實(shí)驗(yàn)必考一題：實(shí)驗(yàn)5 探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方．通過實(shí)驗(yàn)得知影響電阻大小的因素有材料、長度、橫截面積和溫度；2．體會“控制變量法”研究物理問題的思路；3．通過探究影響電阻大小因素，進(jìn)一步體會用控制變量法研究多個因素問題。導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)？1．路越窄，車輛越難行——導(dǎo)體越細(xì)，可能阻礙作用越強(qiáng)，電阻越大；2．道路越長，人走得越累——導(dǎo)體越長，可能阻礙作用越大，電阻越大；3．不同的道路通行效率不同，如高速公路、水泥路、鄉(xiāng)間小路——導(dǎo)體的電阻可能與制作導(dǎo)體的材料（鐵、銅、銀、鋁）有關(guān)；4．物質(zhì)的很多物理性質(zhì)都受到溫度的影響，如密度——導(dǎo)體的電阻可能也受溫度影響。1．材料、粗細(xì)相同而長度不同的鎳鉻合金絲；2．材料、長度相同而粗細(xì)不同的鎳鉻合金絲；3．粗細(xì)、長度相同的銅絲和鎳鉻合金絲；4．電源、開關(guān)、電流表、小燈泡、鎢絲、酒精燈、火柴。1．有多個因素制約電阻的大小，本實(shí)驗(yàn)采用控制變量的方法進(jìn)行研究，通過觀察電流表的示數(shù)來判斷導(dǎo)體電阻的大??；2．研究電阻與材料的關(guān)系，控制導(dǎo)體的長度和橫截面積相同；3．研究電阻與長度的關(guān)系，控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同；4．研究電阻與橫截面積的關(guān)系，控制導(dǎo)體的長度和材料相同。5．根據(jù)所研究的的問題設(shè)計電路圖，并且連接好實(shí)物圖，如下圖：1．將導(dǎo)線BD分別接入電路中，閉合開關(guān)，觀察電流表示數(shù)；2．將導(dǎo)線BC分別接入電路中，閉合開關(guān)，觀察電流表示數(shù)；3．將導(dǎo)線AB分別接入電路中，閉合開關(guān)，觀察電流表示數(shù)；4．在電路中接入鎢絲，用火柴給鎢絲加熱，觀察電流表示數(shù)變化情況。導(dǎo)體編號長度/m橫截面積/mm2材料電流大小/A1LS銅絲0.222LS銅絲0.153L2S銅絲0.34LS鎳鉻合金絲0.1分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1．在導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時，導(dǎo)體的長度越長，電阻越大；2．在導(dǎo)體的材料和長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越??；3．在導(dǎo)體的長度和橫截面積相同時，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。導(dǎo)體是電阻本身的一種性質(zhì)，它的大小取決于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積。同種材料的導(dǎo)體，長度越長，橫截面積越小，導(dǎo)體的電阻越大。此外，導(dǎo)體的電阻還受溫度的影響。1．轉(zhuǎn)換法：把導(dǎo)體電阻的大小轉(zhuǎn)換為電流的大小來比較；電路中的電流越大，說明電路中的電阻越??；2．控制變量法：每次實(shí)驗(yàn)時，控制材料、粗細(xì)、長度這三個因素中的兩個不變，改變第三個因素，以此來探究電阻與第三個因素的關(guān)系。小燈泡在電路中的作用是保護(hù)電路；此外，也可以通過觀察小燈泡的亮度來粗略判斷電阻的大?。坏钱?dāng)電路中電阻變化不大時，小燈泡的亮度不易區(qū)分。1.如下圖所示，是探究影響導(dǎo)體電阻大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置圖，電源電壓保持不變；請回答以下問題：（1）在電壓不變的情況下，通過觀察______示數(shù)的大小來判斷導(dǎo)體電阻的大小，此實(shí)驗(yàn)方法是：______；（2）控制變量法的應(yīng)用：①實(shí)驗(yàn)過程中，控制導(dǎo)體的______和______相同，改變導(dǎo)體的長度，探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系；②實(shí)驗(yàn)過程中，控制導(dǎo)體的長度和橫截面積相同，改變導(dǎo)體的______，探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系；③實(shí)驗(yàn)過程中，控制導(dǎo)體的______和______相同，改變導(dǎo)體的橫截面積，探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系；（3）小明同學(xué)在連接電路時，當(dāng)他把最后一根導(dǎo)線接好時，電流表的指針立即發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：______；（4）改正錯誤后，保持滑動變阻器滑片位置不變，分別將A、B、C、D四根電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到表格所示的數(shù)據(jù)。將電阻絲A接入電路時電流表的示數(shù)如圖乙所示，為______A；導(dǎo)體編號長度/m橫截面積/mm2材料電流大小/AA0.50.4錳銅合金B(yǎng)0.50.4鎳鉻合金0.16C0.50.2鎳鉻合金0.08D1.00.2鎳鉻合金0.04（5）分別將電阻絲A、B接入電路，這是為了探究電阻大小與導(dǎo)體的_______的關(guān)系，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，電阻絲阻值較大的是______（導(dǎo)體A或?qū)wB）；（6）選用電阻絲C、D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析表格數(shù)據(jù)可得出，控制其他因素相同時，導(dǎo)體的______，導(dǎo)體的電阻越大；（7）為了探究“導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系”，可將電阻絲______（填導(dǎo)體編號）分別接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：______；（8）如圖丙，實(shí)驗(yàn)過程中，同組的小軍同學(xué)發(fā)現(xiàn)，將電路中的電流表更換為小燈泡，通過觀察______也可以判斷導(dǎo)體電阻的大??