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文档简介
【高频考点】专题13探究影响电阻大小的因素各地真题汇编一、实验探究题1.(2026·嘉兴模拟)小嘉在探究“导体的电阻与导体长度”的关系时,将固定在木板上长为15厘米且粗细均匀的铅笔芯作为研究对象,标记为等长的五段,并连接了如图甲所示的部分电路。
【电路连接】请以笔划线代替导线,将电路连接完整。(要求滑动变阻器的滑片P向C端滑动时,电压表示数增大)。
【故障分析】小嘉将电路连接完整,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。若故障发生在滑动变阻器处,故障是【结论归纳】排除故障后,将线夹分别夹在e、d、c、【实验反思】实验前,小嘉的同学提出将线夹分别夹在e、d、c、b点进行实验时,要保持铅笔芯两端的电压始终相等。你是否支持他的想法?并说明理由。2.(2026·临平模拟)小明在探究“导体的电阻与导体长度”的关系时,选择图甲所示的器材,并连接了部分电路。以固定在木板上长为15厘米的铅笔芯为研究对象,标记等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时,电流表示数减小,需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的(填“A”“B”或“C”)接线柱连接。(2)将电路连接完整,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是。(3)排除故障后,某次实验的电流表示数如图乙,结合甲图电路连接,读数为安。(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到数据如表所示:线夹位置bcdef铅笔芯接入长度//厘米3691215铅笔芯接入电阻的平均值R/欧姆2.04.05.98.010.0请在丙图的坐标纸画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图。二、填空题3.(2026八上·拱墅期末)在探究“影响导体电阻的因素”时,小乐猜想导体的电阻可能与下列因素有关:导体的长度、横截面积及材料。因此小乐进行如图甲所示的实验,其中实验板上固定的四条金属电阻丝规格如下表:金属丝材料长度/m横截面积/mm2a锰钢120b镍铬120c锰钢130d锰钢0.520(1)在探究电阻跟长度的关系时,小乐依次把M、N跟(填写字母)两电阻丝的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较金属丝电阻的大小,得到相应结论。(2)依次把M、N跟a、c两端连接,闭合开关,记下电流表示数Ia、Ic,发现,由此得到“在导体材料与长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小”的结论。(3)小乐选择b、c两根电阻丝按图乙连接电路,闭合开关S后,电流表A1示数如图丙,A2示数如图丁,则通过b、c的电流分别是A和A。三、实验与探究题4.(2026八上·慈溪期末)如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。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2伏不变,进行测量并记录,数据如下表。实验组电阻丝材料横截面积(cm2)电流(A)1A锰铜合金0.40.562B镍铬合金0.40.443C镍铬合金0.20.224D镍铬合金0.20.10(1)将电阻丝A的两端接入电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最(填“左”或“右”)端。(2)分析上表中实验组2和3,得到的结论是。(3)下列三个不同规格的滑动变阻器中,可以完成上述实验的是____。(填选项)A.“5Ω1.0A”B.“10Ω0.5A”C.“20Ω1.0A”5.(2026八上·椒江期末)液体导体电阻的大小是否和长度、横截面积以及液体种类有关,科学小组对此展开了研究。【设计思路】选取长度、管径不同的塑料管,使其装满不同液体,用带有接线柱的塑料塞堵住两端制成液体导体。将不同的液体导体接在如图甲所示的电路中,判断其电阻大小。(1)实验过程中,每次更换不同的液体导体时,开关应处于状态;调节滑动变阻器,使电压表读数保持在8伏,记录电流表的读数,实验数据如下表所示:实验组别液体种类(18℃)管径/厘米长度/厘米电压/伏电流/安1饱和硫酸钠溶液1.41580.052饱和硫酸钠溶液1.4200.033饱和硫酸钠溶液2.9200.0745%食盐溶液1.4150.0455%食盐溶液1.4200.0265%食盐溶液2.9200.06(2).比较组,可得出液体导体电阻大小与长度的关系。(3)为了操作简便,科学小组利用改进后的图乙装置研究液体电阻大小与横截面积的关系,具体操作步骤为。6.(2026八上·海曙期末)如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。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2伏不变,进行测量并记录,数据如表。实验组电阻丝材料横截面积(厘米)电流(安培)IA锰铜合金0.40.562B镍铬合金0.40.443C镍铬合金0.20.224D镍铬合金0.20.10(1)将电阻丝A的两端接入电路,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至线圈最(填“左”或“右”)侧。(2)分析上表中实验组3和4,得到的结论是:(3)为完成上述实验,所选用的滑动变阻器可能是____(填字母)。A.“5Ω0.6A” B.“10Ω0.5A” C.“15Ω0.6A’(4)工业上将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,生产出不同阻值的定值电阻。