實(shí)驗(yàn)05　探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素（解析版）

實(shí)驗(yàn)05探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素1．【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客ㄟ^探究式實(shí)驗(yàn)，得出影響導(dǎo)體電阻大小的因素。2．【實(shí)驗(yàn)器材】（1）電源、導(dǎo)體若干、開關(guān)、電流表、導(dǎo)線（2）電流表作用：①測量電路中的電流；②反映電阻的大小?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）提出問題：電阻的大小可能與什么因素有關(guān)？猜想假設(shè)：可能和導(dǎo)體材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)。說說你的猜想理由。如何驗(yàn)證你的猜想：①測量什么物理量？測幾次？②需要什么器材？③怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路？4.【實(shí)驗(yàn)步驟】?（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）選用粗細(xì)相同、長度不同的兩根鎳鉻合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數(shù)。比較流過長短不同的鎳鉻合金絲電流的大小。（3）選用長度相同、橫截面積不同的兩根鎳鉻合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數(shù)。比較流過粗細(xì)不同的鎳鉻合金絲電流的大小。（4）選用長度相同、橫截面積相同，但是材料不同的兩根金屬絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數(shù)。比較流過材料不同的金屬絲電流的大小。（5）把實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫在下面的實(shí)驗(yàn)記錄表中；（6）斷開開關(guān)，整理器材，分析論證得出結(jié)論。5.【實(shí)驗(yàn)表格】編號(hào)材料長度/m橫截面積/電流表示數(shù)/mAA鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5E細(xì)鐵絲0.50.56．【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）導(dǎo)體電阻的大小取決于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積，還與溫度有關(guān)。（2）材料、橫截面積相同的導(dǎo)體，長度越長，電阻越大。（3）材料、長度相同的導(dǎo)體，橫截面積越小，電阻越大。（4）另外，電阻還跟溫度有關(guān)。一般情況，溫度越高，電阻越大。在其他條件相同的情況下，電阻較小的材料導(dǎo)電性能較強(qiáng)；反之，電阻較大的材料導(dǎo)電性能較弱。7．【注意事項(xiàng)】（1）連接電路前開關(guān)應(yīng)斷開。（2）閉合開關(guān)前要檢查電路的連接情況，并進(jìn)行試觸，以確保不損壞電流表。1.實(shí)驗(yàn)原理：在電壓不變的情況下，通過電流的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化。（也可以用串聯(lián)在電路中小燈泡亮度的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化）2.實(shí)驗(yàn)方法：（1）控制變量法：①探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系時(shí)，控制長度和橫截面積均相同；②探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系時(shí)，控制材料和橫截面積相同相同；③探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系時(shí)，控制材料和長度相同。轉(zhuǎn)換法：通過比較電流表示數(shù)（或燈泡亮度）來判斷導(dǎo)體電阻的大小。3.實(shí)驗(yàn)評(píng)估：（1）單純用電流表：電路中電流過大，容易燒壞電流表。（2）單純用小燈泡：小燈泡的亮度變化不易觀察，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。（3）合理方案：把電流表和小燈泡串聯(lián)接入電路。【典例1】如圖所示是探究“電阻的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)演示板上固定有實(shí)驗(yàn)中用到的各種導(dǎo)體，導(dǎo)體情況如表所示．

導(dǎo)體代號(hào)