；但小明認(rèn)為這樣操作存在不足，不足之處是：______；（9）（易錯點(diǎn)）同組的小紅將一根電阻絲對折后接入電路中，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)變大了，由此小紅得出結(jié)論：導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越?。埬闩袛噙@種做法是否正確？_______（選填“正確”或“錯誤”），理由是：______?！敬鸢浮竣?電流表②.轉(zhuǎn)換法③.材料④.橫截面積⑤.材料⑥.材料⑦.長度⑧.連接電路時，沒有斷開開關(guān)⑨.0.24⑩.材料?.B?.長度越大?.B、C?.見解析?.燈泡的亮度?.見解析?.錯誤?.見解析

【解析】【詳解】（1）[1][2]在電壓不變的情況下，通過觀察電流表示數(shù)的大小來判斷導(dǎo)體電阻的大小，電流表的示數(shù)越小，表面接入電路中導(dǎo)體的阻值越大，這是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用。（2）①[3][4]根據(jù)控制變量法，探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系時，應(yīng)控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同，導(dǎo)體的長度不同。②[5]根據(jù)控制變量法，實(shí)驗(yàn)過程中，探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系時，應(yīng)控制導(dǎo)體的長度和橫截面積相同，導(dǎo)體的材料不同。③[6][7]根據(jù)控制變量法，實(shí)驗(yàn)過程中，探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，應(yīng)控制導(dǎo)體的材料和長度相同，導(dǎo)體的橫截面積不同。（3）[8]為了保護(hù)電路，連接電路時，開關(guān)要處于斷開狀態(tài)。小明同學(xué)在連接電路時，當(dāng)他把最后一根導(dǎo)線接好時，電流表的指針立即發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是連接電路時沒有斷開開關(guān)。（4）[9]如圖甲所示，電流表選擇0~0.6A的量程，分度值為0.02A，如圖乙所示，根據(jù)電流表指針指示的位置，電流表的示數(shù)為0.24A。（5）[10][11]由表中信息可知，電阻絲A、B的長度、橫截面積相同，材料不同，這是為了探究電阻大小與導(dǎo)體的材料的關(guān)系；在電壓一定時，接入電阻絲A時，電流表的示數(shù)為0.24A，接入電阻絲B時，電流為0.16A，故電阻絲B阻值較大。（6）[12]根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，選用電阻絲C、D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，導(dǎo)體的材料和橫截面積相同，電阻絲D的長度大于電阻絲C的長度，且接入電阻絲D比接入電阻絲C時電流表的示數(shù)小，故控制其他因素相同時，導(dǎo)體的長度越大，導(dǎo)體的電阻越大。（7）[13][14]為了探究“導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系”，應(yīng)控制導(dǎo)體的材料和長度相同，導(dǎo)體的橫截面積不同。由表中數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選電阻絲B、C。且得出的結(jié)論是：在材料、長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越小，導(dǎo)體的電阻越大。（8）[15][16]實(shí)驗(yàn)過程中，將電路中的電流表更換為小燈泡，通過觀察小燈泡的亮度也可以判斷導(dǎo)體電阻的大小，燈泡越亮，則接入電路中電阻絲的阻值越小。小明認(rèn)為這樣操作存在不足之處是：如果導(dǎo)體電阻值相差不大時，燈泡的亮度不明顯，不容易比較出電阻的大小。（9）[17][18]一根電阻絲對折后，導(dǎo)體的橫截面積變大的同時，導(dǎo)體的長度變小，變量不唯一，故這種說法錯誤。2.“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在實(shí)驗(yàn)中使用四根電阻絲，其材料規(guī)格如下表所示。編號材料長度/m橫截面積/mm2燈泡亮度A錳銅合金0.50.8亮B鎳鉻合金0.50.8較亮C鎳鉻合金0.50.4較暗D鎳鉻合金100.4暗（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察___________比較電阻絲電阻的大小；（2）實(shí)驗(yàn)中采用的研究方法是___________和轉(zhuǎn)換法；（3）分別將編號為___________的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)；（4）分別將編號為B、C的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的___________有關(guān)；（5）分別將編號為C、D的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論被實(shí)際應(yīng)用到了___________的工作原理中；A．電壓表B．電流表C．滑動變阻器（6）實(shí)驗(yàn)過程中某小組同學(xué)更換電阻絲后發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯，可用___________代替小燈泡完成實(shí)驗(yàn)?！敬鸢浮竣?小燈泡亮度②.控制變量法③.A、B④.橫截面積⑤.C⑥.