下列是用相同的金属膜雕刻成的三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜)。你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由:。7.(2025八上·金华月考)物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:猜想一:可能与盐水的浓度有关;猜想二:可能与盐水的体积有关;猜想三:可能与盐水的长度有关;猜想四:可能与盐水的横截面积有关。他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)等器材,组装成如图所示的电路进行实验。(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是导体,根据可以判断盐水的电阻大小。(2)探究猜想二时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗,这一实验过程是否能完整验证猜想二(选填“能”或“不能”)。(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是同学,理由是。(4)加入电流表后,为了探究盐水的电阻与盐水温度是否有关系,他们拿来酒精灯,则接下来该进行的操作是,则说明盐水的电阻与温度有关。8.(2025八上·温州月考)小科利用如图甲所示的实验装置探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。请回答:(1)图甲中,小科是通过判断电阻大小的。(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小科应选择其中两根合金线分别进行实验。(3)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,触摸屏相当于一根电阻丝,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。如图丙,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,.设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图丙所示的电路,电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,电路中的电流(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)目前市场上折叠屏手机的使用材料包括柔性屏幕和铰链结构材料,这种屏幕需要具备高柔韧性、可折叠性、导电性等。请你推测这种屏幕还可能具有的性质:。9.如图甲所示为研究“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,数据列于下表。实验组别电阻丝材料长度/cm直径/mm电流/A1a康铜丝57.200.500.322b镍铬丝57.200.500.143C镍铬丝57.200.700.284d镍铬丝28.600.700.54(1)本实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,采用的研究方法是法。(2)为研究导体电阻大小与材料的关系,可选择实验组进行对比。(3)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,导体的电阻还与温度有关。科学研究发现某种金属的电阻和温度的关系如图乙所示。请描述该金属的电阻在降温过程中的变化情况:。10.(2025八上·温州月考)某兴趣小组的同学们用如图所示的液体电阻演示器来探究影响电阻大小的因素。装置中的储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。L/厘米12345I/毫安4.23.13.02.62.3(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长度的关系如表所示,分析可知,液体的电阻和液体长度的关系为: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,由此得到的结论是: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,它们只需更换即可。11.(2025八上·温州月考)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)丙同学猜想导体的横截面积越大,它的电阻越小,是联想到长度相同的水管,管子越粗、阻力越小。丙同学在猜想中用到了____(选填字母)。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)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,电流表的示数越小,表示接入电阻丝的阻值越。(4)若将电流表换成灯泡,则通过比较有时也可以比较电阻丝阻值的大小。12.小金和同学一起探究“电阻大小与长度的关系”,实验电路如图所示。实验时多次改变某一合金丝接入电路的长度L,调节滑动变阻器的阻值,分别记录电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表的示数,计算得到相应电阻的值,如表所示。已知电源电压保持3V不变。L(cm)30405060R(Ω)2.12.73.34.0(1)某次测量时,电压表指针位置如图所示,则U=V。(2)为方便实验操作,在实验中更适合使用的是(填“0~20Ω”或“0~200Ω”)的滑动变阻器。(3)实验结论是。