实验探究导体电阻与其影响因素的关系

探究导体电阻与其影响因素的关系1实验探究导体电阻与其影响因素的关系实验目的1.探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系.2.掌握控制变量法在物理研究中的应用.3.探究导体电阻与材料的关系，测量金属丝的电阻率.实验准备一、知识回顾1.探究导体电阻大小与长度、横截面积之间的定量关系.用法进行探究．保持横截面积和材料两个因素不变的条件下，改变导体长度，测出相应的电阻及导体长度，可得出电阻与导体长度关系．然后再依次研究电阻与横截面积因素的关系．由于金属丝的电阻较小，为减小误差，测量电阻时应采用电流表法．2.探究导体电阻与材料的关系.选择至少两种不同材料的导体（例如镍铬合金丝和康铜丝），测出它们的长度、横截面积和电阻，利用实验一的等式结论分别计算出等式中的比例系数.这个比例系数叫做_______________.3.4..测定金属的电阻率.根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率.二、注意事项1.由于实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法.2.本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路.3.本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化.4.由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大.三、实验器材螺旋测微器、刻度尺、学生电源（4～6V的直流电）、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、粗细不同的三种康铜金属丝、粗细不同的三种镍铬金属丝（康铜金属丝和镍铬金属丝三种型号的粗细对应相同）.探究过程探究导体电阻与其影响因素的关系2一、实验过程探究导体电阻的影响因素探究导体电阻与其影响因素的关系3测定金属的电阻率二、数据记录探究导体电阻与其影响因素的关系4三、实验结论归纳总结仪器的选择1.选用电流表、电压表时，要根据电源电动势、电阻的大小和额定功率等考虑所测电流、电压的最大值，不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器．在实验电路中测量电流、电压时，电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小，以减小误差，电流表、电压表的读数为满刻度2/3左右时，读数较准确．2.选用滑动变阻器，若用“限流式”，一般选用阻值适当大的滑动变阻器，但不是越大越好，因阻值很大时，在实验过程中可能只用到其阻值较小的一部分，这样滑动触头只能在很短的范围内调节，使用起来很不方便．若采用“分压式”，应选择阻值适当小一些的滑动变阻器，这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动的距离成正比例改变，调节起来比较方便．实验练习1．下列关于电阻率的说法正确的是()A．电阻率与导体的长度有关B．电阻率与导体的材料有关C．电阻率与导体的形状有关D．电阻率与导体的横截面积有关2.导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比3.一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后，它的电阻变成()A．R/10000B．R/100探究导体电阻与其影响因素的关系5C．100RD．10000R4.关于电阻和电阻率的说法中，正确的是()A．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B．由R＝U/I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降阺会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度D．将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一5.某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A．4ρ和4RB．ρ和4RC．16ρ和16RD．ρ和16R6.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，在图2－6－6所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则()图2－6－6A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化7.两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图2－6－7所示，可知()图2－6－7A．两电阻的大小之比为R1∶R2＝3∶1B．两电阻的大小之比为R1∶R2＝1∶3C．两电阻丝长度之比为L1∶L2＝3∶1新课标第一网D．两电阻丝长度之比为L1∶L2＝1∶38.两根材料相同的导线，质量之比为2∶1，长度之比为1∶2，加上相同的电压后，通过的电流之比为()A．8∶1B．4∶1C．1∶1D．1∶49.现有半球形导体材料，接成如图2－6－9所示甲、乙两种形式，则两种接法的电阻之比R甲∶R乙为()图2－6－9A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶410.两根材料相同的均匀导线x和y，x长为l，y长为2l，串联在电路中时，沿长度方向电探究导体电阻与其影响因素的关系6势变化如图2－6－10所示，则x、y导线的横截面积之比为()图2－6－10A．2∶3B．1∶3C．1∶2D．3∶111.12.13.14.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．⑴从图中读出金属丝的直径为________mm；⑵为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A．电压表0～3V，内阻10kΩB．电压表0～15V，内阻50kΩ探究导体电阻与其影响因素的关系7C．电流表0～0.6A，内阻0.05ΩD．电流表0～3A，内阻0.01ΩE．滑动变阻器，0～10ΩF．