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在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中:
甲同学的猜想是:电阻可能与导体的材料有关.
乙同学的猜想是:电阻可能与导体的长度有关.
丙同学的猜想是:电阻可能与导体的横截面积有关.
金属丝代号材料长度/n横截面积/mm2
A金属甲10.2
B金属甲10.1
C金属乙10.1
D金属乙0.50.1

(1)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,规格如上表.选用导线A和B进行实验,可以探究______(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想.要想探究甲同学的猜想应该选用______(选上面表格中导线的字母代号)两根导线进行实验.
(2)小明设计了如图甲所示电路.为判断a、b两点间导线电阻的大小,小明应注意观察______,具体指明该方案存在的不足:______.
(3)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导线接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是______,
(4)小刚设计了如图丙所示电路,该电路中灯泡的作用有哪些?①______;②______.
(5)小刚想用图丙的电路验证“在电压相同时,流过导体的电流跟电阻成反比”,于是选用了几个阻值不同的定值电阻分别先后接入a、b两点间.你认为小刚的方案是否可行?请加以解释?______,______.
【答案】分析:(1)已知导线A和B的长度和材料都相同,而横截面积不同,根据控制变量法分析其探究的因素;要探究电阻与材料是否有关,应控制除了材料以外的其余因素都相同.电阻的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度.
(2)为判断a、b两点间导体电阻的大小,应观察电流表的示数变化,该电路的最大缺点是,当电路电流较大时,容易烧坏电路元件.
(3)如果a、b间电阻太大,灯泡与电阻串联,灯的分压太小,远小于额定电压,所以灯不亮.
(4)灯泡的接入,增大了电路电阻,使电路电流不至于太大,对电路起保护作用,另外,通过灯的亮度也可知电路电流的变化.
(5)小刚的设计不能达到实验目的,因为当改变电阻长度时,电路总电阻变了,ab间的电压也变了,无法由欧姆定律判断电阻的大小变化.
解答:解:(1)因为A、B导线的长度和材料均相同,而横截面积不同,因此选用导线A和B进行实验,可以探究丙同学的猜想;
要探究甲同学的猜想,根据控制变量法的思路,应该控制导体的长度、横截面积都不变,因此应该选择导线B和C.
(2)为判断a、b两点间导体电阻的大小,应知道流过电阻的电流大小,所以应注意观察电流表的示数变化.该电路无保护电阻,当ab间电阻太小时,可导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件.
(3)灯泡与电阻串联,电路无任何故障,但灯不亮,是因为电路中ab间导线电阻太大,比灯泡的电阻大得多,灯的分压太小,灯两端的电压远小于灯的额定电压,故灯不亮.
(4)图乙所示的电路,灯泡与电阻串联,一方面增大了电路电阻,对电路起限流;防止烧毁电流表和电源;另一方面,通过灯泡的亮暗变化,也可以可直观比较阻值大小.
(5)图丙的电路,由电路中电流表可以读出流经电阻的电流大小,电阻与灯串联,当电路电阻一定时,电阻两端的电压也一定,由欧姆定律I=,可求出电阻R=.按照设计的电路,当ab间电阻长度变化时,ab间电阻也发生了变化,电路电流变了,从而ab间的电压U也变了,由R=,不能判断电阻大小的变化,从而达不到实验目的.
故答案为:(1)丙;B、C;
(2)电流表示数的变化;若ab间导线电阻太小,使电流过大会烧毁电流表和电源;
(3)ab间导线电阻太大,比灯泡的电阻大得多.
(4)①由灯泡亮度可直观比较阻值大小;②限流;防止烧毁电流表和电源;
(5)不可行.ab间的电阻改变时,其两端的电压会改变,不能保证电压相同.
点评:本题通过“探究影响导体电阻大小的因素”实验,考查了学生分析电路的能力,以及应用欧姆定律分析问题解决问题的能力,难度较大.
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科目:初中物理 来源: 题型:

21、在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,某老师引导学生作了如下的猜想:
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三条长度均是1m,d的长度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
ac
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
长度
的关系,其结论是:
在导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大

(3)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法.试根据学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题:
研究电流与电压和电阻的关系;
研究压强与压力和受力面积的关系;

(4)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.请用一个如图废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题,要求:写出实验方法.

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(2013?成都一模)在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中.(忽略温度对电阻的影响)
(l)小东的猜想是:①电阻可能与导体的材料有关;小红的猜想是:②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:
③电阻还与
横截面积
横截面积
有关.
(2)如图1是两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.
要探究猜想①,应该控制
长度和横截面积
长度和横截面积
不变;
要探究猜想②,应该选用导线
a、c
a、c
(填导线的代号字母)进行对比实验.
(3)小东同学想测出其中一段电阻丝的阻值,设计了以下几种方案.R0阻值已知,Rx未知,电源电压未知,如图2不能测出Rx阻值的是
D
D

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在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,李老师引导同学们作了如下猜想:
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;
如图是他们进行实验探究时的器材,实验板上固定了四根金属导线,a、b、c三根的长均为1m,d的长度为0.5m;a、b的横截面积相同,长均为1m,d的长度为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
a、c
a、c
的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小;
(2)依次把M、N跟a、b的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、b两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟
材料
材料
的关系,结论是:
在长度和横截面积都相同时,材料不同的导体电阻不同
在长度和横截面积都相同时,材料不同的导体电阻不同

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在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、
长度
长度
等有关.
(2)实验时,同学们用图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如下表:
序号 材料 长度(m) 横截面积(mm2 灯泡亮度
a 铜丝 1 1 较亮
b 镍铬合金丝 1 0.5 最暗
c 铜丝 1 0.5 较暗
d 铜丝 0.5 1 最亮
当选用
a、c
a、c
两根金属丝,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是:
当导体材料、长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小
当导体材料、长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小

(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与
温度
温度
的关系.
(4)实验中,是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种方法在物理学中称之为
转换
转换
法.

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在探究“导体的电阻跟哪些因索有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体长度、横截面积、
材料
材料
温度
温度
有关.

(2)实验时,同学们用下图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之问,探究情况如下表:
序号 材料 长度(m) 横截面积(mm2 灯泡亮度
a 镍铬合金丝 1 1 较亮
b 镍铬合金丝 1 0.5 较暗
c 镍铬合金丝 2 0.5 最暗
d 铜丝 1 1 最亮
当选用
b、c
b、c
两根金属丝,可探究导体电阻跟导体长度的关系,得到的结论是:
在材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大
在材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大

(3)小明小组还做了如图乙所示的实验,这是为了探究导体电阻与
温度
温度
的关系.
(4)实验中同学们发现:在电源电压一定时,由于所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化不明显.对这种现象你认为可采取什么措施:
在电路中串联接入一个电流表
在电路中串联接入一个电流表

(5)同学们想继续探究导体电阻与导体横截面积之间的定量关系,为此他们将a、b两根金属丝串联接入电路(如图丙所示),则当发现电压表示数U1:U2接近
1:2
1:2
时,可以初步判定:在导体的材料和长度相同的条件下,导体的电阻与其横截面积成反比.

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