观察电流表的示数和灯泡的亮暗。
现象：电流表有示数，灯泡发光。
结论：被加热的玻璃是导体。
结合第（3）与（4）的结论：导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。
探究实验二：探究影响导体电阻大小的因素：
a、b、c是锰铜合金丝，d是镍铬合金丝；a、b的长度相同而粗细不同；a、c粗细相同而长度不同；c、d长度和粗细都相同。
按如上图所示的装置进行实验，把实验结果记录在下表中。
实验次数
所用电阻丝
电流/A
长度/m
横截面积/mm2
材料
1
1.0
3.0
a锰铜
0.24
2
1.0
1.5
b锰铜
0.12
3
0.5
3.0
c锰铜
0.48
4
0.5
3.0
d镍铬
0.03
分析论证
通过多次实验，分析实验数据，可以得到结论：导体的材料、长度、横截面积都能影响电阻的大小。
决定导体电阻大小的因素：（1）导体的电阻与横截面积有关，导体的横截面积越大，电阻越小。（2）导体的电阻与导体长度有关，导体越长，电阻越大。（3）导体的电阻与导体的材料有关。
【典例精析】
例题
某学习小组在做“探究影响电阻大小的因素”实验时，需要在电压相同的条件下比较通过不同电阻丝的电流，从而发现影响电阻大小的因素。在下图中的M、N两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略N电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下：
编号
材料
长度
横截面积
AB
镍铬合金丝
L
S
CD
镍铬合金丝
L
2S
EF
锰铜合金丝
L
S
GH
镍铬合金丝
0.6L
S
（1）为了研究电阻与导体的材料有关，应选用AB和_______。
（2）为了研究电阻与导体的长度有关，应选用AB和_______。
（3）为了研究电阻与导体的横截面积有关，应选用AB和________。
（4）上述研究方法在物理学中叫___________法。
（5）正确选择后，将所选电阻丝分别接入M、N两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。这种研究方法在物理学中叫_________。实验中，两次电流表指针均有偏转，但第一次的示数小于第二次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的电阻值____________，同时某组员发现第一次实验中灯泡不亮，你认为原因是_______________。
思路导航：在研究“影响电阻大小的因素”的实验中，需要分别改变导体的材料、长度和横截面积，其余的因素保持不变，这种研究方法叫做控制变量法。此实验中，并没有仪器直接测出导体的电阻是多少欧姆，而是利用灯泡的亮暗或电流表示数的大小来间接表示电阻的大小，这是采用了“转换法”。研究电阻与导体的材料有关时，应保持导体的长度和横截面积相同；研究电阻与导体的长度有关时，应保持导体的材料和横截面积相同；研究电阻与导体的横截面积有关时，应保持导体的材料和长度均相同。
答案：（1）EF（2）GH
（3）CD（4）控制变量（5）转换法
较小
通过灯泡的电流太小（或灯泡两端的电压太小）
【总结提升】
同步练习：
（答题时间：15分钟）
1.
白炽灯用久了灯丝会变细，灯丝电阻会变_______；滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的______来改变电阻的。
2.
如图所示是研究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验装置。木板上有两条长度与横截面积均相等的金属丝。AB是镍铬合金丝，CD是锰铜丝。这个实验装置可以探究导体的电阻与____________是否有关。如果将金属丝CD换为镍铬合金丝，其长度等于金属丝AB的二分之一，横截面积与金属丝AB相等，那么这个实验装置可探究导体电阻与______是否有关。
3.
楠楠同学在中考备考中，准备有：①透明塑料笔袋②金属刀片③塑料三角板④铅笔芯⑤橡皮擦等物品。上述五种物品中，属于绝缘体的有（
）
A.
①③⑤
B.
②④⑤
C.
③④⑤
D.
①②④
4.
小文在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中，发现实验器材中电阻丝只有一根，其他器材足够，如果要他完成下面的实验探究活动，其中不可能完成的是（
）
A.
探究导体电阻与长度的关系
B.
探究导体电阻与横截面积的关系
C.
探究导体电阻与材料的关系
D.
探究导体电阻与温度的关系
5.
下列关于半导体、超导体的说法中，正确的是（
）
A.
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，可制作二极管
B.
半导体的导电性能良好，可制作远距离输电导线
C.
超导体的导电性能最好，可制作电炉丝
D.
超导体的电阻为零，没有实际用途
6.
小明家装修房屋需要购买导线，关于导线种类的选择，最恰当的是（
）
A.
强度大的铁丝　
B.
细小价格较便宜的铝丝
C.
粗一点的铜丝
D.
性能稳定的镍铬合金丝
7.
有一段导体，下列措施中能减少电阻的是
（
）
A.
减小导体的长度
B.
减小导体的横截面积
C.
减小导体两端的电压
D.