A

B

C

D

E

F

G

長度（m）

1.00.5

1.5

1.0

1.21.5

0.5

橫截面積（）3.2

0.8

1.2

0.8

1.2

1.2

1.2

材料錳銅鎢

鎳鉻絲錳銅

鎢

錳銅鎳鉻絲（1）在溫度一定的條件下，依次把M、N根C、G導(dǎo)體的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表示數(shù)，分析比較C、G兩根導(dǎo)體電阻的大小，可探究導(dǎo)體電阻跟______的關(guān)系，其結(jié)論是：______（2）類似步驟（1），依次把M、N跟______的兩端連接，可探究電阻跟材料的關(guān)系；為了研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系，應(yīng)選擇導(dǎo)體D和導(dǎo)體______進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（3）本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了______法來探究每一個(gè)因素對(duì)電阻大小的影響．試根據(jù)你學(xué)過的物理知識(shí)再列出一個(gè)用這種方法研究的例子：______．答案：（1）長度；當(dāng)材料和橫截面積都相同時(shí)，導(dǎo)線越長，電阻越大；（2）C、F；A；（3）控制變量法；探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小、接觸面粗糙程度的關(guān)系．解析：（1）C、G的材料、橫截面積都相同，長度不同，所以C、G可以探究電阻與長度的關(guān)系；其結(jié)論是：當(dāng)材料和橫截面積都相同時(shí)，導(dǎo)線越長，電阻越大；（2）探究電阻跟材料的關(guān)系，要控制導(dǎo)體的長度和橫截面積相同，材料不同，所以應(yīng)選擇C、F導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；要研究電阻跟橫截面積的關(guān)系，必須選取材料、長度都相同的兩根導(dǎo)線，所以應(yīng)選擇A、D導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（3）探究每一個(gè)因素對(duì)電阻大小的影響時(shí)運(yùn)用了控制變量法；采用此方法進(jìn)行探究的還有：探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小、接觸面粗糙程度的關(guān)系．【典例2】“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在實(shí)驗(yàn)中使用四根電阻絲，其材料規(guī)格如下表所示。編號(hào)材料長度/m橫截面積/燈泡亮度A錳銅合金0.50.8亮B鎳鉻合金0.50.8較亮C鎳鉻合金0.50.4較暗D鎳鉻合金1.00.4暗（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察___________比較電阻絲電阻的大小。（2）實(shí)驗(yàn)中采用的研究方法是___________和轉(zhuǎn)換法。（3）分別將編號(hào)為___________的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)。（4）分別將編號(hào)為B、C的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的___________有關(guān)。（5）分別將編號(hào)為C、D的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論被實(shí)際應(yīng)用到了___________的工作原理中。A.電壓表 B.電流表 C.滑動(dòng)變阻器（6）實(shí)驗(yàn)過程中某小組同學(xué)更換電阻絲后發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯，可用___________代替小燈泡完成實(shí)驗(yàn)。答案：（1）小燈泡亮度（或“小燈泡的亮暗程度”）（2）控制變量法（3）A、B（4）橫截面積（5）C（或“滑動(dòng)變阻器”）（6）電流表解析：（1）在實(shí)驗(yàn)中，電阻的大小是通過觀察燈泡的亮度來體現(xiàn)的，燈泡的亮度越暗，說明電阻越大。

（2）導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)，因此要研究電阻大小與每一個(gè)因素的具體關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法；通過觀察燈泡的亮度來體現(xiàn)電阻的大小，這是用到轉(zhuǎn)換法，故本實(shí)驗(yàn)中采用的研究方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法。

（3）電阻大小若不考慮溫度的前提下，要研究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)，就要使導(dǎo)體的長度和橫截面積保持不變，故選用編號(hào)A、B。

（4）編號(hào)B、C兩根電阻絲，材料、長度都相同，橫截面積不同，將電阻絲分別接入電路中，燈泡的發(fā)光情況不同，故可以得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。

（5）編號(hào)C、D兩根電阻絲，材料、橫截面積都相同，長度不同，把他們分別接入電路中，燈泡的發(fā)光情況不同，且編號(hào)D的電阻絲比編號(hào)C的電阻絲，燈泡發(fā)光情況要暗，相當(dāng)于改變電阻絲接入電路中的長度來改變接入電路中電阻的大小，與滑動(dòng)變阻器的工作原理相同，故AB不符合題意，C符合題意。故選C。