電流表【解析】【詳解】（1）[1]在實(shí)驗(yàn)中，電阻的大小是通過觀察燈泡的亮度來體現(xiàn)的，燈泡的亮度越暗，說明電阻越大。（2）[2]導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)，因此要研究電阻大小與每一個因素的具體關(guān)系時，要用到控制變量法；通過觀察燈泡的亮度來體現(xiàn)電阻的大小，這是用到轉(zhuǎn)換法，故本實(shí)驗(yàn)中采用的研究方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法。（3）[3]電阻大小若不考慮溫度的前提下，要研究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)，就要使導(dǎo)體的長度和橫截面積保持不變，故選用編號A、B。（4）[4]編號B、C兩根電阻絲，材料、長度都相同，橫截面積不同，將電阻絲分別接入電路中，燈泡的發(fā)光情況不同，故可以得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。（5）[5]編號C、D兩根電阻絲，材料、橫截面積都相同，長度不同，把他們分別接入電路中，燈泡的發(fā)光情況不同，且接編號D的電阻絲比接編號C的電阻絲，燈泡發(fā)光情況要暗，相當(dāng)于改變電阻絲接入電路中的長度來改變接入電路中電阻的大小，與滑動變阻器的工作原理相同，故AB不符合題意，C符合題意。故選C。（6）[6]更換電阻絲后，小燈泡的亮度不明顯，說明電阻絲的電阻太大，流過小燈泡的電流太小，為了完成實(shí)驗(yàn)可以用電流表代替小燈泡。通過觀察電流表示數(shù)的大小，來判斷接入電路中電阻絲阻值的大小。3.在探究導(dǎo)體電阻大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小兵、小紅兩位同學(xué)作出了如下猜想：①導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)；②導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；③導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲，規(guī)格、材料如下表：編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5為了驗(yàn)證上述猜想，他們設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路；（1）為了驗(yàn)證上述猜想①，應(yīng)該選用編號為______兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；如果選用編號為A、D兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了驗(yàn)證猜想______（填序號）。分別將A和C兩電阻絲接入電路中M、N兩點(diǎn)間時，發(fā)現(xiàn)接入C時電流表示數(shù)更大，由此，初步得到的結(jié)論是：______；（2）有同學(xué)認(rèn)為：可以根據(jù)燈泡亮度的變化來判斷接入的電阻絲的變化情況。老師指出：此實(shí)驗(yàn)中這種方法不可取。這是因?yàn)殡娫措妷阂欢〞r，如果所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化將______（選填“明顯”或“不明顯”）；小紅做實(shí)驗(yàn)時把C電阻絲接入M、N兩點(diǎn)，燈泡發(fā)光，接著用酒精燈加熱C電阻絲，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度明顯變暗，說明導(dǎo)體的電阻還跟______有關(guān)?！敬鸢浮竣?A、B②.③③.在材料、長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越大，導(dǎo)體的電阻越?、?不明顯⑤.溫度【解析】【詳解】（1）[1]驗(yàn)證導(dǎo)體電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)時，需要控制導(dǎo)體的材料、橫截面積相等，而長度不同，所以根據(jù)圖表選擇A、B兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[2]如果選用編號為A、D兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表格可知A、D的長度、橫截面積相同，而材料不同，所以是驗(yàn)證③電阻與導(dǎo)體材料有關(guān)。[3]A和C的材料、長度相同，C的橫截面積大，分別將A和C兩電阻絲接入電路中M、N兩點(diǎn)間時，發(fā)現(xiàn)接入C時電流表示數(shù)更大，則C的電阻小，由此，初步得到的結(jié)論是：在材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越小。（2）[4]電源電壓一定時，所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化不明顯，人們用肉眼難區(qū)分，所以根據(jù)燈泡亮度的變化來判斷接入的電阻絲阻值的變化情況不可取。[5]小紅做實(shí)驗(yàn)時把C電阻絲接入M、N兩點(diǎn)，燈泡發(fā)光，接著用酒精燈加熱C電阻絲，C電阻絲的溫度發(fā)生了變化，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度明顯變暗，電路中的電流發(fā)生了變化，C電阻絲的電阻發(fā)生了變化，由此可知，導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)。4.