中考物理实验专题复习探究影响导体电阻大小因素的实验答案解析Word文档下载推荐.docx
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1.6
2.0
2.4
通过数据反映出的规律和 欧姆定律 可以推出导体的电阻与导体的长度成 正 比的结论。
若图示位置时电压表示数为0.9V,滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P2再向右移动一段相同的距离,电压表示数为 1.8 V。
【分析】
(1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,不能改变电路中的电阻,利用欧姆定律分析电路中的电流变化;
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,说明滑动变阻器分压太大,应该减小滑动变阻器两端的电压,减小滑动变阻器连入的电阻;
(3)由表中数据可知,可得铅笔芯AP1段两端的电压随AP1长度的增大而增大,并且成倍数的最大,可得铅笔芯AP1段两端的电压与AP1长度成正比;
根据欧姆定律可知铅笔芯AP1段两端的电压与AP1间电阻成正比;
最后得出导体的电阻与导体的长度的关系。
图示位置时电压表示数为0.9V,利用“通过铅笔芯的电流等于总电流”和欧姆定律得出等式;
同理当滑片P2向右移动一段距离,设滑动变阻器连入电阻减小值为△R,利用欧姆定律列出等式;
两等式相比得出R0+R1=4△R;
当滑片P2再向右移动一段相同的距离,滑动变阻器连入电阻减小值为2△R,再利用欧姆定律列出等式,和第一个等式相比得出最后电压表的示数。
【解答】解:
(1)由图知,铅笔芯和滑动变阻器串联,电压表测滑片P1左侧部分铅笔芯的电压,因电压表在电路中相当于断路,所以可知整个铅笔芯连入电路,则向右移动滑片P1时,不能改变电路中的电阻,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变;
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,说明滑动变阻器分压太大,应该减小滑动变阻器两端的电压,减小滑动变阻器连入的电阻,即应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动;
(3)由表中数据可知,电压表的示数(即铅笔芯AP1段两端的电压)随AP1长度的增大而增大,并且成倍数的增大,所以铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的长度成正比;
电路中电流不变,由U=IR可知,铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的电阻成正比;
由此可以推出:
导体的电阻与导体的长度成正比。
图示位置时电压表示数为0.9V,设电源电压为U、整个铅笔芯的电阻为R0、与电压表并联部分的电阻为R0左、此时滑动变阻器连入电阻为R1,
串联电路的电流处处相等,由欧姆定律可得此时电路中电流:
=
,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P2向右移动一段距离,设滑动变阻器连入电阻减小值为△R,电压表示数变为1.2V,
由欧姆定律可得此时电路中电流:
,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
得:
=1﹣
,
化简可得:
R0+R1=4△R,
代入①得:
,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当滑片P2再向右移动一段相同的距离,滑动变阻器连入电阻减小值为2△R,
设此时铅笔芯两端电压为U3,
,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
解得:
U3=1.8V。
故答案为:
(1)不变;
(2)右;
(3)欧姆定律;
正;
1.8。
【点评】本题为难度较大的电路动态分析题,易错点在最后一空的解答,利用“通过铅笔芯的电流等于总电流”和欧姆定律列出三个等式是关键。
2.(2018•天津)在“探究影响导体电阻大小的因素”时,某实验小组想利用图所示的电路
分别对导体电阻跟它的长度、橫截面积、材料有关的猜想进行实验验证:
(1)为验证“导体电阻跟长度有关”,下表中可选用的三种导体是 B、D、E (填导体代号);
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
C
0.6
D
0.5
E
1.5
F
镍铬合金
G
铁
(2)若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡,通过观察 灯泡的亮度 也可以判断导体电阻大小,但不足之处是 当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分 。
(1)影响电阻大小的因素是:
材料、长度、横截面积、温度,在探究过程中需用到控制变量法;
(2)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,应用了转换法;
但当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分。
(1)为了研究导体电阻与导体长度的关系,则需使导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用的三种导体是B、D、E;
(2)实验中可通过通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小,但是当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分,所以不科学。
(1)B、D、E;
(2)灯泡的亮度;
当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分。
【点评】本题考查探究电阻大小的影响因素,实验时注意使用控制变量法,控制变量法在物体学研究中经常用到。
3.(2017•桂林)小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时,产生了一些疑惑;
实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体,而不选用常见的铜丝?