(4)仅根据上述实验的结论,通过增大电阻丝长度来增大电阻的方法是否适用于其他各种合金丝,请说明理由:。13.学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有开关、电流表、干电池(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。先连接如图甲所示的电路,然后小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关后,记录的数据如表所示。请根据实验数据,回答下列问题。(1)图乙是将一根合金丝接入电路时的电流表读数,请将其填入表中。连接方式一根两根串联三根串联两根并联三根并联电流表读数(A)0.150.10.60.9(2)导体电阻的大小与材料、长度和横截面积的关系。①电阻的大小与长度的关系:。②电阻的大小与横截面积的关系:。(3)实验中一根合金丝的电阻为5Ω,若该合金丝的横截面积为0.5mm2,,则这根合金丝的长度为14.为了探究导体的导电能力是否与材料等因素有关,科学兴趣小组的同学利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使导线的P端与B相连(如图甲所示)。步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1,立刻断开开关。步骤三:将P端分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2步骤四:分别用②③④号金属丝替换①号金属丝,重复上述步骤。编号材料长度/m横截面积/m①镍铬合金11②镍铬合金12③镍铁合金11④锰铜合金11(1)步骤二记录的图乙中电流表示数为0.34A,请在图乙中用箭头标出此时电流表指针的位置。(2)对比用①②号金属丝所做的实验,探究的问题是。(3)实验过程中,每次都要待材料完全冷却后,再通电测量电流。这种做法主要是因为。(4)查阅资料得知:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻比镍铬合金小得多。试分析用④号金属丝实验时可能存在的安全隐患是。15.如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别将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)该实验通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是法。(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与导体的长度是否有关。(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与导体的是否有关。(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与导体的横截面积是否有关。16.为了探究“影响导体电阻大小的因素”,小东设计了如图所示的电路。其中a、b、c、d分别是四段粗细均匀的导体,比较导体的长度、横截面积和材料三个因素发现:b与a只有长度不同;c与a只有横截面积不同,d与a只有材料不同。(1)实验中用反映电阻的大小,理由是。(2)利用如图乙所示的电路,可以探究导体电阻与有关。(3)若想探究导体电阻与材料是否有关,应选择如图(填“甲”“乙”或“丙”)所示的电路。17.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/cm12345I/mA4.23.53.02.62.3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。18.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/mm2A镍铬合金0.50.5B镍铬合金1.00.5C铜锌合金1.00.5D铜锌合金1.00.8(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。19.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/m电流的大小/AA锰铜合金0.50.80.40B镍铬合金0.50.80.32C镍铬合金0.50.40.16D镍铬合金1.00.40.08(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20.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小科设计了如图所示的电路。(1)可通过观察来比较a、b两点间导体电阻的大小。(2)另有甲、乙两名同学分别对小科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,其他同学认为乙同学的改进更好一些,请说明理由:。(3)同学们为了完成探究活动,从实验室取来了四根电阻丝(如表所示)。选择A、B两根电阻丝进行实验,是为了探究导体电阻大小与的关系;为了探究导体电阻与材料的关系,应选择电阻丝进行实验。编号材料长度横截面积/mm2A镍铬合金0.50.5B镍铬合金1.00.5C镍铬合金0.51.0D锰铜合金1.00.521.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。22.(核心素养探究实践)在做“探究影响导体电阻大小因素”的实验时:(规格不同的导体有若干)(1)小明设计了图甲所示的电路。为判断a、b两点间导体电阻的大小,小明应注意观察,请指出该方案存在的不足:。(2)小红设计了图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后,发现灯泡不亮,经检查,电路无故障,则原因可能是接入的导体电阻,导致通过灯泡的电流(以上两空均填“太大”或“太小”)。