实验05　探究影响导体电阻大小的因素（解析版）

实验05探究影响导体电阻大小的因素1．【实验目的】通过探究式实验，得出影响导体电阻大小的因素。2．【实验器材】（1）电源、导体若干、开关、电流表、导线（2）电流表作用：①测量电路中的电流；②反映电阻的大小。【设计实验】（1）提出问题：电阻的大小可能与什么因素有关？猜想假设：可能和导体材料、长度、横截面积和温度有关。说说你的猜想理由。如何验证你的猜想：①测量什么物理量？测几次？②需要什么器材？③怎样设计实验电路？4.【实验步骤】ᯗ（1）设计实验电路图；（2）选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。比较流过长短不同的镍铬合金丝电流的大小。（3）选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小。（4）选用长度相同、横截面积相同，但是材料不同的两根金属丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。比较流过材料不同的金属丝电流的大小。（5）把实验结果填写在下面的实验记录表中；（6）断开开关，整理器材，分析论证得出结论。5.【实验表格】编号材料长度/m横截面积/电流表示数/mAA镍铬合金0.50.5B镍铬合金1.00.5C镍铬合金0.51.0D锰铜合金0.50.5E细铁丝0.50.56．【实验结论】（1）导体电阻的大小取决于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。（2）材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。（3）材料、长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。（4）另外，电阻还跟温度有关。一般情况，温度越高，电阻越大。在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大的材料导电性能较弱。7．【注意事项】（1）连接电路前开关应断开。（2）闭合开关前要检查电路的连接情况，并进行试触，以确保不损坏电流表。1.实验原理：在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化。（也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化）2.实验方法：（1）控制变量法：①探究导体电阻与导体材料的关系时，控制长度和横截面积均相同；②探究导体电阻与导体长度的关系时，控制材料和横截面积相同相同；③探究导体电阻与导体横截面积的关系时，控制材料和长度相同。转换法：通过比较电流表示数（或灯泡亮度）来判断导体电阻的大小。3.实验评估：（1）单纯用电流表：电路中电流过大，容易烧坏电流表。（2）单纯用小灯泡：小灯泡的亮度变化不易观察，实验现象不明显。（3）合理方案：把电流表和小灯泡串联接入电路。【典例1】如图所示是探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验演示板上固定有实验中用到的各种导体，导体情况如表所示．

导体代号

A

B

C

D

E

F

G

长度（m）

1.00.5

1.5

1.0

1.21.5

0.5

横截面积（）3.2

0.8

1.2

0.8

1.2

1.2

1.2

材料锰铜钨

镍铬丝锰铜

钨

锰铜镍铬丝（1）在温度一定的条件下，依次把M、N根C、G导体的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较C、G两根导体电阻的大小，可探究导体电阻跟______的关系，其结论是：______（2）类似步骤（1），依次把M、N跟______的两端连接，可探究电阻跟材料的关系；为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择导体D和导体______进行实验．（3）本实验运用了______法来探究每一个因素对电阻大小的影响．试根据你学过的物理知识再列出一个用这种方法研究的例子：______．答案：（1）长度；当材料和横截面积都相同时，导线越长，电阻越大；（2）C、F；A；（3）控制变量法；探究滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系．解析：（1）C、G的材料、横截面积都相同，长度不同，所以C、G可以探究电阻与长度的关系；其结论是：当材料和横截面积都相同时，导线越长，电阻越大；（2）探究电阻跟材料的关系，要控制导体的长度和横截面积相同，材料不同，所以应选择C、F导体进行实验；要研究电阻跟横截面积的关系，必须选取材料、长度都相同的两根导线，所以应选择A、D导体进行实验；（3）探究每一个因素对电阻大小的影响时运用了控制变量法；采用此方法进行探究的还有：探究滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系．【典例2】“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如下表所示。编号材料长度/m横截面积/灯泡亮度A锰铜合金0.50.8亮B镍铬合金0.50.8较亮C镍铬合金0.50.4较暗D镍铬合金1.00.4暗（1）实验中通过观察___________比较电阻丝电阻的大小。（2）实验中采用的研究方法是___________和转换法。（3）分别将编号为___________的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关。（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的___________有关。（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了___________的工作原理中。A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用___________代替小灯泡完成实验。答案：（1）小灯泡亮度（或“小灯泡的亮暗程度”）（2）控制变量法（3）A、B（4）横截面积（5）C（或“滑动变阻器”）（6）电流表解析：（1）在实验中，电阻的大小是通过观察灯泡的亮度来体现的，灯泡的亮度越暗，说明电阻越大。

