备战2021年中考物理实验精练精解专题实验题17探究导体电阻大小与哪些因素有关含解析20210312462.docx
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- 备战 2021 年中 物理 实验 精练 专题 17 探究 导体 电阻 大小 哪些因素 有关 解析 20210312462
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1、实验题17 探究导体电阻大小与哪些因素有关一 实验:探究导体电阻大小与哪些因素有关1.实验方法:控制变量法。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”2.设计电路:3.实验步骤:j将长度、横截面积相同的锰铜线和镍铬合金线分别连入A、B两点间,观察电流表的示数,比较两次的电流值。结论:长度、横截面积相同的导体,材料不同电阻不同,电阻与导体的材料有关。将横截面积、材料相同,长度不同的镍铬合金线分别连入A、B两点间,观察电流表的示数,比较两次的电流值。结论:横截面积、材料相同的导体,长度不同电阻不同,越长电阻越大。将长度、材料相同,横截面积不同的镍铬合金线分别连入A、B两点间,观
2、察电流表的示数,比较两次的电流值。结论:长度、材料相同的导体,横截面积不同电阻不同,横截面积越大电阻越小。加热灯丝,电流表示数变小结论:电阻是导体本身的性质,大小由导体的材料、长度、横截面积决定,还受温度的影响结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。4.结论理解:j导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。结论可总结成公式R=L/S,其中叫电阻率,与导体的材料有关。记住:银铜铝,锰铜镍隔。假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件
3、下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。二真题精练1.(2020年湖南省常德市中考真题)某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系,已接入电路中的器材有电源、电压表V2、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器R1、单刀开关S1,如图甲所示置于温控室(图中虚线区域,温度可调且自动显示)中的热敏电阻RT暂未接入电路,符号如图a所示。可供选择的器材有电压表V2、电阻箱R2(阻值可以直接读出的变阻器),符号如图b所示单刀开关2只,导线若干。(1)小明同学选择电压表V2与热敏电阻RT按图乙所示接入MN之间。在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到_(填“A”或“B”)端;当温控室
4、的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,则此时热敏电阻的阻值RT=_ (用已知量和测量值表示)。(2)小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱R2,请你在图甲中帮她完善电路图。_(3)在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT,满足的关系式为_。A RT=R0B. RT=R1C.RT=R2(4)通过实验探究,小明和小惠都得出了热敏电阻的阻值随温度变化的规律,如图丙中的图像曲线所示,此规律是_。【答案】 (1). B (2). (3). (4). C (5). 随温度的升高,热敏电阻阻值变小【解析】【详解】(1)1在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到阻值最大处的B端。2R0和RT串联,当
5、温控室的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,根据分压原理可知则此时热敏电阻的阻值(2)3小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱R2,先将热敏电阻接入电路中,通过开关的转换,再将电阻箱接入电路中,通过改变电阻箱的电阻,控制电压表示数不变,根据等效替代法可求出热敏电阻阻值,电路图如图所示。(3)4小惠选择的是等效替代法,所以在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT,满足的关系式为RT=R2。故选C。(4)5根据得出的热敏电阻的阻值随温度变化的规律可知,随温度的升高,热敏电阻阻值变小。2.(2020年湖北省襄阳市中考真题)某物理兴趣小组在“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验中,他们在
6、如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如表格所示。序号材料长度横截面积1碳钢合金丝LS2镍铬合金丝2LS3镍铬合金丝L2S4镍铬合金丝2L2S(1)他们应选择序号为_的两根电阻丝来研究;(2)从表中所给电阻丝的规格看,还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验,即探究导体电阻大小与导体_的关系,这次你应该选择序号为_的两根电阻丝来做实验。【答案】 (1). 3、4 (2). 横截面积 (3). 2、4【解析】【详解】(1)1要探究导体电阻大小与导体长度的关系,根据控制变量法的思路,应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格
7、中可知,序号3和序号4的材料、横截面积都相同,所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究。(2)23从表中所给电阻丝的规格看,序号2、3、4的材料都相同,长度和横截面积不完全相同,而序号2和4的材料、长度都相同,只有横截面积不同,故可以用2、4探究电阻与横截面积的关系。3.(2020年江苏省南通市中考真题)小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。(1)图甲是测铅笔芯电阻的电路,请用笔画线代替导线将其连接完整。_闭合开关,发现两电表均无示数,为排查故障他将电压表改接在变阻器两端,发现电压表有示数,则电路故障可能是_排除故障,移动滑片
8、P,电流表示数为0.14A时,电压表示数如图乙,为_V,测出的电阻为_(2)移动回形针,改变并测量铅笔芯接入电路的长度,实验时发现电流表损坏,他又设计了图丙电路测量电阻。正确连好电路,闭合开关S,将开关S1先拨至b,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U。再将S1拨至a,调节电阻箱旋钮至图丁位置,观察到电压表示数略大于U,他把“1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,此时他_(选填“应”或“不应”)再调节滑动变阻器,以使电压表的示数恰好为U。推断铅笔芯接入电路的阻值_(填写范围)。(3)小明由上述两次实验,得出铅笔芯电阻与长度的关系,请评价他在探究过程中的不足之处_【答案】 (1).