23.(2024八上·浙江期末)小金在探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,利用的器材如图甲所示,实验板上固定了A、B、C、D四根金属丝,S表示金属丝的横截面积,A、C、D长度相同。实验时,将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间,请你回答下列问题。(1)将金属丝(填字母)分别接入M、N两点间,可探究电阻的大小与导体长度的关系。(2)将C、D两根金属丝分别接入M、N两点间,可探究。(3)如图乙,高压输电线上有一装置,利用这一装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的,减小了导线的总电阻,从而减少导线上的电能损耗。24.(2024八上·义乌期末)小乐利用如图甲所示的实验装置,探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。(1)图甲中,小乐是通过判断电阻大小;(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小乐应选择其中两根合金线分别进行实验;(3)实验会发现B和D两根合金线的电阻大小关系是RBRD(选填“大于”、“小于”或“等于”)。25.如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,A、B之间接导体。(1)本实验通过来比较导体电阻的大小,这种科学方法为。(2)如果手边除了图示元件外,第15题图只有一根较长的金属丝,则他不能探究导体的电阻是否与和有关。26.小科为探究“铅笔芯电阻大小与温度的关系”,选用不同型号的铅笔芯进行了如下实验。步骤一:将H型铅笔芯接入电路,闭合开关,测量并记录通过它的电流;步骤二:用酒精灯给铅笔芯加热,每隔20秒测量并记录通过它的电流;步骤三:分别将HB型、2B型铅笔芯接入电路,____以上实验过程。如表是记录的通过电流的实验数据,请分析回答下列问题:时间020s40s60sH0.15A0.17A0.19A0.22AHB0.25A0.27A0.29A0.30A2B0.32A0.34A0.36A0.38A(1)实验中,小科是通过的变化来判断铅笔芯电阻的变化的。(2)分析表中数据可以得出结论:。(3)相同温度下,不同型号的铅笔芯(长度和粗细相同)电阻较大的是型,它们电阻大小不同是因为它们的不同。27.在“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验中:(1)甲同学的猜想:①电阻可能与导体的材料有关;乙同学的猜想:②电阻可能与导体的温度有关;丙同学的猜想:③电阻可能与导体的横截面积有关。根据你掌握的电学知识,你的猜想:④电阻还可能与有关。(2)现有金属材料甲和乙制成的各种不同规格的导线,规格如下表。先用导线A和B进行实验,可以探究(填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想①,应该选用(填导线的字母)两根导线进行实验。导线材料长度(m)横截面积(mm2)A金属甲10.2B金属甲10.1C金属乙10.1D金属乙0.50.1
答案解析部分1.【答案】见图;滑动变阻器处开路;在导体的材料和横截面积相同的条件下,导体的电阻跟导体的长度成正比;不支持,本实验只需测出接入电路的不同长度铅笔芯两端的电压及相应电流,即可计算出电阻【知识点】实物的电路连接;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;欧姆定律及其应用【解析】【分析】【电路连接】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。
串联电路电流处处相等,由U=IR可知,电阻越大,其两端分压越大。
【故障分析】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。电流表和电压表都没有示数,可能是电压表测量对象以外的部分断路。
【结论归纳】根据图像得出电阻大小与长度的关系,注意控制前提---材料和横截面积相同。
【实验反思】实验中铅笔芯两端电压大小不会影响探究,所以不需要控制电压相等。
【解答】【电路连接】电路为串联电路,电压表测量铅笔芯两端电压,要求滑片向C移动,电压表示数变大,由串联分压的特点可知,变阻器两端电压变小,变阻器连入电路的阻值减小,所以应将A与电源正极相连,如图所示
。
【故障分析】电流表始终无示数说明电路发生断路,故障在滑动变阻器处,因此是滑动变阻器断路,整个电路断开,无电流,电流表、电压表都无示数,符合故障现象。
【结论归纳】由图乙可知,随着长度逐渐变大,电阻逐渐变大,故可得:在导体的材料和横截面积相同的条件下,导体的电阻跟导体的长度成正比。
【实验反思】本实验探究电阻与长度的关系,根据R=UI2.【答案】(1)A(2)滑动变阻器断路(3)0.26(4)【知识点】电流的测量及电流表的使用;影响电阻大小的因素;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用【解析】【分析】(1)根据电流表的示数变化利用欧姆定律分析总电阻的变化,根据R总=R+R变分析变阻器接入阻值的变化,最终确定变阻器选择的接线柱即可。
(2)根据电流表和电压表的示数变化情况确定故障的种类和位置;
(3)根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数;
(4)方格纸上横轴表示铅笔芯接入长度,纵轴表示接入阻值,根据表格数据描点,最后连接即可。
【解答】(1)根据题意可知,当滑片P向D端滑动时电流表的示数增小,根据欧姆定律R=UI可知,此时总电阻变大。根据R总=R+R变可知,滑动变阻器阻值变大,则左下角的A接线柱必须接入电路。故填:A。
