初中物理影响电阻大小的因素实验题

在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关     ②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如下表

编号	材料	长度/m	横截面积/mm^2
A	镍铬合金	0.5	0.5
B	镍铬合金	1.0	0.5
C	镍铬合金	0.5	1.0
D	锰铜合金	0.5	0.5

为了验证上述猜想，他们设计了如下图所示的实验电路。
（1）为了验证上述猜想①，应该选用编号为______两根电阻丝进行实验；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想_______（填序号）；如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想_____（填序号）。分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时， ________   ___。
（2）有同学认为：可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。老师指出：此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化________（选填“明显”或“不明显”）。
（3）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就________了输电线的电阻（选填“增大”或“减小”）。 

为了研究“导体对电流的阻碍作用与哪些因素有关”，某小组同学做了如图所示的实验.他们选用材料相同，长度、横截面积不同的若干导体，进行了多次实验。实验中分别将各种规格的导体接在某一电压恒定的电源两端，用电流表测量通过导体对电流的阻碍作用的大小，并记录实验数据。下面表格中是经整理后的实验数据．

实验序号	导体的材料	导体的长度/米	导体的横截面积/10^-6米^2	通过导体的电流/安
1	镍铬合金	0.5	0.5	1
2	镍铬合金	0.75	0.75	1
3	镍铬合金	1.0	1.0	1
4	镍铬合金	0.5	1.0	2
5	镍铬合金	0.75	1.5	2
6	镍铬合金	1.0	2.0	2
7	镍铬合金	0.4	1.0	2.5
8	镍铬合金	0.6	1.5	2.5
9	镍铬合金	0.8	2.0	2.5

（1）小组同学为了了解导体对电流的阻碍作用是否与导体的长度有关，他们应该分析比较实验序号                  中的数据及相关条件．
（2）分析比较实验序号1、4（或2、5或3、6）中的数据及相关条件，可得出的初步结论是                                                          
（3）请进一步综合分析比较表中的数据及相关条件，并归纳得出结论。
①分析比较1、2、3或4、5、6或7、8、9数据及相关条件，可得出：                                                  ．
②分析比较1、2、3和4、5、6和7、8、9数据及相关条件，可得出：                                                  ．
（4）通过实验该组同学得出：导体对电流的阻碍作用大小与导体的材料、长度和横截面积大小有关。你认为根据他们的实验能否得出上述结论，请说明理由                  

某小组通过实验测量铅笔芯电阻大小如图所示，请观察铅笔芯的异同，猜想：“电阻的大小与什么因素有关？”答：   (13) 、    (14)     。（写出两个因素即可）

 
为了验证猜想他们按如图所示的器材进行实验，如果他们要研究导体的材料对电阻的影响，应选择图中的  (15)   分别接入电路中的E、F之间

实验 序号	材料	长度 （米）	横截面积 （米^2）	电流 （安）
1	镍铬	1	S	0.4
2	镍铬	1	2S	0.8
3	镍铬	0.5	S	0.8
4	锰铜	1	S	0.7

 
 
他们继续进行实验后将数据记录在表格中
（1）分析比较实验序号______（16）______中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，导体的电阻越大
（2）分析比较实验序号1、2中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：___（17）_____。
（3）在整个实验中他们除了控制温度保持不变外,还应控制 （18）不变，才能通过电流大小来比较导体的电阻大小。

某小组通过实验测量铅笔芯电阻大小如图所示，请观察铅笔芯的异同，猜想：“电阻的大小与什么因素有关？”答：   (13)  、    (14)     。（写出两个因素即可）

 
为了验证猜想他们按如图所示的器材进行实验，如果他们要研究导体的材料对电阻的影响，应选择图中的  (15)   分别接入电路中的E、F之间。
 
他们继续进行实验后将数据记录在表格中。
 
（1）分析比较实验序号______（16）______中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，导体的电阻越大。
（2）分析比较实验序号1、2中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：___（17）_____。
（3）在整个实验中他们除了控制温度保持不变外,还应控制 （18）不变，才能通过电流大小来比较导体的电阻大小。

小组在实验中所用导体的相关物理量的记录：

导体编号	A	B	C	D
长度m	1.0	1.0	1.0	0.5
横截面积m㎡	1.2	1.2	2.4	1.2
材料	锰铜合金丝	镍铬合金丝	镍铬合金丝	镍铬合金丝

（1）要探究导体电阻大小与长度是否有关，应选用_________________两根导体。
（2）要探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选用_____________两根导体。
（3）要探究导体电阻大小与材料是否有关，应选用_________________两根导体。

