實驗18—探究電阻大小的影響因素實驗(解析版)實驗十八：探究電阻大小的影響因素實驗?zāi)康模禾骄坑绊戨娮璐笮〉囊蛩赜心男?。猜想假設(shè)：影響導(dǎo)體電阻大小的因素可能是導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積等。實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法。實驗設(shè)計：1.在幾個因素中，如何研究其中的一個因素是否影響電阻的大小，常用的方法是控制變量法。具體而言，我們可以：①保持材料和橫截面積一定，研究電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系。②保持材料和長度一定，研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。③保持長度和橫截面積一定，研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系。2.已經(jīng)提供了幾種導(dǎo)體，需要的器材有電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線。3.電路圖：（未提供）實驗過程：1.探究電阻大小跟導(dǎo)體長度的關(guān)系應(yīng)選擇A、B兩根電阻絲。表1：接入的導(dǎo)體長度橫截面積電流/AA（鎳鉻合金絲）LssIB（鎳鉻合金絲）2LssI結(jié)論：導(dǎo)體的材料和橫截面積一定時，導(dǎo)體的長度越長，導(dǎo)體的電阻越大。2.探究電阻的大小跟導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇A、C兩根電阻絲。表2：接入的導(dǎo)體長度橫截面積電流/AA（鎳鉻合金絲）LssIC（鎳鉻合金絲）Ls2sI結(jié)論：導(dǎo)體的長度和材料一定時，導(dǎo)體的橫截面積越小，導(dǎo)體的電阻越大。3.探究電阻的大小跟導(dǎo)體材料的關(guān)系應(yīng)選擇A、D兩根電阻絲。表3：接入的導(dǎo)體長度橫截面積電流/AA（鎳鉻合金絲）LssID（錳銅絲）LssI結(jié)論：導(dǎo)體的電阻與材料有關(guān)。實驗補充：導(dǎo)體的電阻受溫度的影響：1.導(dǎo)體的電阻與它的溫度的高低有關(guān)，金屬導(dǎo)體的電阻通常隨溫度的升高而增大。而有些導(dǎo)體的電阻，如鉛筆芯（石墨），其電阻是隨著溫度的升高而減小。在溫度變化不大時，一般不考慮溫度對電阻的影響。2.在超低溫的情況下電阻突然減小為零。考點方向：1.結(jié)論可總結(jié)成公式，其中ρ叫電阻率，與導(dǎo)體的材料有關(guān)。假如架設(shè)一條輸電線路，一般選鋁導(dǎo)線，因為在相同條件下，鋁的電阻小，減小了輸電線的電能損失；而且鋁導(dǎo)線相對來說價格便宜。2.研究電阻與導(dǎo)體材料關(guān)系時，可以控制長度和橫截面積不變，只改變材料，看電流表示數(shù)的變化，從而得出電阻與材料有關(guān)的結(jié)論。3.該實驗用到了兩個實驗探究方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法。4.該實驗中“轉(zhuǎn)換法”的使用體現(xiàn)把電流表示數(shù)的變化情況來表示電阻的大小。5、在實驗中使用了一個規(guī)格的材料進行測試，發(fā)現(xiàn)第一次閉合開關(guān)時電流表的讀數(shù)與一段時間后第二次讀數(shù)有明顯不同，這表明電阻大小受溫度影響。6、如果在實驗過程中電流表出現(xiàn)故障無法使用，可以使用小燈泡來完成實驗。7、在實驗中選擇小量程電流表，以提高測量精度，因為更靈敏的電流表可以提高測量精度?！緞?chuàng)新母題】：如圖所示，在探究影響導(dǎo)體電阻大小因素的實驗中，導(dǎo)線a、b、c粗細相同，b、d粗細不同；a、b、d長度相同，根據(jù)實驗回答下列問題。2(1)該實驗是通過觀察電流表的示數(shù)或燈泡的亮暗程度來間接比較導(dǎo)線電阻的大?。贿@種研究方法屬于轉(zhuǎn)換法。(2)選擇小量程電流表的原因是為了提高測量精度，使實驗現(xiàn)象更加明顯。(3)如果電流表故障，可以使用小燈泡來代替，但是精度較低。(4)選用導(dǎo)線a、b分別接入電路中，是為了探究電阻大小與導(dǎo)體材料有關(guān)。(5)選用導(dǎo)線b、c分別接入電路中，是為了探究電阻大小與導(dǎo)體長度有關(guān)，長度越長，電阻越大。(6)選用導(dǎo)線b、d分別接入電路中，是為了探究電阻大小與導(dǎo)體橫截面積有關(guān)。(7)導(dǎo)體的電阻大小除了與上述因素有關(guān)外，還可能與溫度有關(guān)，如果需要探究具體關(guān)系，應(yīng)該采用控制變量法來研究?！敬鸢浮浚海?）電流表或燈泡的亮暗程度；轉(zhuǎn)換法。