（6）更換電阻絲后，小燈泡的亮度不明顯，說明電阻絲的電阻太大，流過小燈泡的電流太小，為了完成實(shí)驗(yàn)可以用電流表代替小燈泡。通過觀察電流表示數(shù)的大小，來判斷接入電路中電阻絲阻值的大小?！緦?duì)點(diǎn)1】小明利用如圖所示的裝置探究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)板上固定著四根金屬絲a、b、c、d，它們的材料、長度和橫截面直徑如表中所示，不考慮溫度對(duì)電阻的影響。序號(hào)材料長度/m橫截面積a錳銅合金1.00.8b鎳鉻合金1.00.8c鎳鉻合金1.01.2d錳銅合金0.50.8（1）該實(shí)驗(yàn)中，通過觀察_______來比較導(dǎo)體電阻的大小。實(shí)驗(yàn)中把不同的電阻絲分別接入電路，閉合開關(guān)后記錄對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)，電流表的示數(shù)越大則反映出所接入的電阻絲的阻值越______（選填“大”或“小”）。（2）利用金屬絲______和______（填寫材料序號(hào)），能探究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料是否有關(guān)。（3）依次把M、N跟b和c的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)，分析比較這兩根金屬絲電阻的大小，能得出導(dǎo)體的電阻大小與______有關(guān)。（4）依次把M、N跟a和d的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)，分析比較這兩根金屬絲電阻的大小。小明所探究的問題是：______？答案：（1）電流表的示數(shù)；?。?）a；b（3）橫截面積（4）導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的長度是否有關(guān)解析：（1）電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，電阻越大，對(duì)電流的阻礙作用越大，電流越小，該實(shí)驗(yàn)中，通過觀察電流表的示數(shù)來比較導(dǎo)體電阻的大小，電流表的示數(shù)越大則反映出所接入的電阻絲的阻值越小，這里用到了轉(zhuǎn)換法。（2）探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體的材料的關(guān)系，應(yīng)控制導(dǎo)體的長度、橫截面積相同，故應(yīng)選擇金屬絲ab。（3）b和c導(dǎo)體的材料相同，長度相同，橫截面積不同，電阻不同，可知導(dǎo)體的電阻大小與橫截面積有關(guān)。（4）a和d導(dǎo)體的材料相同，橫截面積相同，長度不同，電阻不同，可知導(dǎo)體的電阻大小與長度有關(guān)?！緦?duì)點(diǎn)2】在“探究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中：小敏、小亮為探究活動(dòng)準(zhǔn)備了四根材料、長度、粗細(xì)如圖甲所示的電阻線，他們已經(jīng)完成了圖乙的部分實(shí)物連接（點(diǎn)E、F待接入電阻線）。（1）小亮要探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該選用___________兩條導(dǎo)線（填導(dǎo)線的代號(hào)字母）分別接入E、F間進(jìn)行對(duì)比，用到的科學(xué)方法是___________；（2）小敏將圖丙的熱敏電阻連接在圖乙所示的電路中E、F間，先后將熱敏電阻放在冷水和熱水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則小敏的實(shí)驗(yàn)探究的是___________對(duì)導(dǎo)體電阻的影響。答案：（1）a、c；控制變量法（2）溫度解析：（1）探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系時(shí)，除導(dǎo)體的長度不同外，其他變量都應(yīng)該控制相同，這運(yùn)用了控制變量法，所以要選擇材料和橫截面積都相同的電阻絲，故選a、c兩條導(dǎo)線。（2）將熱敏電阻分別放在冷水和熱水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除溫度不同外，其他變量都相同，所以探究的是溫度對(duì)導(dǎo)體電阻的影響。1.（黑龍江綏化）在“探究影響電阻大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用如圖所示的電路分別對(duì)“導(dǎo)體電阻跟它的材料、長度、橫截面積有關(guān)”的猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．實(shí)驗(yàn)中使用4根電阻絲，其規(guī)格、材料如下表所示．（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察來比較電阻的大小，此過程用到的研究方法是_________(2)分別將C、D兩根合金絲接入電路，可初步探究出的結(jié)論是：