(2)根据题意可知,将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,说明此时电路是通路,故与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。故填:滑动变阻器断路。
(3)如图乙所示,电流表使用的是0-0.6A量程,分度值为0.02A,该读数为:0.2A+0.02A×3=0.26A。故填:0.26。
(4)根据表格数据,将每组数据在方格纸上描点,然后将相邻的点连接起来,如下图所示:3.【答案】(1)a、d(2)I(3)0.5;1【知识点】影响电阻大小的因素;电阻【解析】【分析】(1)控制变量法的应用:在探究导体电阻与某一因素的关系时,需控制其他因素不变,只改变研究的因素。探究电阻与长度的关系,要控制材料、横截面积相同,改变长度;探究电阻与横截面积的关系,要控制材料、长度相同,改变横截面积。
(2)电阻与电流的关系:在电压一定的电路中,导体的电阻是阻碍电流的物理量,电阻越小,电路中的电流越大,可通过电流表示数的大小间接反映电阻的大小,这是转换法的应用。
(3)并联电路的电流特点与电流表读数:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;电流表读数时,需先确定量程,再看分度值,最后读取指针示数,不同量程的分度值不同,0~0.6A量程分度值为0.02A,0~3A量程分度值为0.1A。
【解答】(1)探究电阻跟长度的关系,需控制材料和横截面积相同、长度不同。分析表格数据,a、d两根电阻丝材料均为锰钢,横截面积均为20mm2,长度分别为1m和0.5m,符合控制变量的要求。
(2)a、c两根电阻丝材料为锰钢、长度为1m,a的横截面积20mm2小于c的30mm2。根据“导体材料与长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小”的结论,c的电阻更小。电路电压不变,电阻越小电流越大,因此通过c的电流Ic大于通过a的电流Ia。
(3)图乙中b、c电阻丝并联,电流表A1测干路电流,A2测b支路电流。干路电流大于支路电流,因此A1选0~3A量程(分度值0.1A),指针指在1.5A处,读数为1.5A;
A2选0~0.6A量程(分度值0.02A),指针指在0.5A处,读数为0.5A。
计算通过c的电流:根据并联电路电流规律,通过c的电流Ic=I−Ib=1.5A−0.5A=1.0A。
故答案为:(1)a、d;
(2)Ia<Ic;
(3)0.5;1。4.【答案】(1)右(2)导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小(合理即给分)(3)C【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】这道题围绕影响导体电阻大小的因素实验展开,考查了实验操作、控制变量法的应用以及滑动变阻器的选择。
【解答】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,以保护电路。由图可知,滑片移至右端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(2)实验组2和3中,导体的材料(镍铬合金)和长度相同,横截面积不同(B为0.4cm2,C为0.2cm2)。在电压相同的情况下,横截面积越小,通过的电流越小,说明电阻越大。因此结论为:当导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)电源电压为3V,电阻丝两端电压保持2V,故滑动变阻器两端电压为U滑=3V−2V=1V。
实验组4中电流最小(0.10A),此时滑动变阻器需要的阻值最大:R滑最大=U滑I最小=1V0.10A=10Ω。5.【答案】(1)断开(2)1和2(或4和5)(3)两侧装有同种液体,控制两侧可移动电极板的高度相同,闭合开关后比较电流表示数大小【知识点】控制变量法;影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)为了安全,在更换液体时,应将开关断开。
(2)根据控制变量法进行分析,要控制除长度以外的条件相同。
(3)根据控制变量法进行分析,要控制除横截面积以外的条件相同,通过比较电流表示数大小来反映电阻大小。
【解答】(1)实验过程中,每次更换不同的液体导体时,为了确保电路安全(避免短路或电流过大损坏仪器),开关应处于断开状态。这是为了防止在更换导体时产生意外电流,保护电路元件和实验人员的安全。
(2)由表中数据可知,1和2(或4和5)液体种类和管径相同,长度不同,可用于探究液体导体电阻大小与长度的关系。
(3)探究电阻大小与横截面积的关系,应控制液体种类好长度相同,结合图像可知,操作步骤为:两侧装有同种液体,控制两侧可移动电极板的高度相同,闭合开关后比较电流表示数大小,电流越大,说明电阻越小。6.【答案】(1)右(2)在材料和横截面积相同时,长度越长,电阻阻值越大(3)C(4)R3;理由:其螺旋线最密集,等效长度最长,横截面积最小,因此电阻最大【知识点】控制变量法;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用【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)根据表中数据和欧姆定律进行分析,注意控制变量法的使用。
(3)串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,电流处处相等,结合欧姆定律计算变阻器的阻值。
(4)导体的电阻与材料、横截面积和长度有关,材料相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大。
【解答】(1)为了电路安全,在闭合开关前,要将变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端。