减小导体中的电流
8.
在研究“导体电阻的大小与哪些因素有关”的实验时，将一根粗细均匀的导体截成两段后分别接入电路中，如图所示，则这是用来研究（
）
A.
导体电阻与横截面积的关系
B.
导体电阻与材料的关系
C.
导体电阻与长度的关系
D.
导体电阻与温度的关系
9.
阅读科普文章《半导体与超导体》，回答相关问题：
半导体：
?
?
定义：物质存在的形式多种多样，有固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性和导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等，称为绝缘体。而把导电、导热性都较好的金属，如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单地把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直至20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。
用于应用：最早的实用“半导体”是晶体管（Transistor）/
二极管（Diode）。一、在无线电收音机（Radio）及电视机（Television）中，作为“讯号放大器
/整流器”使用。二、近年来用于发展太阳能（Solar
Power），也用在光电池（Solar
Cell）中。三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以覆盖生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1℃，甚至达到0.01℃也不是不可能，线性度为0.2%，测温范围－100~＋300℃，是性价比极高的一种测温元件。
小结：
1.
什么叫半导体？导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，叫做半导体。例如：锗、硅、砷化镓等。
2.
半导体在科学技术，工农业生产和生活中有着广泛的应用。（例如：电视机、半导体收音机、电子计算机等）：①压敏性：有的半导体在受到压力后电阻发生较大的变化。用途：制成压敏元件，接入电路，测出电流变化，以确定压力的变化。②热敏性：有的半导体在受热后电阻随温度的升高而迅速减小。用途：制成热敏电阻，用来测量很小范围内的温度变化。③光敏性，有的半导体在光照下电阻大为减小。用途：制成光敏电阻，用于对光照反应灵敏的自动控制设备中。
超导体：
1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到－268.98℃时，汞的电阻突然消失，电阻为0，此时称为超导体；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林·昂尼斯将其称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年的诺贝尔奖。
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性。超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。超导材料还可用于制作超导电线和超导变压器，从而把电能几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
请回答下列问题：
（1）LED灯是一种新型的高效节能光源，它的核心元件是发光二极管。二极管是由下列哪种材料制成（
）
A.
陶瓷材料
B.
金属材料
C.
半导体材料
D.
超导材料
（2）下列关于半导体的说法，正确的是（
）
A.
常温下半导体的电阻为零
B.
半导体广泛应用于各种电子设备
C.
半导体就是超导体
D.
任何情况下半导体都是不导电的
10.
在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。
（1）小明的猜想是：①电阻可能与导体的材料有关；
小亮的猜想是：②电阻可能与导体的温度有关；
小敏的猜想是：③电阻可能与导体的长度有关；
根据你掌握的电学知识，你认为：④电阻还与____有关。
（2）下图是三位同学为上述探究活动准备的实验器材，他们已经完成了部分实物的连接。
若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想①，应该控制____不变；要探究猜想③，应该选用导线____和导线____（填导线的代号字母）进行对比实验。
答案：
1.
大
长度
2.
导体的材料
导体的长度
解析：AB与CD材料不同，长短、粗细相同，可以用来探究电阻与导体材料的关系；将CD的长度换成AB的二分之一的镍铬合金丝后，则粗细、材料相同，长短不同，可用来探究电阻与导体长度的关系，这是利用了“控制变量法”。
3.
A
解析：铅笔芯的主要成分是石墨，是导体。
4.
C
解析：借助鳄鱼钳或用铜丝自制滑环，改变电阻丝接入电路的长度，可以完成A；接入电阻丝的一半长度，再将整根电阻丝对折增加其横截面积，可以完成B，这一步要注意保证长度相同；用火柴等加热电阻丝，可以完成D。
5.
A
6.
C
解析：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、长度和横截面积以及温度。家庭电路中导线的选择，应选择电阻较小的导体。题中四种材料，在同种情况下，铜丝的电阻最小，此外，铜丝的横截面积越大即越粗，电阻越小，更适合家庭电路使用。本题答案为C。
7.
A
解析：导体的长度越长，电阻越大；导体的横截面积越小，电阻越大；导体的电阻与电流、电压无关。
8.
C
解析：将一根粗细均匀的导体截成两段后分别接入电路中，这是保持材料、横截面积不变，研究电阻跟长度的关系。
9.（1）C
（2）B
10.（1）导体的横截面积
（2）导体的长度、横截面积
a（c）
c（a）
解析：本题考查探究影响导体电阻的决定因素的实验。
（1）决定电阻大小的因素是导体的材料、导体的长度和导体的横截面积，另外还与导体的温度有关.（2）本实验探究应采用控制变量法，欲探究猜想①，变量是导体的材料，控制其他因素不变；欲探究猜想③，变量是导体的长度，控制其他因素不变，故应选用导线a和导线c。