2019年中考物理实验专题复习——探究影响导体电阻大小因素的实验(答案解析)

2019年中考物理实验专题复习——

探究影响导体电阻大小因素的实验

答案解析

1．（2018•乌鲁木齐）某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系，如图所示是该实验的电路图。

（1）闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片P1，电路中的电流　不变　（选填“变大”“变小、”或“不变”）。

（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片P2向　右　移动。

（3）移动铅笔芯上面的滑片P1，记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数，数据如下：

AP1/m m 030.

60.

90.

120.

150.

180.

U/V00.4

0.8 1.2 1.6 2.0 2.4

通过数据反映出的规律和　欧姆定律　可以推出导体的电阻与导体的长度成　正　比的结论。若图示位置时电压表示数为0.9V，滑片P2向右移动一段距离，电压表示数变为1.2V，滑片P2再向右移动一段相同的距离，电压表示数为　1.8　V。

【分析】（1）闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片P1，不能改变电路中的电阻，利用欧姆定律分析电路中的电流变化；

（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，说明滑动变阻器分压太大，

应该减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器连入的电阻；

（3）由表中数据可知，可得铅笔芯AP1段两端的电压随AP1长度的增大而增大，并且成倍数的最大，可得铅笔芯AP1段两端的电压与AP1长度成正比；根据欧姆定律可知铅笔芯AP1段两端的电压与AP1间电阻成正比；最后得出导体的电阻与导体的长度的关系。

图示位置时电压表示数为0.9V，利用“通过铅笔芯的电流等于总电流”和欧姆定律得出等式；同理当滑片P2向右移动一段距离，设滑动变阻器连入电阻减小值为△R，利用欧姆定律列出等式；两等式相比得出R0+R1=4△R；当滑片P2再向右移动一段相同的距离，滑动变阻器连入电阻减小值为2△R，再利用欧姆定律列出等式，和第一个等式相比得出最后电压表的示数。

【解答】解：

（1）由图知，铅笔芯和滑动变阻器串联，电压表测滑片P1左侧部分铅笔芯的电压，因电压表在电路中相当于断路，所以可知整个铅笔芯连入电路，则向右移动滑片P1时，不能改变电路中的电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变；

（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，说明滑动变阻器分压太大，应该减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器连入的电阻，即应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动；

（3）由表中数据可知，电压表的示数（即铅笔芯AP1段两端的电压）随AP1长度的增大而增大，并且成倍数的增大，所以铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的长度成正比；

电路中电流不变，由U=IR可知，铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的电阻成正比；

由此可以推出：导体的电阻与导体的长度成正比。

图示位置时电压表示数为0.9V，设电源电压为U、整个铅笔芯的电阻为R0、与电压表并联部分的电阻为R0左、此时滑动变阻器连入电阻为R1，

串联电路的电流处处相等，由欧姆定律可得此时电路中电流：

=，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当滑片P2向右移动一段距离，设滑动变阻器连入电阻减小值为△R，电压表示数变为1.2V，

由欧姆定律可得此时电路中电流：

=，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

得：

==1﹣，

化简可得：

R0+R1=4△R，

代入①得：

=，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

当滑片P2再向右移动一段相同的距离，滑动变阻器连入电阻减小值为2△R，

设此时铅笔芯两端电压为U3，

由欧姆定律可得此时电路中电流：

===，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④

得：

==，

解得：U3=1.8V。

故答案为：（1）不变；（2）右；（3）欧姆定律；正；1.8。

【点评】本题为难度较大的电路动态分析题，易错点在最后一空的解答，利用“通过铅笔

芯的电流等于总电流”和欧姆定律列出三个等式是关键。

2．（2018•天津）在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用图所示的电路

分别对导体电阻跟它的长度、橫截面积、材料有关的猜想进行实验验证：

（1）为验证“导体电阻跟长度有关”，下表中可选用的三种导体是　B、D、E　（填导体代号）；

导体代号长度/m横截面积/mm2材料

A 1.00.2锰铜

B 1.00.4锰铜

C 1.00.6锰铜

D0.50.4锰铜

E 1.50.4锰铜

F 1.00.6镍铬合金

G 1.00.6铁

（2）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察　灯泡的亮度　也可以判断导体电阻大小，但不足之处是　当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分　。

【分析】（1）影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积、温度，在探究过程中需用到控制变量法；

（2）在电源电压一定的情况下，导体电阻越大，电路电流越小，灯泡越暗；导体电阻越小，电路电流越大，灯泡越亮；因此可以通过观察灯泡的亮度来判断电阻的大小，应用了转换法；但当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。

【解答】解：

（1）为了研究导体电阻与导体长度的关系，则需使导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用的三种导体是B、D、E；

（2）实验中可通过通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小，但是当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分，所以不科学。

故答案为：（1）B、D、E；（2）灯泡的亮度；当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。

【点评】本题考查探究电阻大小的影响因素，实验时注意使用控制变量法，控制变量法在物体学研究中经常用到。

3．（2017•桂林）小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时，产生了一些疑惑；实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体，而不选用常见的铜丝？难道选用钢丝会不利于探究？带着这些思考，小禹决定进行实验验证；

（1）为了能够更好地反映出电阻的变化，小禹可以在如图所示的电路中接入　电流表　，且与研究导体　串　联。

（2）连接电路时，开关必须处于　断开　状态。

（3）实验中，选择一根带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变　接入导体的长度　。（4）分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验，记录实验结果于下表，对比实验记录，发现用　铜丝　作为研究导体，实验现象不明显。不明显之处是：　铜丝电阻小，电流变化小　。