(2)由表中数据可知,3和4材料和横截面积相同,4电阻丝长度更长,电压一定时,经过的电流更小,由R=UI可知,4阻值更大,故可得:在材料和横截面积相同时,长度越长,电阻阻值越大。
(3)电阻两端电压不变,电流越小,说明电阻越大,4中定值电阻两端电压为2V,电流为0.1A,此时变阻器两端电压为3V-2V=1V,变阻器阻值为R=UI=1V0.1A7.【答案】(1)小灯泡的亮度(2)不能(3)乙;甲同学灯泡换成电流表,若盐水电阻过小,会导致电路电流过大,损坏电源或电流表。乙同学在原电路串联电流表,灯泡起到保护电路的作用,且能通过电流表示数精确反映电阻变化(4)用酒精灯加热盐水,观察并记录电流表的示数,若电流表的示数发生变化【知识点】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)电阻是导体对电流的阻碍作用,导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大。根据欧姆定律可知电流越小。
(2)控制变量法是科学探究中最常用的实验方法之一,核心思路是当研究多个因素对某一物理量的影响时,每次只改变其中一个因素,保持其他因素不变,从而确定该因素与研究对象之间的关系。
(3)电流表的电阻较小,要与其他电阻串联在电路中,如果直接连在电源两端,会导致电源短路。
(4)探究盐水的电阻与盐水温度是否有关,应该在保证其他条件不变时,对盐水加热。
【解答】(1)电阻越大,电路中的电流越小,灯泡的亮度越暗;反之,电阻越小,灯泡的亮度越亮。因此盐水的电阻大小可以通过观察灯泡的亮度来判断。
(2)探究猜想二时,根据控制变量法,保证其他变量浓度,横截面积等不变,只改变盐水的体积。但用注射器抽取盐水后,盐水的长度不变,横截面积变小,此时存在多个变量,故无法验证体积对电阻的影响。
(3)甲同学更换灯泡为电流表,使电路的总电阻变得极小,导致电源短路,容易损坏电源,影响实验结果;而乙同学串联电流表,电路中有灯泡,电路电阻不变,不仅能更准确反映盐水电阻的变化,还能保护电路。
(4)探究盐水电阻与温度的关系,根据控制变量法要控制盐水的浓度,体积,横截面积等不变,仅改变温度。故接下来直接用酒精灯加热盐水时,若电流表的示数发生变化,说明电流变化,即盐水电阻改变,从而证明盐水电阻与温度有关。
故正确答案为:(1)小灯泡的亮度;(2)不能;(3)乙;甲同学灯泡换成电流表,若盐水电阻过小,会导致电路电流过大,损坏电源或电流表。乙同学在原电路串联电流表,灯泡起到保护电路的作用,且能通过电流表示数精确反映电阻变化;(4)用酒精灯加热盐水,观察并记录电流表的示数,若电流表的示数发生变化。8.【答案】(1)灯泡的亮度(2)B、C(3)不变(4)透光性【知识点】基本电路与电路图;影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)电阻是导体对电流的阻碍作用,导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大,电流越小。
(2)控制变量法是科学研究中核心的研究方法之一,当研究对象的变化受多个因素影响时,人为控制部分无关变量保持恒定,只改变其中一个变量,以此探究该变量与研究对象的关系。
(3)在串联电路中各处电流都相等,等于电源电压与总电阻的比值。
(4)性质决定用途,可以通过折叠屏手机的使用方法来推测其具有的性质。
【解答】(1)电阻越大,电路中的电流越小,灯泡越暗;电阻越小,电流越大,灯泡越亮。因此,灯泡的亮度反映了电阻的大小。
(2)探究电阻大小与导体横截面积的关系时,需要控制导体的材料和长度相同,仅改变横截面积。因此,应选择B和C两根合金线进行实验,因为它们的材料相同,均为镍铬合金线,长度相同,均为L,但横截面积不同,B为S,C为2S。
(3)触摸点在竖直方向移动时,电阻丝的总长度不变,但R1和R2的阻值会发生变化。由于电源电压不变,而总电阻,即R1和R2的电阻和不变,根据欧姆定律,电路中的电流保持不变。
(4)柔性屏幕需要具备高柔韧性和可折叠性,因此推测其还可能具有以下性质,能够承受多次折叠而不损坏从而具有耐弯折性;厚度较小,便于折叠,从而具有轻薄性;在折叠状态下仍能保持清晰的显示效果从而具有高分辨率;表面不易被划伤或磨损从而具有耐磨损性;可以显示屏幕从而具有透光性。
故正确答案为:(1)灯泡的亮度;(2)B、C;(3)不变;(4)透光性。9.【答案】(1)转换(2)1、2(3)该金属的电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻突变成了0(合理均可)【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)转换法:在物理实验中,一些不易直接测量或观察的物理量,可通过转换为容易测量或观察的现象来研究。在本实验中,电阻的大小无法直接观察,我们通过观察电流表的示数大小来间接比较电阻大小,这就是转换法的应用。
(2)控制变量法:探究导体电阻与某一因素的关系时,需要控制其他因素不变,只改变这一因素。比如研究电阻与材料的关系时,要控制长度、横截面积相同,只改变材料。
(3)超导现象:某些金属、合金在温度降低到一定程度时,电阻会突然变为零,这种现象叫做超导现象。图乙展示了该金属的电阻随温度变化的关系,体现了这一特性。
【解答】(1)在本实验中,电阻的大小不能直接观察和比较。根据欧姆定律,在电压一定时,导体的电阻越大,通过的电流越小;电阻越小,通过的电流越大。因此,我们可以通过观察电流表的示数大小来间接比较电阻的大小,这种将不易直接测量的物理量转换为容易测量的物理量的研究方法是转换法。
(2)要研究导体电阻与材料的关系,根据控制变量法,需要控制导体的长度、横截面积相同,只改变材料。
实验组1的电阻丝是康铜丝,长度57.20cm,直径0.50mm;
实验组2的电阻丝是镍铬丝,长度57.20cm,直径0.50mm;
