初中物理影响电阻大小的因素解答题

探究影响电阻大小的因素：有 $a$、 $b$、 $c$、 $d$四根不同的电阻丝， $b$、 $c$、 $d$跟 $a$相比，分别只有一个因素不同： $b$与 $a$长度不同； $c$与 $a$横截面积不同； $d$与 $a$材料不同。实验方案有如下两种

方案	甲	乙
电路
原理	①将电阻丝 $a$、 $b$、 $c$、 $d$分别接在 $M$、 $N$之间，测出电路中的电流。电流表的示数越大，表示接入的电阻丝阻值越　　。	②将电阻丝 $a$、 $b$、 $c$、 $d$串联在电路中，用电压表分别测出它们两端的电压。电压表的示数越大，表示被测的电阻丝阻值越　　。

（2）增加一把刻度尺，探究电阻大小与长度是否成正比。请选择上述方案中的填　　 $($ “甲”或“乙” $)$，具体做法：　　。

在其他条件相同的情况下，电阻较小的导体，其材料的导电性能较强。如图所示的电路中， $R_1$是甲种材料制成的电阻丝， $R_2$是乙种材料制成的电阻丝，它们的横截面积相同，长度分别为 $L_1$、 $L_2$且 $L_1>L_2$．闭合开关 $S$后，观察到电流表 $A_1$的示数 $I_1$大于电流表 $A_2$的示数 $I_2$．请分析并判断甲、乙两种材料导电性能的强弱。

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、横截面积、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　　（填导体代号）；

导体代号	长度 $/m$	横截面积 $/m{m}^2$	材料
$A$	1.0	0.2	锰铜
$B$	1.0	0.4	锰铜
$C$	1.0	0.6	锰铜
$D$	0.5	0.4	锰铜
$E$	1.5	0.4	锰铜
$F$	1.0	0.6	镍铬合金
$G$	1.0	0.6	铁

（2）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察　　也可以判断导体电阻大小，但不足之处是　　。

某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。它们的材料相同，外形都如图甲所示，他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系。在老师的帮助下，他们测量了部分导体厚度 $h$、边长 $a$和电阻 $R$，并记录在表格中。（在测量电阻时，老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路；实验时环境温度保持不变。 $)$

根据以上信息，请回答下面问题：

（1）分析表格中的数据可得：该种导体电阻大小与边长 $a$　　（选填“有关”或“无关” $)$，与厚度 $h$成　　（选填“正比”或“反比” $)$。

（2）从该种导体中，选取了厚度 $h$之比为 $2:3$、边长 $a$之比为 $2:1$的两个导体 $R_1$、 $R_2$，按图丙方式串联后接在闭合电路中，设两端的电压为 $U_1$， $R_2$两端的电压为 $U_2$，则 $U_1:U_2=$　　。

（3）现代集成电路技术需要电子元件微型化，且集成度越高，电子元件越需要微小。现某集成电路需要一只阻值为 $1.6\times {10}^{-3}\Omega$的该种导体，小华从边长 $a$为 $5\mathit{mm}$、 $10\mathit{mm}$、 $15\mathit{mm}$、 $20\mathit{mm}$的四个导体中选择了边长为 $5\mathit{mm}$的导体。与其它三个导体相比，请分析该导体工作时的优缺点：　　。

次数	厚度 $h/\mathit{mm}$	边长 $a/\mathit{mm}$	电阻 $R/\times {10}^{-3}\Omega$
1	1	5	1.6
2	1	10	1.6
3	1	15	1.6
4	1	20	1.6
5	2	10	0.8
6	4	10	0.4
7	5	10	0.32

现有一个电压表，若干导线、两节干电池和一个开关，请你设计一个实验来判断两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小。

（1）画出实验电路图。

（2）说明实验的步骤以及需要测量的物理量。

（3）小金认为，根据上述操作即可判断这两种材料导电性能的强弱，你认为小金得出结论的依据是什么？（不考虑温度对电阻的影响）

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？难道选用铜丝会不利于探究？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 　    　，且与研究导体 　 　联。

（2）连接电路时，开关必须处于 　 　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 　              　。

（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 　  　作为研究导体，实验现象不明显。不明显之处是： 　                     　。

研究导体	铜丝				镍铬合金丝
长度/cm	100	80	50	100	100	80	50	100
直径/mm	0.5	0.5	0.5	0.7	0.5	0.5	0.5	0.7
灯泡亮度	很亮	很亮	很亮	很亮	较亮	较亮	亮	亮
电流/A	0.42	0.42	0.43	0.43	0.24	0.26	0.31	0.30

