初中物理影响电阻大小的因素实验题

为探究导体电阻大小的影响因素，某同学利用同种合金材料制成的 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响）进行实验， $a$ 、 $b$ 长度相同， $b$ 、 $c$ 粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接入电阻丝 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。

（1）根据示数可以得出以下结论：

①电阻大小不仅跟导体横截面积有关，还跟导体 　　有关。

② 　　电阻丝的阻值最小（选填" $a$ "" $b$ "" $c$ " $)$ 。

（2）该同学更换了电源和电流表，添加了电压表和滑动变阻器，设计了图3（甲 $)$ 所示的电路来测量电阻丝的电阻。

①图3（乙 $)$ 是根据图3（甲 $)$ 连接的实物图，请在错误的导线上打" $\times$ "并连接正确。

②闭合开关后，当滑片 $P$ 向右移动时，电压表示数 　　（选填"变大""变小""不变" $)$ ；当滑片 $P$ 移到某一位置时，电压表的示数为 $1.2V$ ，电流表的示数如图丙所示，则 $R_a=$ 　　 $\Omega$ ；接着他多次改变滑片位置测量 $a$ 电阻丝的电阻值，并求出平均值 $R_a\text{'}$ ，其目的是 　　；

③若电源电压为 $6V$ ， $R_a\text{'}=R_a$ 且保持不变，要使图3（乙 $)$ 连接方式中各电路元件安全，则滑动变阻器的最大值应不小于 　　 $\Omega$ 。

生活中常用的合金是一种复合材料，复合材料通常是由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。由于两种材料的共同作用，使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。

合金	基体材料	增强材料	特性	应用
黄铜	铜	锌	易加工	仪表
青铜	铜	锡	耐磨	齿轮

现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线，请你添加合适的器材，设计一个实验方案，比较黄铜和青铜的导电性哪个强？

（1）实验器材：　　。

（2）实验步骤：　　。

（3）实验结论：　　。

在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中，小明采用了图中所示的电路。闭合开关，夹子 $P$向左滑动时，电阻丝连入电路的长度变长，观察到电流表示数变小，灯的亮度变暗。小明在得出导体电阻与长度关系的同时，还得出”灯泡的亮度由电流大小决定“的结论。

（1）你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是　的。

（2）小丽用 $L_1$ “ $6V3W$ “和 $L_2$” $6V2W$ “的两个小灯泡及 $6V$的电源等器材，设计如下实验来验证小明的结论是否正确，请你帮她将实验步骤填写完整：

①将两个小灯泡串联，接到 $6V$的电路中，则通过两灯的电流　　；灯　　两端的电压较大；可观察到灯　　较亮；

②将两个小灯泡并联，接到 $6V$的电路中，则两灯两端的电压　　；通过灯　　的电流较大，可观察到灯　　较亮。

（3）由以上实验可以得出灯泡的亮度由　　决定。

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　　 $\mathit{mm}$，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 $A_1$（量程 $0~100\mathit{mA})$

$C$．电流表 $A_2$（量程 $0~0.6A)$

$D$．电阻箱 $R_0$（阻值 $0~999.9\Omega )$

$E$．待测电阻丝 $R$（阻值约为 $10\Omega )$

$F$．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　　 $\Omega$。

（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 $1\mathit{cm}$长度的阻值为　　 $\Omega$．

某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的由同种材料制成的金属丝，将金属丝拉直连接在 $A$、 $B$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 $(20\Omega$　 $2A)$、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，请用笔画线代替导线，把图中还没有连接的一根导线接上，使电路完整。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测得电压表的读数为 $2.0V$，电流表指针偏转如图乙所示，此时金属丝的电阻 $R=$　　 $\Omega$。

（4）实验中移动金属夹 $P$，分别测得 $\mathit{AP}$段的长度 $L$和对应的电阻值 $R$，数据如表：分析表中数据，可知 $R$与 $L$的关系是：当导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，电阻　　（选填“越大”或“越小” $)$。

$L/\mathit{cm}$	15	30	45	60	75
$R/\Omega$	2.5	5	7.5	10	12.5

（5）在实验中，探究金属丝电阻大小与长度的关系时，必须保持导体的材料和横截面积一定，这种探究问题的科学方法叫：　　。在下列两个电学实验中，应用此方法的是：　　（选填字母）

$A$．用伏安法测电阻    $B$．探究电流与电压、电阻的关系。

学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池（电压恒为 $1.5V)$各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路 $A$、 $B$之间，闭合开关 $S$后，记录的数据如表。