两者长度、横截面积相同,材料不同,符合控制变量的要求,因此可选择实验组1、2进行对比。
(3)从图乙的曲线可以看出:在降温过程中,该金属的电阻随温度的降低而逐渐减小;当温度降至-268.95℃时,电阻会突然变为0,这是典型的超导现象。10.【答案】(1)保护电路(2)长度越长,电导液的电阻越大(3)A1示数小于A2(4)导电液体的种类【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)电导液的阻值较小,电路中电流过大,可能会导致电流表损坏,在干路上接入定值电阻可以起到保护电路,防止电流过大的作用。
(2)根据表中数据进行分析,电流越大,说明电阻越小。
(3)根据结论进行反推,横截面积小,电阻小,则该支路的电流更大。
(4)根据探究目的提出方案,目的是探究电阻与材料的关系,可知改变的是材料,即导电液体的种类。
【解答】(1)该装置中电阻R的作用是保护电路,防止电流过大。
(2)由表中数据可知,在材料和横截面积相同时,电导液的长度越长,电路中电流越小,可知电导液的电阻越大。
(3)在材料和长度相同时,液体的横截面积越大,电阻越小,则电路中电流越大,可知A1示数小于A2。
(4)要探究电阻与材料的关系,由控制变量法可知,只需要更换导电液体的种类即可。11.【答案】(1)B(2)甲(3)大(4)小灯泡的亮度【知识点】影响电阻大小的因素;电阻【解析】【分析】(1)物理实验方法:
类比法:将两个相似的事物进行类比,用已知的事物特点推测未知事物的特点;
控制变量法:探究多个因素对某一物理量的影响时,控制其他因素不变,只改变其中一个因素;
转换法:将不易直接测量的物理量,通过其他易测量的物理量间接反映。
(2)电阻的影响因素:导体的电阻与长度、材料、横截面积有关,探究某一因素的影响时需用控制变量法。
【解答】(1)丙同学将“导体的横截面积”与“水管的粗细”类比,用“水管越粗阻力越小”推测“导体横截面积越大电阻越小”,这种方法是类比法。故选B。
(2)观察B、C两根电阻丝:材料均为镍铬丝、横截面积均为0.5mm2,只有长度不同。根据控制变量法,控制材料、横截面积不变,改变长度,是为了验证甲同学“导体的电阻跟长度有关”的猜想。
(3)在电路中,电源电压不变,根据欧姆定律I=UR,当接入的电阻丝阻值越大时,电路中的电流越小。因此电流表的示数越小,表示接入电阻丝的阻值越大。12.【答案】(1)2(2)0~20Ω(3)在导体材料、粗细等其他条件相同时,电阻长度越长,电阻越大;(4)不适用,该实验结论还不是很可靠,没有换用不同材料的电阻丝进行多次实验,且此电阻丝在导体材料、粗细一定时,其电阻不是与长度成正比的。【知识点】影响电阻大小的因素;电阻【解析】【分析】(1)根据电压表的量程和分度值读数;
(2)根据电压表的量程是0-3V,电源电压为3V,结合串联分压规律分析解答;
(3)结合表中数据分析得出结论;
(4)实验只有一种金属丝,不具有普遍性,根据增大电阻丝长度来增大电阻的原理是材料与横截面积一定时,电阻与长度成正比,结合数据对比分析。
【解答】(1)由图可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为2.0V。
(2)电压表的量程是0-3V,电源电压为3V,根据串联电压之比等于电阻之比,为了电压表分配电压后能准确测量,故选滑动变阻器的电阻与待测的电阻相差不大,电压表所测电压较大,且便于精确调节电压表示数,故选较小的与待测电阻相差不大的0-20欧;
(3)根据表格数据知,在导体材料、粗细等其他条件相同时,电阻长度越长,电阻越大;
(4)根据表格数据,长度增大时电阻变大,但长度变为2倍,电阻不到2倍,即电阻与长度不是成正比,其原因是电流改变了,使得温度改变造成的,即受温度影响较大,且实验只有一种金属丝,不具有普遍性,因而不能适用于所有合金丝。13.【答案】(1)0.3(2)材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比(3)2.5【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)确定电流表的量程,读出示数;
(2)根据串联时电流表示数判断出电阻的变化,得出电阻大小与长度的关系;根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化,得出电阻大小与横截面积的关系;
(3)根据一根合金丝的电流求出电阻值;由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小。
【解答】(1)根据表格中的特点,串联的电阻越多,电阻越大,电流表的示数越小;并联的电阻越多,电阻越小,电流越大,所以串联一根电阻丝时,电路中的电流应大于两根电阻丝串联时的电流0.15A,并小于两根电阻丝并联时的电流0.6A,所以图乙中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
(2)①根据1、2、3组数据可知,导体的材料和横截面积相同,导体越长,电流表的示数越小,说明电阻值越大,且电阻值跟导体的长度成正比;
②根据1、4、5组数据可知,导体的材料和长度相同,横截面积越大,电流表的示数越大,说明电阻值越小,且电阻值跟导体的横截面积成反比;
(3)根据电阻与导体的长度和横截面积的关系,对材料相同的导体,
电阻值可记为R=LS×1Ω•mm2/m;14.【答案】(1)(2)导体的导电能力是否与导体的横截面积有关(3)避免因电阻丝温度升高,导致电阻变化,对实验产生干扰(4)电阻太小导致电流过大,超过电流表量程,损坏电流表(或损坏电源等合理均可)【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】本题围绕导体导电能力的影响因素展开,利用控制变量法探究不同因素的影响,同时涉及电流表使用、电阻与温度的关系及电路安全问题:控制变量法:对比不同金属丝的参数,探究横截面积、材料对导电能力的影响;电阻的温度特性:金属丝通电后温度升高,电阻会变化,需冷却后测量;电路安全:电阻过小会导致电流过大,可能损坏器材。