在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時，小明作出了如下猜想：導(dǎo)體的電阻可能與①導(dǎo)體的長度有關(guān)、②導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)、③導(dǎo)體的材料有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲，其規(guī)格、材料如表所示：編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳鋼合金0.50.5（1）實(shí)驗(yàn)中，電路如圖所示，在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體，閉合開關(guān)，通過觀察___________來比較導(dǎo)體電阻的大小，這里應(yīng)用的研究方法是___________；（2）為了驗(yàn)證上述猜想①，應(yīng)該選用編號___________兩根電阻絲分別接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果選用編號為A、C兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了驗(yàn)證猜想___________（填序號）；（3）分別將A和D兩電阻絲接入電路中M、N兩點(diǎn)間，電流表示數(shù)不相同，由此，初步得到的結(jié)論是：當(dāng)長度和橫截面積相同時，導(dǎo)體電阻跟___________有關(guān)；（4）探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時，應(yīng)用的主要研究方法是___________。【答案】①.電流表的示數(shù)②.轉(zhuǎn)換法③.A、B④.②⑤.導(dǎo)體的材料⑥.控制變量法和轉(zhuǎn)換法【解析】【詳解】（1）[1]電阻是對電流的阻礙做作用。在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體，則通過觀察電流表的示數(shù)來比較導(dǎo)體電阻的大小。[2]這里用一個易觀察物理量去反映另一不易觀察物理量的方法稱為轉(zhuǎn)換法。（2）[3]要驗(yàn)證猜想①：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)，應(yīng)控制導(dǎo)體材料與橫截面積相同而長度不同，由表中數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選編號為A、B的兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[4]選用編號為A、C兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，A和C的長度、材料相同，橫截面積不同，由控制變量法知，是為了驗(yàn)證電阻大小與橫截面積的關(guān)系，即驗(yàn)證猜想②。（3）[5]表中數(shù)據(jù)可知A、D兩根電阻絲長度和橫截面積相同、材料不同，分別將A和D兩電阻絲接入電路中M、N兩點(diǎn)間，電流表示數(shù)不相同，由控制變量法可以得出的結(jié)論是：當(dāng)長度和橫截面積相同時，導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。（4）[6]探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積的關(guān)系，主要用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法。5.小明、小紅和小亮在做“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)時，提出了如下猜想：猜想一：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)。猜想二：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。猜想三：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲，其規(guī)格、材料如表所示：編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.251.0B鎳鉻合金0.501.0C鎳鉻合金0.252.0D錳銅合金0251.0（1）小亮設(shè)計了如圖電路。實(shí)驗(yàn)時，他在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體，閉合開關(guān)后，通過觀察______或_____來比較導(dǎo)體電阻大小。可是小明認(rèn)為：電流表是多余的，小紅卻認(rèn)為：燈泡是多余的。你是否贊同小亮設(shè)計的電路？請說明理由。______。（2）為了驗(yàn)證猜想二，可依次把M、N跟______（選填導(dǎo)體的編號）的兩端相連，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)，分析并比較這兩根電阻絲電阻的大小。（3）小亮在探究同樣的問題時，手邊只有一根電阻絲。她利用這根電阻絲和上述電路，不能夠完成猜想_____（選填“一”“二”或“三”）的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（4）要使電阻絲接入電路的阻值變大，可采用的方法是______。A.增大電阻絲兩端的電壓B.減小通過電阻絲的電流C.將電阻絲拉長后接入電路D.將電阻絲對折后接入電路【答案】①.電流表示數(shù)②.燈泡亮暗③.見詳解④.A、C⑤.三⑥.C【解析】【分析】【詳解】（1）[1][2][3]在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體，則通過觀察電流表示數(shù)或小燈泡的亮暗來比較導(dǎo)體電阻的大?。挥捎陔娏鞅淼碾娮韬苄?，實(shí)驗(yàn)中用燈泡來保護(hù)電路，從而防止燒壞電流表，故小亮的電路正確。（2）[4]要驗(yàn)證猜想二：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)，應(yīng)控制導(dǎo)體材料與長度相同而橫截面積不同，由表中數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選編號為A、C的兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（3）[5]要探究電阻大小與導(dǎo)體材料的關(guān)系時，需保證電阻絲的長度、橫截面積相同，材料不同，小亮在探究同樣的課題時，手邊只有一根電阻絲，那么，他利用這根電阻絲和上述電路不能