實(shí)驗(yàn)(10):探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)原理圖二、基本實(shí)驗(yàn)要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄侩娮枧c導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度之間的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)原理用控制變量法進(jìn)行探究。保持橫截面積和材料兩個(gè)因素不變的條件下,改變導(dǎo)體長度,測(cè)出相應(yīng)的電阻及導(dǎo)體長度,可得出電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系。然后再依次研究電阻與另外兩個(gè)因素的關(guān)系。利用本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們還可以測(cè)量導(dǎo)體的電阻率,如果要具體測(cè)量導(dǎo)體的電阻,為減小誤差,要根據(jù)被測(cè)電阻的大小,合理選擇電流表內(nèi)接法或外接法。如上圖,a、b、c、d是四條不同的金屬導(dǎo)體。在長度、橫截面積、材料三個(gè)因素方面:b、c、d跟a相比,分別只有一個(gè)因素不同;b與a長度不同;c與a橫截面積不同;d與a材料不同。圖中四段導(dǎo)體是串聯(lián)的,每段導(dǎo)體兩端的電壓與它們的電阻成正比,因此,用電壓表分別測(cè)量a、b、c、d兩端的電壓,就能知道它們的電阻之比。比較a、b的電阻之比與它們的長度之比;比較a、c的電阻之比與它們的橫截面積之比;比較a、d的電阻是否相等。這樣就可以得出長度、橫截面積、材料這三個(gè)因素與電阻的關(guān)系。改變滑動(dòng)變阻器阻值,可以獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以得到更可靠的結(jié)論。3.實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬導(dǎo)體、電壓表、直流電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線。4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖,連接實(shí)物,讓滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻最大,閉合開關(guān)。(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器到某一位置,記錄a、b、c、d四條不同的金屬導(dǎo)體材料兩端的電壓。(3)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器位置若干次,每次都重新記錄a、b、c、d四條不同的金屬導(dǎo)體材料兩端的電壓。(4)梳理記錄的數(shù)據(jù),探究電阻與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度之間的關(guān)系。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度成正比,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān)?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理和操作典例典例5在探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中:(1)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示電路對(duì)鎳鉻合金絲和康銅絲進(jìn)行探究,a、b、c、d是四種金屬絲。甲實(shí)驗(yàn)小組討論時(shí),某同學(xué)對(duì)此電路提出異議,他認(rèn)為,電路中應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)電流表,只有測(cè)出各段金屬絲的電阻,才能分析電阻與其影響因素的定量關(guān)系。你認(rèn)為要不要串聯(lián)電流表?并簡單說明理由。; 考點(diǎn)1考點(diǎn)2幾根鎳鉻合金絲和康銅絲的規(guī)格如下表所示:電路圖中金屬絲a、b、c分別為下表中編號(hào)為A、B、C的金屬絲,則金屬絲d應(yīng)為下表中的(用表中編號(hào)D、E、F表示)?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2(2)該實(shí)驗(yàn)小組探究了導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系后,想測(cè)定某金屬絲的電阻率。用毫米刻度尺測(cè)量金屬絲長度為l=80.00cm,用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖乙所示,則金屬絲的直徑d為; 乙考點(diǎn)1考點(diǎn)2丙丁按如圖丙所示連接好電路,測(cè)量金屬絲的電阻R。改變滑動(dòng)變阻器的阻值,獲得六組I、U數(shù)據(jù)描在如圖丁所示的坐標(biāo)系上。由圖可求得金屬絲的電阻R= ,該金屬絲的電阻率=m(保留兩位有效數(shù)字)?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2解析: (1)串聯(lián)電路的電流處處相等,串聯(lián)電阻兩端電壓與電阻成正比,不需要測(cè)出電流,根據(jù)電阻兩端電壓大小即可比較出電阻大小。探究影響電阻的因素,應(yīng)采用控制變量法,實(shí)驗(yàn)已選A、B、C的金屬絲,根據(jù)控制變量法的要求,應(yīng)控制材料的長度與橫截面積相等而材料不同,因此d應(yīng)選表中的E?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2(2)由題圖乙示螺旋測(cè)微器可知,其示數(shù)為1.5mm+10.00.01mm=1.600mm;根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)作出圖象如圖所示。答案: (1)不需要,串聯(lián)電路的電流處處相等,電壓與電阻成正比E(2)1.600mm0.521.310-6考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)2測(cè)量材料的電阻率典例典例6(2017浙江4月學(xué)考)小明用電學(xué)方法測(cè)量電線的長度。首先,小明測(cè)得電線銅芯的直徑為1.00mm,估計(jì)其長度不超過50m(已知銅的電阻率為1.7510-8m)?，F(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材:量程為3V、內(nèi)阻約為3k的電壓表;量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1的電流表;阻值為020的滑動(dòng)變阻器;內(nèi)阻可忽略、輸出電壓為3V的電源;阻值為R0=4.30的定值電阻,開關(guān)和導(dǎo)線若干。考點(diǎn)1考點(diǎn)2甲乙小明采用伏安法測(cè)量電線電阻,正確連接電路后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電流表的示數(shù)從0開始增加,當(dāng)示數(shù)為0.50A時(shí),電壓表示數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為V。根據(jù)小明測(cè)量的信息,圖乙中P點(diǎn)應(yīng)該(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”),Q點(diǎn)應(yīng)該(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”),小明測(cè)得的電線長度為m?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2解析: 由題圖甲可得,電壓表量程為3V,示數(shù)應(yīng)為2.50V;被測(cè)量電阻屬于小電阻,電流表應(yīng)外接,P點(diǎn)應(yīng)接b,題中要求電流表能從0開始變化,所以電路應(yīng)采用分壓接法,Q點(diǎn)應(yīng)接a,根據(jù)電阻定律,代入數(shù)據(jù)可得長度為31.4m。答案: 2.50接b接a31.4