（2）导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，因此要研究电阻大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法；通过观察灯泡的亮度来体现电阻的大小，这是用到转换法，故本实验中采用的研究方法有控制变量法和转换法。

（3）电阻大小若不考虑温度的前提下，要研究导体的电阻大小与导体的材料有关，就要使导体的长度和横截面积保持不变，故选用编号A、B。

（4）编号B、C两根电阻丝，材料、长度都相同，横截面积不同，将电阻丝分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，故可以得出结论：导体的电阻大小与导体的横截面积有关。

（5）编号C、D两根电阻丝，材料、横截面积都相同，长度不同，把他们分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，且编号D的电阻丝比编号C的电阻丝，灯泡发光情况要暗，相当于改变电阻丝接入电路中的长度来改变接入电路中电阻的大小，与滑动变阻器的工作原理相同，故AB不符合题意，C符合题意。故选C。

（6）更换电阻丝后，小灯泡的亮度不明显，说明电阻丝的电阻太大，流过小灯泡的电流太小，为了完成实验可以用电流表代替小灯泡。通过观察电流表示数的大小，来判断接入电路中电阻丝阻值的大小。【对点1】小明利用如图所示的装置探究导体的电阻与哪些因素有关。实验板上固定着四根金属丝a、b、c、d，它们的材料、长度和横截面直径如表中所示，不考虑温度对电阻的影响。序号材料长度/m横截面积a锰铜合金1.00.8b镍铬合金1.00.8c镍铬合金1.01.2d锰铜合金0.50.8（1）该实验中，通过观察_______来比较导体电阻的大小。实验中把不同的电阻丝分别接入电路，闭合开关后记录对应的电流表的示数，电流表的示数越大则反映出所接入的电阻丝的阻值越______（选填“大”或“小”）。（2）利用金属丝______和______（填写材料序号），能探究导体的电阻大小与导体的材料是否有关。（3）依次把M、N跟b和c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，能得出导体的电阻大小与______有关。（4）依次把M、N跟a和d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。小明所探究的问题是：______？答案：（1）电流表的示数；小（2）a；b（3）横截面积（4）导体的电阻大小与导体的长度是否有关解析：（1）电阻是导体对电流的阻碍作用，电阻越大，对电流的阻碍作用越大，电流越小，该实验中，通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小，电流表的示数越大则反映出所接入的电阻丝的阻值越小，这里用到了转换法。（2）探究导体电阻大小与导体的材料的关系，应控制导体的长度、横截面积相同，故应选择金属丝ab。（3）b和c导体的材料相同，长度相同，横截面积不同，电阻不同，可知导体的电阻大小与横截面积有关。（4）a和d导体的材料相同，横截面积相同，长度不同，电阻不同，可知导体的电阻大小与长度有关。【对点2】在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中：小敏、小亮为探究活动准备了四根材料、长度、粗细如图甲所示的电阻线，他们已经完成了图乙的部分实物连接（点E、F待接入电阻线）。（1）小亮要探究导体电阻与长度的关系时，应该选用___________两条导线（填导线的代号字母）分别接入E、F间进行对比，用到的科学方法是___________；（2）小敏将图丙的热敏电阻连接在图乙所示的电路中E、F间，先后将热敏电阻放在冷水和热水中进行实验，则小敏的实验探究的是___________对导体电阻的影响。答案：（1）a、c；控制变量法（2）温度解析：（1）探究导体电阻与长度的关系时，除导体的长度不同外，其他变量都应该控制相同，这运用了控制变量法，所以要选择材料和横截面积都相同的电阻丝，故选a、c两条导线。（2）将热敏电阻分别放在冷水和热水中进行实验，除温度不同外，其他变量都相同，所以探究的是温度对导体电阻的影响。1.（黑龙江绥化）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、材料如下表所示．（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：