（5）通过实验，小禹解开了心中的疑惑，并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用，如在图2所示的"探究电流与电阻的关系"实验中，将电阻R由5Ω换成10Ω后，滑动变阻器的滑片应该向 　     　（选填"上"或"下"）端移动，以起到使电阻R两端电压 　      　的作用。

阅读短文，回答问题。

压力传感器

压力传感器种类很多，电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器的原理如图1所示，金属梁右端为固定端，左端为自由端，金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片，应变片结构如图2所示，它主要是由基底、金属电阻丝和引线等组成，电阻丝固定在基底上，当应变片被拉长时，金属电阻丝同时被拉长，电阻丝的电阻变大，反之，当应变片把压缩时，金属电阻丝变短，电阻丝的电阻变小。

当自由端受到向下的压力时，金属梁向下弯曲，上应变片被拉长，下应变片被压缩，如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流通过时。上应变片引线间两端电压为，下应变片引线间两端电压为．传感器可以通过输出两个电压的差值来反映压力的大小。

请回答下列问题：

（1）当应变片被拉长时，金属电阻丝的电阻或变大，原因是　　。

（2）当金属梁没有受到压力时，由于　　，所以，

（3）当金属梁受力向下弯曲时，　　，　　（选填“变大”、“变小”或“不变”

在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。

（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与　   　相连，防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过　　的方式改变了水的内能。

（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？

额定容量	$2.0L$
额定电压	$220V$
额定功率	$2000W$
频率	$50\mathit{Hz}$

（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为 ${15}^{°}\text{C}$的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时 $7\mathit{min}$。已知烧水时气压为1个标准大气压， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，则该电热水壶的加热效率为多少？

（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。

某实验小组在探究"金属丝电阻大小与长度的关系"实验中，取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在 $A$ 、 $B$ 接线柱上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹 $P$ ．实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压 $3V)$ 、滑动变阻器 $\left(20\Omega 2A\right)$ 、刻度尺、开关和导线若干。

（1）为了测量 $\mathit{AP}$ 段的电阻 $R$ ，他们连接了如图甲所示的电路。连接电路时，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 　 　端（填"左"或"右" $)$ 。

（2）该实验小组闭合开关后，小天同学观察发现电压表的读数为 $3V$ ，电流表的指针几乎没有发生偏转，则电路可能出现的故障是电阻丝 $\mathit{AP}$ 部分发生 　　。

（3）某次实验中测得电压表的读数为 $2.1V$ ，电流表指针偏转如图乙所示，则此时金属丝的电阻 $R=$ 　　 $\Omega$ 。

（4）实验中移动金属夹 $P$ ，分别测出 $\mathit{AP}$ 段的长度 $\iota$ 和对应的电压、电流值，并计算出对应的电阻值 $R$ ，其中 $\iota$ 和 $R$ 的数据如表：

$\iota /\mathit{cm}$	30	40	50	60	70	80
$R/\Omega$	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

分析表中数据，可知 　　。

在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，采用如图甲所示的实验装置， $a$、 $b$、 $c$是镍铬合金制成的三根导线， $a$、 $b$长度相同但粗细（横截面积）不同， $a$、 $c$粗细相同而长短不同，导线 $d$由锰铜合金制成，长短、粗细与导线 $b$相同。

（1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越　小　；

（2）将导线 $a$接在 $M$、 $N$之间，闭合开关，电流表示数如图乙所示，此时电流为　　 $A$；

（3）依次将导线 $b$、 $c$、 $d$替换导线 $a$接入电路，电流表对应的示数如下表所示：

导线代号	$a$	$b$	$c$	$d$
电流表的示数	$-$	$1.3A$	$2.2A$	$2.7A$

①选导线 $a$、 $b$比较是为了探究导线电阻的大小与　　的关系；探究导线电阻的大小与材料的关系，应选用的两根导线是　　（填写导线代号）；

②由此可知：导线电阻的大小与材料有关，用相同材料制成的导线长度越　　，横截面积越　　，电阻越大；

（4）若想进一步用“伏安法”测量导线 $a$的电阻，除了如图甲所示的器材外，至少还需要在此电路接入一个　　表和一个变阻器，连好电路后，经多次测量，绘得导线 $a$的 $U-I$图象如图丙所示，则其电阻为　　 $\Omega$。