如图是课本上的一些演示实验或插图，请你根据要求填空：

(1) A图所探究的物理问题是________________________________________________；
(2) B图所探究的结论是                                                  ；
(3) C图所探究的物理问题是 _______________________________________________；
(4) D图所探究的结论是                                                  ；

阅读短文，回答问题：
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器，常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，力越大，弹簧钢的弯曲程度越大．应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感，给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U₁，下应变片两引线间电压为U₂，传感器把这两个电压的差值U（U＝U₁－U₂）输出，用来反映力F的大小．金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿，串联合适的电阻后，使测量结果不再受温度影响．

（1）这种力传感器是将力的大小转换为    （电流／电压）的装置．
（2）外力F增大时，下列说法正确的是    ．

A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大

B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小

C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大

D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小

（3）传感器输出的电压U随外力F增大而   
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而    的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而    的电阻．
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U₂冬天比夏天    （大／小）．

如图是课本上的一些演示实验或插图，请你根据要求填空：

(1) A图所探究的物理问题是________________________________________________；
(2) B图所探究的结论是                                                  ；
(3) C图所探究的物理问题是 _______________________________________________；
(4) D图所探究的结论是                                                  ；

某同学在温度一定的条件下，做“探究影响导体电阻大小的因素”的活动，采用了控制变量的方法，下表给出了实验中所用到的导体情况．
（1）选择B、E导体进行对比，是为了探究导体电阻大小与__________的关系；
（2）为了探究导体电阻与横截面积的关系，应选择的两根导体是D和______(选填导体的代号)．
（3）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法．试根据学过的物理知识再列出一例用这种方法研究的问题：__________________．

某同学用伏安法测一只小灯泡的电阻，请你回答该同学在实验中遇到的问题：
(1)灯泡的亮度在他看来是正常时，他停止了对滑动变阻器的调节，并细心地观察电流表，发现电流表的示数在缓慢地变小，你认为出现这种现象的原因是                         ．
(2)后来他又调节滑动变阻器，一不留神灯泡熄灭了(灯丝烧断了)．这时他观察到两电表的示数情况将是(    )．

A．两电表示数都为零

B．电流表有示数，电压表示数为零

C．两电表的示数都不为零

D．电流表示数为零，电压表有示数且比原来大

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　　。

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）。

某科学兴趣小组在探究影响导体电阻大小及灯泡亮暗的因素时。做了如甲图所示的实验：将鳄鱼夹从较长的镍铬合金丝的 $A$ 端逐渐滑向 $B$ 端时，发现电流表示数逐渐增大，同灯泡逐渐变亮。

（1）通过实验可得出结论：导体的电阻大小与 　　有关；灯泡的亮暗与通过灯泡的电流大小有关。

（2）小明认为决定灯泡亮暗的因素只是电流大小，请你设计一个实验来否定小明的观点（只需在相应的方框内画出电路图）。

实验材料：两个不同规格的灯泡 $L_1$ 和 $L_2$ ，电池组、开关 $S$ 及导线若干。

（3）接下来，小明又做了如下实验：将整条镍合金丝 $\mathit{AB}$ 接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风档对镍铬合金吹冷风。在整个过程中观察电流表示数的变化情况，小明所做的这一实验基于的假设是 　　。

（1）如图1所示，是“探究影响导体电阻大小因素”的实验装置：

编号	材料	长度/m	横截面积/mm^2
A	镍铬合金	0.5	0.5
B	镍铬合金	1.0	0.5
C	镍铬合金	0.5	1.0
D	锰铜合金	0.5	0.5

①实验中通过电流表示数比较电阻丝电阻的大小，小灯泡的作用是　                                                             　。

②要探究导体电阻与导体材料是否有关，应将　       　两根电阻丝接入电路中。

③若将A、C两根电阻丝接入电路中，电流表的示数不同，初步得到的结论是：当材料和长度相同时，导体的电阻跟　               　有关。

④小明把一根白炽灯的钨丝接入电路，并用酒精灯加热，发现小灯泡的亮度逐渐变暗，得出导体的电阻还可能跟　           　有关的结论。

（2）为了探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关，同学们用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）绕在大铁钉上，制成简易的电磁铁，如图2所示，用此装置去吸引大头针。

①实验中通过电磁铁　                      　，判断电磁铁磁性的强弱。

②比较　       　两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强。

③根据图丁可以得出的结论是　                                         　。

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　　 $\Omega$．