难道选用钢丝会不利于探究?
带着这些思考,小禹决定进行实验验证;
(1)为了能够更好地反映出电阻的变化,小禹可以在如图所示的电路中接入 电流表 ,且与研究导体 串 联。
(2)连接电路时,开关必须处于 断开 状态。
(3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 接入导体的长度 。
(4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,对比实验记录,发现用 铜丝 作为研究导体,实验现象不明显。
不明显之处是:
铜丝电阻小,电流变化小 。
研究导体
铜丝
镍铬合金丝
长度/cm
100
80
50
直径/mm
0.7
灯泡亮度
很亮
较亮
亮
电流/A
0.42
0.43
0.24
0.26
0.31
0.30
(5)通过实验,小禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用,如在图2所示的“探究电流与电阻的关系”实验中,将电阻R由5Ω换成10Ω后,滑动变阻器的滑片应该向 上 (选填“上”或“下”)端移动,以起到使电阻R两端电压 保持不变 的作用。
(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电流表来观察,即在电压一定时,电流越大,表明电阻越小;
(2)为保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态;
(3)带鳄鱼夹的导线方便改变接入导体的长度;
(4)电压一定,电阻越小,电流越大;
(5)根据串联电路分压的特点判断滑片移动的方向。
(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为电流表的示数来观察,即在电压一定时,电流越大,表明电阻越小,即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小;
电流表应与研究导体串联;
(3)实验中,选择带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变接入导体的长度;
(4)由表格数据可知,长度变化时,发现通过铜丝的电流变化不明显,原因是铜导线的电阻小,在电压一定时,通过铜丝的电流变化很小;
(5)在“探究电流与电阻的关系”实验中,应控制电阻R两端电压不变;
把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,电阻的阻值变大,由分压原理可知,电阻分压变大,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻两端电压,增大滑动变阻器两端的电压,应增大变阻器接入电路的阻值,故将滑片向上移动。
(1)电流表;
串;
(2)断开;
(3)接入导体的长度;
(4)铜丝;
铜丝电阻小,电流变化小;
(5)上;
保持不变。
【点评】本题通过影响电阻大小的实验,考查电路的组成以及欧姆定律的应用,要学会应用控制变量法来解决物理问题。
4.(2017•呼和浩特)导体电阻的大小与哪些因素有关呢?
对于这个问题,小明想起课堂上老师把电压比作水压,把电流比作水流,于是他想:
电阻也可以比作是水管对水流的阻力。
他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同,因此经过分析,他提出了以下几种猜想:
猜想1:
导体的电阻可能跟导体的材料有关;
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横截面积有关:
为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的7种电阻丝,则:
导线代号
B
长度(m)
横截面积(mm2)
3.2
钨
镍铬
锰铜
钨
(1)若要探究电阻跟横截面积的关系,可依次把如图中M、N跟电阻丝 A 、 D (选填导线代号)的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝电阻大小。
(2)若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接;
闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的 材料 的关系。
(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过电流表的示数反映出来的,电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越 小 。
(1)探究导体的电阻与导体的材料是否有关,应控制其长度和横截面积不变;
同理要想探究导体的电阻与导体的长度是否有关,应控制导体的材料和横截面积不同;
(2)控制变量法的核心是要研究两导体电阻的大小与哪个因素有关,就要控制这两个因素不同,同时也要控制两导线其它因素相同;
(3)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较电流表示数大小来判断。
(1)探究电阻与横截面积的关系时,要选取的电阻丝必须长度相同、材料也相同,横截面积不同,由表格数据可知,应选A、D两电阻丝;
(2)C、F两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,分析比较C、F两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟导体的材料的关系;
(3)实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明电阻丝的电阻越小。
(1)A;
D;
(2)材料;
(3)小。
【点评】物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法,一定要掌握控制变量法。
5.(2017•枣庄)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
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