1、实验二十一探究影响导体电阻大小的因素核心考点:【猜想与假设】导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积有关。【设计与进行实验】1.实验器材:开关、电源、带鳄鱼夹的导线、规格不同的镍铬合金丝、灯泡、电流表等。2.实验步骤:图1 图2实验一:导体电阻大小与长度的关系(如图1)材料横截面积接入长度电流I/A电阻(填“大”或“小”)镍铬合金S50cm0.094A大镍铬合金S30cm0.157A小结论1:在材料、横截面积相同时,电阻大小与导体长度有关,长度越长,电阻越大。实验二:导体电阻大小与横截面积的关系(如图1)材料横截面积接入长度电流I/A电阻(填“大”或“小”)镍铬合金S50cm0.094大镍铬
2、合金4S50cm0.168小结论2:在材料、长度相同时,导体电阻大小与横截面积有关,横截越大,则电阻越小。实验三:导体电阻大小与材料的关系(如图2)材料横截面积接入长度电流I/A电阻(填“大”或“小”)镍铬合金S50cm0.094A大铜丝S50cm0.963A小结论3:导体电阻大小与导体材料有关。【拓展实验】实验:将废旧的白炽灯的钨丝小心地取出,接入电路中,闭合开关记下电流表示数,再通过酒精灯给钨丝加热,观察电流表示数。实验现象:加热过程中,电流表示数明显减小,加热到钨丝发红时,灯泡变暗,甚至不发光。现象分析:导体的电阻大小与导体温度有关。【实验结论】导体电阻大小取决于导体的材料、长度和横截面
3、积,还与导体的温度有关。在导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。在导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。导体的长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关。【实验方法】(1)转换法:在电源电压不变的情况下,通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。(2)控制变量法:探究导体电阻与导体材料的关系:选取长度、横截面积均相同的不同材料制成的导体;探究导体电阻与导体长度的关系:选取横截面积、材料均相同,长度不同的导体;探究导体电阻与导体横截面积的关系:选取长度、材料均相同,长度不同的导体;【交流与讨论】(1)电路连接时开关应断开。(2)电流表的使用及读数。(3)
4、画电路图或连接实物电路图。(4)实验中应多次测量,让实验结论更具有普遍性。(5)实验中使用电流表或小灯泡的评价:当电阻变化较大时,选用电流表或小灯泡都能够直观反映出来;但若电阻变化不大时,优先选用电流表,使用电流表能够直观判断电阻的变化情况,通过小灯泡亮度无法直观比较出电阻变化情况。【实验评估】为了使电路更安全地工作,可在电路中串联一个滑动变阻器,且在开关闭合前滑动变阻器滑片移动到阻值最大处。针对训练在“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、材料如下表所示.编号材料长度
5、/m横截面积/mm2电流大小/AA锰铜合金0.50.80.4B镍铬合金0.50.80.32C镍铬合金0.50.40.16D镍铬合金10.40.08(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。(4)实验中电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越。(5)若依次把A、B两根合金丝接入电路,闭合开关记录电流表的示数,分析比较这两根合金丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的的关系。(6)将B合金丝接入电路,闭合开关后用
6、酒精灯对其进行加热,每隔10 s记录一次电流值,实验测得的数据如下表,由此可以得出导体的电阻随温度的升高而。实验次数1234电流/A0.160.190.210.22(7)将合金丝D对折后接入电路中,发现电流表的示数与将合金丝D全部接入电路时变大,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小.请你判断这种做法是否正确?(选填“正确”或“错误”),理由是:。(8)某同学认为将图中电流表换成小灯泡实验现象更明显,请你对他的方案作出评价:答案:(1)电流表示数大小;转换法;(2)导体的材料、横截面积(粗细)相同(一定)时,长度越长(越短),电阻越大(越小);(3)B、C;(4)小;(5)材料;(6)增大;(7)错误;实验中没有控制合金丝的长度不变;(8)优点是比较直观,缺点是电路中的电流变化不大时,无法比较电阻大小。