根据实验数据，回答下列问题：

（1）图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。

连接方式	一根	两根串联	三根串联	两根并联	三根并联
电流表读数 $/A$		0.15	0.1	0.6	0.9

（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。

$A$．电阻的大小与长度的关系是：　　；

$B$．电阻的大小与横截面积的关系是：　　。

（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系：　　。

（4）实验中一根合金丝的电阻为　　 $\Omega$，若该合金丝的横截面积为 $1m{m}^2$，则一根合金丝的长度是　　 $m$．（已知该合金丝长 $1m$，横截面积 $1m{m}^2$的阻值为 $1\Omega )$

如图所示，结合图中的实验情景，按要求回答下列问题：

（1）图甲：空易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，手施加的压力越大，这表明：易拉罐所受浮力的大小与　         　有关。

（2）图乙：滚摆在上、下运动的过程中，其　       　能与　       　能相互转化。

（3）图丙：向一杯清水中滴入一滴蓝墨水，很快会把整杯清水染成蓝色，这一现象表明　        　。

（4）图丁：用此实验装置可研究电阻与导体　      　的关系。

某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图甲所示的实验电路，电源电压不变，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将 $a$、 $b$、 $c$、 $d$四根电阻丝接入电路，得到表格所示的数据。

导体编号	长度 $/m$	横截面积 $/m{m}^2$	材料	电流大小 $/A$
$a$	0.5	0.4	锰铜合金	0.20
$b$	0.5	0.4	镍铬合金	0.16
$c$	0.5	0.2	镍铬合金	0.08
$d$	1.0	0.2	镍铬合金	0.04

（1）在 $\mathit{MN}$间分别接入 $a$、 $b$电阻丝，探究的是电阻跟导体的　     　的关系。 $a$电阻丝的阻值　     　 $b$电阻丝的阻值（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（2）要探究电阻与横截面积的关系，可选择　      　（填编号）进行实验。其结论是：其它因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越　       　。

（3）某同学在 $\mathit{MN}$间接入 $d$电阻丝后，又在其两端并联一块电压表，这样测出了 $d$电阻丝的电阻大小，其测量原理是　　     。画出实验电路图（电阻丝可看成定值电阻）。

（4）另一位同学不用电压表，在已知滑动变阻器最大阻值为 $R_0$的情况下，利用甲图电路测出 $d$电阻丝的电阻大小，操作如下：

①在 $\mathit{MN}$之间接入 $d$电阻丝，闭合开关，将滑片 $P$滑到最左端，读出电流表示数为 $I_1$；

②将滑片 $P$滑到最右端，读出电流表示数为 $I_2$；

③ $d$电阻丝的阻值表达式为 $R_d=$　       　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）。

某班同学分成两个小组做了以下不同的实验：

（1）第一小组观察小灯泡的亮度与实际功率的关系，小灯泡的额定电压为 $2.5V$实物电略连接如图所示。

①开关闭合后，会发现　　（选填“电压表”或“电流表” $)$的指针反偏；

②将错误连接改正后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 $0.2V$时，发现灯泡不亮，你认为其原因是　　（填写选项前的字母序号）

$A$：小灯泡断路 $B$：小灯泡的实际功率太小

③继续调节滑动变阻器，使电压表的示数为 $2.5V$，灯泡正常发光，电流表的示数为 $0.30A$；再调节滑动变阻器使电压表的示数达到 $3.0V$，灯泡强烈发光，此时灯泡的实际功率　　（选填“小于”或“等于”或“大于” $)1.08W$。

（2）第二小组测量额定电压为 $3.8V$的小灯泡的额定功率，采用如甲所示的电路图，其中电源电为 $4.5V$， $R=10\Omega$。

①闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为　　 $A$，灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关，将电流表改接到灯泡所在的支路，与灯泡串联，闭合开关后，电流表的示数如图乙所示，则此时通过灯泡的电流为　　 $A$；

③灯泡的额定功率为　　 $W$。

（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的 $a$、 $b$、 $c$三条电阻丝进行实验， $a$、 $b$长度相同， $b$、 $c$粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接通 $a$、 $b$、 $c$，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论：

①比较 $a$、 $b$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体 　有关。

②比较 $b$、 $c$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　　有关。

③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是　　。

（2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：

①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在 $a$、 $b$、 $c$电阻丝的中点处，然后使 $a$、 $b$、 $c$电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用　　来反映电阻丝发热量的大小。

②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝　　（选填“串联”或“并联” $)$的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。

③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是　　。

结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热　　（选填“多”或“少” $)$，发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当　　时，电阻大的电热就多；当　　时，电阻大的电热就少。