【解答】(1)图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,0.34A对应指针在0.2A后第7个小格处,具体如下图所示:
(2)①②号金属丝材料、长度相同,横截面积不同,故探究的是导体的导电能力是否与导体的横截面积有关。
(3)金属丝通电后温度升高,电阻会随温度变化,待其冷却后测量,是为了避免因电阻丝温度升高,导致电阻变化,对实验产生干扰。
(4)锰铜合金电阻比镍铬合金小得多,根据I=UR,电压不变时,电阻过小会使电流过大,可能超过电流表量程,损坏电流表(或损坏电源)。
故答案为:(1)
;
(2)导体的导电能力是否与导体的横截面积有关;
(3)避免因电阻丝温度升高,导致电阻变化,对实验产生干扰;
(4)电阻太小导致电流过大,超过电流表量程,损坏电流表(或损坏电源等合理均可)15.【答案】(1)转换(2)bc(3)材料(4)bd【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)转换法:用更易观察的现象来反映不易观察的现象的研究方法。
(2)由控制变量法进行分析,选择的导线除长度外都相同。
(3)由题中信息和图像可知,ab的不同点是材料,可知探究的是电阻与材料的关系。
(4)由控制变量法进行分析,选择的导线除横截面积外都相同。
【解答】(1)电阻大小不易直接观察,实验采用转换法,用更易观察的电流表示数来间接反映导线电阻的大小。
(2)由图像和题中数据可知,bc两根导线除长度外其它条件都相同,可用于探究电阻大小与导体长度的关系。
(3)ab两根导线长度和横截面积相同,材料不同,可知可用于探究导体电阻大小与导体材料的关系。
(4)bd两根导线除横截面积外都相同,可以探究导体电阻大小与横截面积的关系。16.【答案】(1)电压表的示数;串联电路中,导体两端的电压与电阻成正比(2)导体的横截面积(3)丙【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)串联电路中电流相等,根据欧姆定律得,导体的电阻越大,分担的电压就越大,所以可以用电压表示数的大小反映电阻的大小。
(2)(3)导体的电阻跟导体的长度、横截面积、材料有关。采用控制变量法探究导体电阻大小的影响因素。
【解答】(1)串联电路中电流相等,根据欧姆定律得U=IR,导体的电阻越大,导体两端的电压就越大,所以可以用电压表示数的大小反映电阻的大小。
(2)如图乙所示,c与a只是横截面积不同,长度和材料都相同,可以探究导体电阻与横截面积是否有关。
(3)d与a只是材料不同,长度和横截面积都相同,可以探究导体的电阻与材料是否有关。17.【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。18.【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。19.【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。20.【答案】(1)灯泡亮度(2)小灯泡有保护电路的作用(3)长度;BD【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)在该实验中,由于电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电阻越小;
(2)从保护电路的角度分析即可判断出该题的答案。
(3)导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关。探究导体电阻大小与材料的关系时,导体的长度、横截面积必须相同;探究导体电阻大小与长度的关系时,导体的材料、横截面积必须相同;探究导体电阻大小与横截面积的关系时,导体的材料、长度必须相同。
【解答】(1)电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电阻越小。即通过观察小灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小;
(2)从保护电路的角度分析,当电阻丝的电阻过小时,电流过大,可能烧坏电流表和电源,故不安全,所以应选择乙方案,小灯泡有保护电路的作用;
(3)A、B导体的材料和横截面积相同,长度不同,可以研究导体电阻大小与长度的关系。
为了探究导体电阻与材料的关系,控制长度、横截面积相同,而材料不同,故应选择电阻丝D和B。21.【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。22.【答案】(1)电流表的示数变化;当a、b两点间的电阻过小时,电路中的电流过大,会烧坏电路中的元件(2)太大;太小【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)实验采用了转换法,用更易观察的电流表示数变化来反应电阻大小变化。
(2)灯泡不亮,电路无故障,可知灯不亮的原因是电路中电流过小,由欧姆定律可知,电路中电阻过大。【解答】(1)a、b两点间导体电阻的大小可通过电流表示数的大小来判断,所以应注意观察电流表的示数变化;该电路无保护电阻,当a、b两点间的电阻过小时,电路中电流过大,会烧坏电路中的元件。(2)由题图乙知,灯泡与电阻串联,电路无故障,但灯不亮,可能是电路中a、b两点间的电阻太大,导致通过灯泡的电流太小。23.【答案】(1)BC(2)电阻大小是否与构成导体的材料有关(3)横截面积【知识点】影响电阻大小的因素【解析】【分析】(1)探究电阻与导体长度的关系:根据控制变量法,需保证导体的材料、横截面积相同,仅长度不同。由图可知,B和C金属丝的材料(镍铬)、横截面积(S)相
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