9、(2). 滑动变阻器断路 (3). 2.8V (4).20 (5). 不应 (6). 1415 (7). 见解析【解析】【详解】(1)1电源为2节干电池,电压小于3V,所以电压表量程应选03V的量程,电压表与铅笔芯并联,铅笔芯串联接入电路。连接电路如图所示:2闭合开关,电流表无示数说明电路断路,电压表接在铅笔芯两端无示数,而接在滑动变阻器两端有示数,说明滑动变阻器断路。3电压表的量程为03V,分度值为0.1V,所以图乙中电压表的示数为2.8V。4由欧姆定律可知电阻为(2) 5应用等效法测电阻时,滑动变阻器的电阻应该保持不变,使S1接b时铅笔芯两端电压与S1接a时电阻箱两端电压相等,即分压效果相
10、等,电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。所以实验时不应该移动滑动变阻器。6图丙中电阻箱的阻值为15,观察到电压表示数略大于U,他把“1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小,即电阻箱的阻值调为14,所以铅笔芯接入电路的阻值为1415。(3)7实验次数太少,具有偶然性。二 模拟演练1在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学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/mm2电流大小/Aa锰铜合金0.50.80.40b镍铬合金0.50.80
11、.32c镍铬合金0.50.40.16d镍铬合金1.00.40.08(1)实验中通过观察 来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。(2)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是 。(3)分别将 (填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。【答案】:(1)电能表的示数大小;转换法;(2)导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;(3)b、c。【解析】:(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;此种探究影响电阻大小因素的方法是转换
12、法;(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;c、d是材料和横截面积都是相同的,因此是探究的电阻大小与长度的关系;通过比较发现,材料和横截面积相同的情况下,长度越长,电流越小,即电阻越大。(3)此处要求探究电阻大小与横截面积的关系,因此有控制变量法可知,应该控制材料和长度保持一致,对照图表发现b和c满足要求。2.某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验操作:(1)如图甲所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直
13、径示意图。由此可知,电阻丝的直径为 mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做 法(选填“等效替代”或“控制变量”)。(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:A电源E(电压U1.5V) B电流表A1(量程0100mA)C电流表A2(量程00.6A) D电阻箱R0(阻值0999.9)E待测电阻丝R(阻值约为10) F开关一个,导线若干,则:(4)为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是 (选填器材前的字母代号)。(5)把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电
14、阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到 。(6)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图象如图丙所示,根据实验图象说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R 。(7)该电阻丝1cm长度的阻值为 。【答案】:(1)0.8; (2)控制变量; (4)B; (5)999.9; (6)越大; (7)0.3。【解析】:(1)根据刻度尺
15、读出电阻丝的长度为:l1.60cm,则电阻丝的直径为:d1/n1.6cm/200.08cm0.8mm;(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法,在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做控制变量法;(4)电路中的最大电流IU/R1.5V/100.15A150mA,所以为了提高实验的精确程度,电流表选最量程为100mA的电流表A1(或序号B);(5)闭合开关S前,电阻箱起到保护电路的作用,电阻箱的阻值应调整到阻值最大处,由电阻箱R0(阻值0999.9
16、)可知,电阻箱的阻值应调整到999.9。(6)在图象上可以看到,电阻的长度越长,电流的倒数越大,电流越小,在电压一定时,电阻越大。(7)由图乙知,电阻丝和电阻箱是串联的,由图丙知,当电阻丝接入0cm,就是电阻丝的电阻为零时,电源电压为1.5V,电流倒数为10A1,所以电流为I1/10A0.1A,则电阻箱的电阻为:RU/I15V/0.1A15,当电阻丝接入10cm,就是电阻丝的电阻为R时,电源电压为1.5V,电流倒数为12A1,所以电流为I1/12A,则电路总电阻为:R总U/I”18,所以10cm电阻丝的电阻为:RR总R18153,在横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度成正比,所以1cm
17、的电阻丝电阻为:R1R/103/100.3。3.(1)为探究影响电阻大小的因素,甲同学利用同一种合金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验,a、b长度相同,b、c粗细相同,如图1所示。连接电路,分别接通a、b、c,电流表的三次示数如图2所示,根据示数可以得出以下结论:比较a、b两次电表示数,可以得出电阻大小跟导体 有关。比较b、c两次电表示数,可以得出电阻大小跟导体 有关。由实验可以得出:三个电阻丝阻值从大到小关系是 。(2)乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究:考虑到没有计时工具,他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处,然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热。乙
18、同学是想利用 来反映电阻丝发热量的大小。乙同学选择的电路图如图3所示,采取的是三个电阻丝 (选填“串联”或“并联”)的连接方式,请你将未完成的电路连线补充完整。接通电路,观察到小木棍掉落的先后顺序是 。结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系,乙同学推测出:通电时间相同的情况下,电阻大的电阻丝产生的电热 (选填“多”或“少”),发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释:在相同的通电时间内,当 时,电阻大的电热就多;当 时,电阻大的电热就少。【答案】:(1)横截面积;长度;RaRbRc;(2)小木棍掉落的时间;并联;见下图;c、b、a;少;通过电阻的电流相同(串联);电阻的电压相同(
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