滑动变阻器，0～100Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________（填序号）；②实验中某同学的实物连线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误错误1：_____________________________错误2：_____________________________⑶若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的电阻率ρ=________．15.在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，实验室备有下列实验器材：A．电压表V1：量程0～3V，内阻约为15kΩB．电压表V2：量程0～15V，内阻约为75kΩC．电流表A1：量程0～3A，内阻约为0.2ΩD．电流表A2：量程0～0.6A，内阻约为11ΩE．变阻器R1：0～100Ω，0.6AF．变阻器R2：0～2000Ω，0.1AG．电池组E：电动势为3V，内阻约为0.3ΩH．开头S，导线若干⑴为减小实验误差，应选用的实验器材有（填代号）_____________________________________；⑵为减小实验误差，应选用图甲中________（填“a”或“b“）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图乙中的实物图用线连接起来；⑶若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图丙所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω．探究导体电阻与其影响因素的关系816.某同学要测电压表V1的内阻RV，测量的电路如图（a）所示，供选择的器材如下：①待测电压表V1：0～3V，内阻约3kΩ②电压表V2：0～6V，内阻约6kΩ③定值电阻R1=3kΩ④定值电阻R2=30Ω⑤滑动变阻器R3：0～1kΩ，1A⑥滑动变阻器R4：0～10Ω，2A⑦电源3.0V，内阻不计⑧开关一个，导线若干根据上述条件，请你完成下面的实验．⑴定值电阻应选________；滑动变阻器应选________．⑵根据电路图a，在图b中用实线把实物连成电路；⑶实验过程中的测量步骤为：移动滑动变阻器触头到某一位置，记录V1、V2的读数U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置，得到一组U1、U2的值，分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系，作出相应图线，如图所示，测得该图线的斜率为k．根据图线的斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表V1内阻的表达式为RV=_______________．17.某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：电流表A1：量程1A，内阻r1约0.5Ω电流表A2：量程30mA，内阻r2约200Ω电压表V1：量程6V，内阻RV1等于20kΩ探究导体电阻与其影响因素的关系9电压表V2：量程10V，内阻RV2约30kΩ滑动变阻器R1，0～20Ω，额定电流2A滑动变阻器R2，0～2000Ω，额定电流1mA电源E：电动势为12V，内阻r约2Ω⑴请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选________．⑵若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L，直径为d，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________，式中符号的含义为_______________________________．18.科学实验是人们认识自然的重要手段．电学实验中经常需要测量某负载的电阻．⑴测电阻的方法有多种，现在有一只标有“220V，100W”的灯泡，它正常工作时的电阻为________Ω．若用多用电表的欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻应________灯泡正常工作时的电阻（填“大于”“等于”或“小于”）．这是因为___________________________________．⑵请你用下列器材设计一个实验，测定灯泡正常工作时的电阻A．220V交流电源B．单刀双掷开关一个C．电阻箱一个（0～999Ω，额定电流1A）D．交流电流表一个（0～0.6A）E．导线若干请画出电路原理图19.某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律，用实验得到下表所示的数据（I和U分别表示小灯泡的电流和电压），则：⑴当U=1.20V时对应的电流表如图甲所示，其读数为A.⑵实验中所用的器材有：电压表（量程3V，内阻约为2kΩ）探究导体电阻与其影响因素的关系10电流表(量程0.6A,内阻约为0.2Ω）滑动变阻器（0～5Ω，1A）电源、待测小灯泡、电键、导线若干⑶根据实验数据，在图丙中画出小灯泡的U-I曲线；⑷如果把这个小灯泡接直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率是W（结果保留2位有效数字）．20.21.一根长为l＝3.2m、横截面积S＝1.6×10－3m2的铜棒，两端加电压U＝7.0×10－2V.铜的电阻率ρ＝1.75×10－8Ω·m，求：(1)通过铜棒的电流；探究导体电阻与其影响因素的关系11(2)铜棒内的电场强度．22.测量液体的电阻率，工业上采用一种称为“电导仪”的仪器，其中一个关键部件如图2－6－5所示，A、B是两片面积为1cm2的正方形铂片，间距为d＝1cm，把它们浸在待测液体中，若通过两根引线加上一定的电压U＝6V时，测出电流I＝1μA，则这种液体的电阻率为多少？图2－6－523.探究导体电阻与其影响因素的关系12答案实验探究导体电阻与其影响因素的关系知识回顾控制变量法外接电阻率𝑅=𝜌𝑙𝑆实验练习1.B2.A3.D4.C5.D6.CD7.B8.A9.D10.B11.AC12.C13.A14.(1)0.680mm（或0.679mm）⑵①ACE②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法⑶ρ=πRd2/4L15.⑴ADEGH⑵b实物连接如