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：　　。

现有一个电器元件R，为了探究其电阻随温度变化的规律，采用了如图所示的实验电路．用滑动变阻器R₀改变电路中的电流，随着R两端电压的增大，R的温度升高．若忽略滑动变阻器R₀的电阻随温度变化的因素，测得通过电器元件R的电流与加在它两端的电压值，测量的数据如表所示．

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81

（1）根据表中数据，可以得出该电器元件的电阻R随温度的变化规律是      ．
（2）已知电路中的电源两端电压为3V，闭合开关后，当电流表示数为0.80A时，滑动变阻器R₀的电功率为      W．

某学校同学想知道：影响电流大小的因素，他们设计了如图所示的电路，选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。

同学们正确连接电路，并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。

表一 导体A 长度0.4米 横截面积0.3毫米^2		表二 导体B 长度1.2米 横截面积0.3毫米^2		表三 导体C 长度1.5米 横截面积0.3毫米^2
实验序号	1	2	3		实验序号	4	5	6		实验序号	7	8	9
U（V）	1.2	2.4	3.6		U（V）	2.4	3.6	4.8		U（V）	1.5	3.0	4.5
I（A）	0.30	0.60	0.90		I（A）	0.20	0.30	0.40		I（A）	0.10	0.20	0.30

① 根据他们选用的导体及设计的表格：可以判断他们原有的猜想：
他们认为影响电流大小的因素可能是：____________________________________________。
② 分析比较表一或表二或表三中的数据，可初步得出：__________________________。
③ 请进一步分析比较表一和表二和表三中的数据，可初步得出：_______________ ___________。
④为了在表二的基础上继续研究通过导体的电流与导体横截面积的关系，请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件。     

表四
导体	长度（米）	横截面积（毫米^2）
D
E

 

(10分）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金属丝拉直后连接在A、B接线柱上，在金属丝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(20Ω 2A）、刻度尺、开关和导线若干．

(1）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，将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最_______ (选填“左”或“右”）端．
(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，则电流表的读数为I=_______A，此时金属丝的电阻R=______Ω．
(4） 实验中移动金属夹P．分别测得AP段的长度l和对应的电阻值R，数据如表：

/cm	30	40	50	60	70	80
R/Ω	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

l/cm	30	40	50	60	70	80
R/Ω	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

分析表中数据，可知___________________________________________________________
(5）小虎同学认为，由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值，因此在闭合开关前，可以将变阻器的滑片置于任意位置。你认为他的想法是        （选填“正确”或“错误”）的，理由是：                                                             。
他们还想借助于图甲继续探究“电压一定时电流与电阻的关系”：
(6）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表的示数(7）______________________________，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______V，记下电流表的示数
(8）经过多次实验，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可得出：_________

小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据上图所示的电路图，将下图所示实物图连接完整．

（2）若小雷连接好电路后闭合开关，灯L₁几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的　    　（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按上图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向　   　（选填“A“或“B“）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数	电压/V		实际功率/W	电阻Ω
1	1.6	O．20	O．32	8.00
2	2.5	O．24	O．60	1O.42
3	2.8	O．26	O．73	1O．77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数 据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越　  　．
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，需要改变　  　表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似．
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L₁的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．“这种说法错误的原因是小雷忽略了　  　对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L₁换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关   系．“你认为这种说法　   　（选填“正确”或“错误”）．

.材料的电阻与温度有关,进一小研究表明:在温度化范围不太大时,电阻随温度的变化可以近似地表示为如下关系:R=R0(1+αT),其中,R是温度为T的电阻,R0是温度O ℃时的电阻，α称作电阻温度系数，单位是℃^－1。下面列出了一些材料在0－120℃的电阻温度系数：

材料	α/℃^－1	材料	α/℃^－1
铝	0.0039	铜	0.00393
碳	-0.0005	镍铜合金	0.000002
铁	0.0050	锰铜合金	0.000006
钨	0.0045

α>0的材料,随温度升高,材料的电阻将_______
在上述R-T图象中,其中_______表示金属电阻随温度变化的规律.
在上述材料中,最适合做定值电阻的材料是_______.
有一根铜导线,在0℃时的电阻为2Ω,则在100℃时的电阻大约为        .

小明在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现，各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只灯丝熔断，其他彩灯却仍能发光，如图甲，这是为什么呢？他仔细观察灯泡的构造如图乙，查阅得知细金属丝表面涂有绝缘物质；取一只完好的彩灯，按图丙电路进行实验，电源电压为7.5伏，数据及现象记录如下表：

 

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压（伏）	0.3	1	2	4	6	7.5
电流（安）	0.06	0.10	0.12		0.20	0
彩灯亮度	不发红	弱光	较亮	亮	很亮	灯丝烧断

请依据上述信息完成以下问题：
（1）第4次实验电流表示数如图丁，其读数为＿＿＿＿A；
（2）从数据中发现，通过彩灯的电流与电压不成正比，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（3）能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质的实验现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（4）请依据彩灯结构及实验现象，推测彩灯串中一只灯丝熔断其他彩灯却仍能发光的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。