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 $P_1$，电路中的电流　　（选填“变大”“变小、”或“不变” $)$。

（2）如果滑片 $P_1$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 $P_2$向　　移动。

（3）移动铅笔芯上面的滑片 $P_1$，记录铅笔芯 $A{P}_1$之间的距离和电压表的示数，数据如下：

$A{P}_1/\mathit{mm}$	0	30.0	60.0	90.0	120.0	150.0	180.0
$U/V$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4

通过数据反映出的规律和　　可以推出导体的电阻与导体的长度成　　比的结论。若图示位置时电压表示数为 $0.9V$，滑片 $P_2$向右移动一段距离，电压表示数变为 $1.2V$，滑片 $P_2$再向右移动一段相同的距离，电压表示数为　　 $V$。

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 $P_1$，电路中的电流　　（选填“变大”“变小、”或“不变” $)$。

（2）如果滑片 $P_1$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 $P_2$向　　移动。

（3）移动铅笔芯上面的滑片 $P_1$，记录铅笔芯 $A{P}_1$之间的距离和电压表的示数，数据如下：

$A{P}_1/\mathit{mm}$	0	30.0	60.0	90.0	120.0	150.0	180.0
$U/V$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4

通过数据反映出的规律和　　可以推出导体的电阻与导体的长度成　　比的结论。若图示位置时电压表示数为 $0.9V$，滑片 $P_2$向右移动一段距离，电压表示数变为 $1.2V$，滑片 $P_2$再向右移动一段相同的距离，电压表示数为　　 $V$。

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 $P_1$，电路中的电流　　（选填“变大”“变小、”或“不变” $)$。

（2）如果滑片 $P_1$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 $P_2$向　　移动。

（3）移动铅笔芯上面的滑片 $P_1$，记录铅笔芯 $A{P}_1$之间的距离和电压表的示数，数据如下：

$A{P}_1/\mathit{mm}$	0	30.0	60.0	90.0	120.0	150.0	180.0
$U/V$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4

通过数据反映出的规律和　　可以推出导体的电阻与导体的长度成　　比的结论。若图示位置时电压表示数为 $0.9V$，滑片 $P_2$向右移动一段距离，电压表示数变为 $1.2V$，滑片 $P_2$再向右移动一段相同的距离，电压表示数为　　 $V$。

导体电阻的大小与哪些因素有关呢？对于这个问题，小明想起课堂上老师把电压比作水压，把电流比作水流，于是他想：电阻也可以比作是水管对水流的阻力。他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同，因此经过分析，他提出了以下几种猜想：

猜想1：导体的电阻可能跟导体的材料有关；

猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；

猜想3：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关：

为了验证自己的猜想，实验室有如下表格中的7种电阻丝，则：

导线代号	$A$	$B$	$C$	$D$	$E$	$F$	$G$
长度 $\left(m\right)$	1.0	0.5	1.5	1.0	1.2	1.5	0.5
横截面积 $\left(m{m}^2\right)$	3.2	0.8	1.2	0.8	1.2	1.2	1.2
材料	锰铜	钨	镍铬	锰铜	钨	锰铜	镍铬

（1）若要探究电阻跟横截面积的关系，可依次把如图中 $M$、 $N$跟电阻丝　 　、　　（选填导线代号）的两端连接，闭合开关记下电流表示数，分析比较这两个金属丝电阻大小。

（2）若依次把 $M$、 $N$跟电阻丝 $C$、 $F$的两端连接；闭合开关记下电流表示数，分析比较这两个金属丝的电阻大小，这时探究的是电阻跟导体的　       　的关系。

（3）在上面的实验中，电阻的大小并不能直接观察，而是通过电流表的示数反映出来的，电流表的示数越大，说明电阻丝的电阻越　　       。

在学习了并联电路特点和欧姆定律后，科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻之间的关系，开展了以下探究。

$[$实验步骤 $]$

①设计电路，根据电路图连接实物；

②闭合开关，分别读出电压表和电流表的示数并记录；

③计算总电阻并填入表格；

④换用不同规格的电阻重复上述实验。

实验次数	电阻 $R_1/\Omega$	电阻 $R_2/\Omega$	电压 $U/V$	电流 $I/A$	总电阻 $R/\Omega$
1	10	30	3	0.4	7.5
2	30	30	3	0.2	15
3	30	15	3	0.3	10

请你在答题卷中用笔画线代替导线，将实物图连接完整。

$[$得出结论 $]$并联电路总电阻小于任何一个分电阻。

$[$思考讨论 $]$

①请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。　　。

②分析表中数据，若增大其中一个分电阻的阻值，则总电阻将　　。