（2）提高測量精度，使實驗現(xiàn)象更加明顯。（3）小燈泡。（4）導(dǎo)體材料。（5）導(dǎo)體長度；在其他條件相同的情況下，長度越長，電阻越大。（6）導(dǎo)線b、d。（7）溫度；控制變量法。分別接入電路中，然后通過改變電壓或電阻來使兩個燈泡通過的電流大小相同，此時可以觀察燈泡的亮暗程度，如果兩個燈泡亮暗程度不同，則說明燈泡亮暗程度不僅與電流大小有關(guān)，還與其他因素有關(guān)；（3）實驗中，通過對鎳鉻合金絲進行加熱和冷卻來改變導(dǎo)體的溫度，觀察電流表示數(shù)的變化情況。這基于的假設(shè)是導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)，即隨著導(dǎo)體溫度的升高，導(dǎo)體電阻會增大，反之亦然。(3)將A和D兩電阻絲接入圖M、N兩點間，電流表示數(shù)不相同，初步得到的結(jié)論是：當(dāng)長度和橫截面積相同時，導(dǎo)體電阻跟材料有關(guān)。(4)為了進一步研究導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能，需要測量導(dǎo)體的電阻。但通過觀察發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)過小，會導(dǎo)致實驗誤差。解決這一問題的措施是換用小量程進行實驗。(5)若要繼續(xù)探究溫度對電阻的影響，需要選擇同一材料的不同電阻絲，改變溫度進行探究。整個過程用到的實驗方法是控制變量法。2.由圖可知，電壓表并聯(lián)在電阻AP的兩端，測量的是電阻AP兩端的電壓。通過調(diào)節(jié)鎳鉻合金絲上的滑動片，可以改變電壓表并聯(lián)接入被測量的電阻值，從而改變電壓表的示數(shù)。因此，當(dāng)AP部分的電阻越大時，電壓表的示數(shù)也會越大，但連入電路的總電阻和電流保持不變。3.在實驗中，為了精確測量電阻的大小與長度的關(guān)系，還需要使用刻度尺來測量電阻絲的長度。4.為了反映AP間電阻的變化，可以在電路中串聯(lián)一個電流表。根據(jù)歐姆定律，電流表示數(shù)越大，AP間電阻越小。5.為了進一步研究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系，可以使用酒精燈緩慢地加熱鎢絲。觀察到靈敏電流計的示數(shù)變小，說明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大。練習(xí)8：你贊同小亮的觀點，因為燈泡可以保護電路，防止燒壞電流表。為了驗證猜想二，可以依次將M、N與電阻絲B的兩端相連，閉合開關(guān)，記錄電流表的示數(shù)。通過比較這兩根電阻絲的電阻大小，可以得出結(jié)論。將M、N依次與電阻絲A、B的兩端連接，閉合開關(guān)，記錄電流表的示數(shù)。通過比較A、B兩根電阻絲的電阻大小，可以探究電阻與橫截面積的關(guān)系，得出結(jié)論。小麗手邊只有一根電阻絲，無法完成猜想三的實驗驗證。以上方法中，沒有使用控制變量法的實驗是未知的。小明進行的實驗旨在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素。他采用了如圖所示的電路，其中a、b、c、d是四根合金絲。通過測量它們兩端的電壓，得到了一次實驗的部分數(shù)據(jù)如表所示。（1）根據(jù)歐姆定律，四根合金絲串聯(lián)在電路中，它們兩端的電壓之比等于它們的電阻值之比。為探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系，應(yīng)比較合金絲a和b兩端的電壓。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，合金絲d兩端的電壓為0.32V。（2）在得到上表數(shù)據(jù)的過程中，不能改變滑動變阻器滑片的位置。為得到更可靠的實驗結(jié)論，應(yīng)多次實驗。每次實驗測量合金絲兩端電壓之前，需進行的一項實驗操作是調(diào)節(jié)電源電壓，使其保持恒定。關(guān)于導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系，小明進行了理論探究。他選取了某金屬絲電阻為R、長度為L的導(dǎo)體，將n根這樣的導(dǎo)體串聯(lián)在電路中，得到總長度為nL，總電阻為nR。根據(jù)這個關(guān)系，他計算出了上表中合金絲b兩端的電壓應(yīng)該為0.4V。要探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，需要保證導(dǎo)體的材料和長度都相同，而導(dǎo)體的橫截面積不同。因此，小明選擇了a和c電阻絲，并利用電壓表測量導(dǎo)體兩端的電壓。根據(jù)電壓表的示數(shù)，他得出了電壓為0.4V。在得到上表數(shù)據(jù)的過程中，為了保證電壓不