在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组提出了如下猜想:猜想一:导体电阻跟导体长度有关;猜想二:导体电阻跟导体粗细有关;猜想三:导体电阻跟导体材料有关;同学们利用图所示的电路和表中导体验证上述猜想。
导体代号 |
长度/m |
横截面积/mm2 |
材料 |
A |
1.0 |
0.2 |
锰铜合金丝 |
B |
1.0 |
0.4 |
锰铜合金丝 |
C |
1.0 |
0.6 |
锰铜合金丝 |
D |
0.5 |
0.4 |
锰铜合金丝 |
E |
1.5 |
0.4 |
锰铜合金丝 |
F |
1.0 |
0.6 |
锰铜合金丝 |
G |
1.0 |
0.6 |
铁丝 |
(1)请将猜想一的实验设计思路补充完整。选取 和 相同、 不同的导体,分别将其接入 A、B两点间,通过比较电路中 的大小,判断导体电阻的大小。
(2)验证猜想三时,若需对比两个实验数据,则应从上表中选取导体 (填写导体代号进行实验)
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。
在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:
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 |
镍铬合金 |
0.5 |
1.0 |
D |
锰铜合金 |
0.5 |
0.5 |
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号_______两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入图13电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟 有关。
将一根镍铬合金丝均匀拉长接入电路,其电阻将________;若将这根镍铬合金丝对折后接入电路,其电阻将________。(填“增大”“减小”或“不变”)。
我市正进行农村电网改造,对此下列分析错误的是( )
A.如果用超导材料作为输电线,可大大降低输电过程中的电能损耗 |
B.当输电电压增大时,输电线电阻也随着增大 |
C.输电线中的电流是自由电子定向移动形成的 |
D.改造时把细输电线换成粗输电线,可以减小输电线的电阻 |
如果不考虑温度的影响,导体电阻的大小与下列哪个因素无关 ( )
A.导体的材料 | B.导体的长度 | C.导体的横截面积 | D.导体两端的电压 |
在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,同学们作了如下的猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的材料有关.
如图所示是他们进行实验探究的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c三条长度均为lm,d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c的材料相同,但c的横截面积大于a;a、d的材料和横截面积都相同.
(1)在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把M、N跟 的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小.
(2)依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、d两根金属丝电阻的大小,可探究电阻跟 的关系,其具体结论是: 。
(3)一般说来,所有物体都有电阻.探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关.请用一个废灯泡的灯芯(如图2所示)设计一个实验来研究这个问题,要求:
①说出方法 .
②画出电路图.(金属线用电阻的符号代替)
把甲、乙两段电阻线接在相同的电压下,甲线中的电流大于乙线中的电流,忽略温度的影响,下列判断中错误的是( )
A.当它们材料、粗细都相同时,甲线长乙线短 |
B.当它们材料、长度都相同时,甲线粗乙线细 |
C.当它们长度、粗细都相同时,两线的材料一定不同 |
D.甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同 |
小丽同学在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω.
(1)请你帮她用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整.要求:当滑片向左移动时,连入电路的电阻变大;连线不得交叉.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障的原因为: .
(3)小丽同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U关系图象.根据图象,可知灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”);你认为出现这样现象的原因是: .
(4)假如实验过程发现电流表坏了,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路图,测出了小灯泡的正常发光时的电阻,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为 V.
②保持滑片位置不动,再次将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U.
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为:R灯=R0(用已知量和测量量表示).
为探究影响导体电阻因素,小明根据如图连接好实物,并找到了不同规格的导线,如下表所示:
导线 |
材料 |
长度 |
横截面积 |
A |
镍铬 |
l0 |
S0 |
B |
镍铬 |
2l0 |
S0 |
C |
镍铬 |
2S0 |
|
D |
锰铜 |
l0 |
S0 |
(1)实验中,为验证猜想,可通过观察 来判断接入电路中导体的电阻的大小,这种研究问题的方法叫做 (选择“等效替代法”或“转换法”).
(2)要探究电阻大小与导体长度的关系,应选择 两根导线进行实验;
(3)要探究电阻大小与导体材料的关系,应选择 两根导线进行实验;
(4)小明用A、C两根导线探究了电阻大小与导体横截面积的关系,则导线C的长度应为 .
A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则通过A、B的电流IA、IB间的关系正确的是( )
A.IA=IB B.IA<IB C.IA>IB D.无法比较
小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定。
(1)小丽测小灯泡电阻的实验原理是 R= 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整,
(3)图乙是实验电路图,图上的圆圈表示电表,请在圆圈内填入相应的字母。(选填“A、V”)
(4)连接电路时,开关要 ,(选填“断开”、“闭合”)滑动变阻器划片应置于最 阻值处(选填“大”、“小”)。
(5)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数 ,其故障原因是 。
(6)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表接的 示数如图丙所示,示数为 A,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω。
小明、小红两同学学习了电流、电压和电阻知识后,发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似,小明同学提出:导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似,随后小红同学便提出:导体的电阻可能跟导体的长度、横截面积有关。
为了研究导体的电阻与哪些因素有关,他们设计了如图所示的 电路,且在常温下选用手头拥有的长度、横截面积不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中。
⑴分析比较实验序号1与4或2与5可得出的定性结论是:常温下,铝丝长度相同,铝丝的横截面积越小,电阻越______。
⑵分析比较_________(选填“表一”或“表二”)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,铝丝横截面积相同时,铝丝的电阻与长度成______比(选填“正”或“反”)。
⑶请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的____ __相同,电阻相同。
(b)进一步分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的结论是:常温下,___________________________________________。
⑷他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系。为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需添加的器材为________(选填“导体甲”、“导体乙”、“导体丙”)。
器材:导体甲 长度为0.2 米、横截面积为0.4毫米2的镍铬合金丝
导体乙 长度为0.2 米、横截面积为0.2毫米2的铝丝
导体丙 长度为0.45米、横截面积为0.3毫米2的康铜丝
小方同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电。现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如图表所示:
请你帮助小方同学完成下面的实验方案。
(1)请在答案题卡上画出实验电路图(用“”表示金属丝)。
(2)根据实验电路,实验器材除金属丝、干电池、电流表、导线外,还必须选用的器材是 ?(3)为达到实验目的,写出实验应选取的金属丝是 (只需填字母代号)。
(4)通过实验,写出你是如何判断哪种金属材料更容易导电? 。