2019年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).docx
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1、2019年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1(2018乌鲁木齐)某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图所示是该实验的电路图。(1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流不变(选填“变大”“变小、”或“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,应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动。(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数,数据如下:AP1/mm030.060.090.0120.0150.0180.0U/V00.40.81.21.62.02.4通过数据反映出的规律和欧姆定律可以推出导体的
2、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1.8V。【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A
3、P1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=4R;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2R,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
4、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
5、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:=,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:=,得:=1,化简可得:R0+R1=4R,代入得:=,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2R,设此时铅笔芯两端电压为U3,由欧姆定律可得此时电路中电流:=,得:=,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
6、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A1.00.2锰铜B1.00.4锰铜C1.00.6锰铜D0.50.4锰铜E1.50.4锰铜F1.00.6镍铬合金G1.00.6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。【分析】(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,在探究
7、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。【解答】解:(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。故答案为:(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
8、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
9、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/cm10080501001008050100直径/mm0.50.50.50.70.50.50.50.7灯泡亮度很亮很亮很亮很亮较亮较亮亮亮电流/A0.420.420.430.430.240.260.310.30(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5换成10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。【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
10、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。【解答】解:(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;(2)为保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态;(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
11、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5的电阻换成10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。故答案为:(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(201
12、7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AB CDEFG长度(m)1.00.51.51.01.21.50.5横截面积(mm2)3.20.81.20.81.21.21.2材料锰铜 钨镍铬
13、 锰铜钨锰铜镍铬(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。【分析】(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
14、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。【解答】解:(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。故答案为:(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
15、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,导线若干,连接如图甲所示的电路,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S后,记录的数据如表。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电流表的读数,请将其填入表格中。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/A0.150.10.60.9(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截
16、面积的关系。A电阻的大小与长度的关系是:材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;B电阻的大小与横截面积的关系是:材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比。(3)分析表中的实验数据,还可以得出导体的电流与电阻的关系:导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比。(4)实验中一根合金丝的电阻为5,若该合金丝的横截面积为1mm2,则一根合金丝的长度是5m(已知该合金丝长1m,横截面积1mm2的阻值为1)【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;(
17、3)根据电流和电阻的变化关系,得出结论。(4)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】解:(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00.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;(2)A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;B根据1、4、5组数据可知,导
18、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)由实验数据可知,导体两端的电压不变,导体的电阻增大到原来的几倍,电流减小到原来的几分之一,导体中的电流与导体的电阻成反比;(4)根据电阻与导体的长度和横截面积的关系,对与上材料相同的导体,电阻值可记为R=1mm2/m;由R=可知,一根合金丝的导体电阻为R=5;代入上面关系式:5=1mm2/m解得L=5m。故答案为:(1)0.3;(2)A材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;B材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比;(3)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比;(4)5
19、;5。【点评】本题是探究导体的长度和横截面积对电阻的影响实验,能够根据电流的大小判断出电阻的大小,是关键,分析时注意控制变量法的应用。6(2017雅安)某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的由同种材料制成的金属丝,将金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(202A)、刻度尺、开关和导线若干。(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,把图中还没有连接的一根导线接上,使电路完整。(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最右(选填“左
20、”或“右”)端。(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,测得电压表的读数为2.0V,电流表指针偏转如图乙所示,此时金属丝的电阻R=5。(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如表:分析表中数据,可知R与L的关系是:当导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,电阻越大(选填“越大”或“越小”)。L/cm1530456075R/2.557.51012.5(5)在实验中,探究金属丝电阻大小与长度的关系时,必须保持导体的材料和横截面积一定,这种探究问题的科学方法叫:控制变量法。在下列两个电学实验中,应用此方法的是:B(选填字母)A用伏安法测电阻 B探究电流与电压、电阻的关
21、系。【分析】(1)掌握电流表、电压表、滑动变阻器的连接方式,注意电流表、电压表量程的选择及正负接线柱的接法,滑动变阻器要接一上一下;(2)为防止电流过大,在闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;(3)在进行电流表的读数时,需先确定电流表的量程和分度值,根据公式R=计算电阻值;(4)分析电阻和长度的变化关系,得出结论;(5)影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度和横截面积;实验室常采用控制变量法研究问题。【解答】解:(1)因为电池电压为3V,所以电压表的量程选择03V的量程,将电压表3V的接线柱与滑片P相连;将电流表与电阻串联,将电流表的负接线柱与接线柱B连接,如下图所示:(2)由于滑
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