实验题17探究导体电阻大小与哪些因素有关解析版冲刺2021年中考物理实验专题精做精练通用版

实验题17探究导体电阻大小与哪些因素有关（解析版）-冲刺2021年中考物理实验专题精做精练（通用版）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：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：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=ρL/S，其中ρ叫电阻率，与导体的材料有关。记住：ρ银ρ铜ρ铝，ρ锰铜ρ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).201URU(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。[2]R0和RT串联，当温控室的温度为t1时，两电压表示数分别为U1、U2，根据分压原理可知012TRUUR则此时热敏电阻的阻值20T1URRU(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)[2][3]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。_____①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____｡②排除故障，移动滑片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____Ω｡(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。①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。②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。③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).(2).滑动变阻器断路(3).2.8V(4).20(5).不应(6).14Ω~15Ω(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0~3V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：①[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。②[3]电压表的量程为0~3V，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2.8V==20Ω0.14AURI(2)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15Ω，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14Ω，所以铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω。(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0.50.80.32c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U＝1.5V)B．电流表A1(量程0～100mA)C．电流表A2(量程0～0.6A)D．电阻箱R0(阻值0～999.9Ω)E．待测电阻丝R(阻值约为10Ω)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Ω。(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Ω。【答案】：(1)0.8；(2)控制变量；(4)B；(5)999.9；(6)越大；(7)0.3。【解析】：(1)根据刻度尺读出电阻丝的长度为：l＝1.60cm，则电阻丝的直径为：d＝1/n＝1.6cm/20＝0.08cm＝0.8mm；(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I＝U/R＝1.5V/10Ω＝0.15A＝150mA，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0～999.9Ω)可知，电阻箱的阻值应调整到999.9Ω。(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10A﹣1，所以电流为I'＝1/10A＝0.1A，则电阻箱的电阻为：R'＝U/I’＝15V/0.1A＝15Ω，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12A﹣1，所以电流为I''＝1/12A，则电路总电阻为：R总＝U/I”＝18Ω，所以10cm电阻丝的电阻为：R＝R总﹣