【实验目的】：

探究影响电阻大小的因素有哪些

【猜想假设】

影响导体电阻大小的因素可能是，导体的材料、长度、横截面积等。

【实验设计】：

（1）在几个因素中，如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小，常用的方法是控制变量法。

①保持材料和横截面积一定，研究电阻与导体长度的关系。

②保持材料和长度一定，研究电阻与导体横截面积的关系。

③保持长度和横截面积一定，研究电阻与导体材料的关系。

（2）已经提供了如图所示的几种导体，还需要的器材有：电源、电流表、开关、导线

（3）电路图：

【实验过程】：

①探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。

表1

接入的导体长度横截面积电流/A

A（镍铬合金丝）L s

B（镍铬合金丝）2L s

结论：导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻越大。

②探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。

表2

接入的导体长度横截面积电流/AA（镍铬合金丝）L s

C（镍铬合金丝）L2s

结论：导体的长度、材料一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。

③探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。

接入的导体长度横截面积电流/A

A（镍铬合金丝）L s

D（锰铜丝）L s

结论：导体的电阻与材料有关。

【实验补充】：

导体的电阻受温度的影响：

（1）导体的电阻与它的温度的高低有关，金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。而有些导体的电阻，如铅笔芯（石墨），其电阻是随着温度的升高而减小。在温度变化不大时，一般不考虑温度对电阻的影响。（2）在超低温的情况下电阻突然减小为零。

【考点方向】：

1、结论可总结成公式，其中叫电阻率，与导体的材料有关。假如架设一条输电线路，一般选铝导线，因为在相同条件下，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；而且铝导线相对来说价格便宜。

2、“控制变量法”是指一个物理量同时与几个因素有关时，我们控制其中的一些因素不变，只研究其中某个因素对所研究物理量的影响，如“研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变，只改变材料，看电流表示数的变化，从而得出电阻与材料有关的结论。

【经典例题】：

例题：（2016 贺州）如图所示，在探究影响导体电阻大小因素的实验中，导线a、b、c粗细相同，b、d粗细不同；a、b、d长度相同

(1)该实验是通过观察________的示数间接比较导线电阻的大小．

(2)选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的________有关．(3)选用导线b、c分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的________有关．

(4)选用导线________分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关．

(5)导体的电阻大小除了与上述因素有关外，还可能跟________有关．

【答案】

（1）电流表（2）材料

（3）长度（4）b、d（5）温度

【解析】

（1）接入电路不同的导体时，可通过观察灯泡的亮暗或观察电流表示数来比较导体电阻的大小。

（2）由图可知，导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同，因此选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的材料有关。

（3）由图可知，导线b、c的粗细、材料均相同、长度不同，因此选用导线b、c分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。

（4）由图可知，导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同，因此选用导线b、d分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。

（5）影响导体电阻大小因素除了导体的材料、长度、横截面积外，还可能跟温度有关。

练习1：某学习小组在探讨影响导体电阻大小的因素时，找资料发现在导体材料和粗细相同时，其电阻大小与长度成正比，即可以用下述表达式表示：R＝kx，其中k为比例常数，x为导体的长度，于是他们用下面的器材：电压不变的电源、开关、粗细均匀的镍铬合金丝、电压表等及图甲所示电路来探究此问题，图甲中AB为镍铬合金丝，P为活动端，图甲为实物连线图．

（1）他们的实验方法是控制了________不变．

（2）调节镍铬合金丝上的滑动片，电压表的示数________(填“能”或“不能”)反映导体AP间电阻的变化，理由：________.

（3）要完成此实验，除了记录电压表示数外，还需要的测量器材是________．

（4）为反映AP间电阻的变化，还可以________．

（5）实验结束后，另一小组同学进一步研究导体的电阻与温度的关系的实验如图丙所示，当用酒精灯缓慢地对钨丝加热时，将观察到灵敏电流计的示数________(填“变大”“变小”或“不变”)，这个实验说明了_____．

【答案】

（1）材料和横截面积

（2）能；电阻越大，分担的电压越大

（3）刻度尺

（4）在电路中串联一个电流表

（5）变小；导体的电阻跟温度有关（或钨丝的电阻随温度的升高而增大）

【解析】

（1）由图可知，在实验中，导体的材料和横截面积是不变的，改变的是导体的长度；

（2）由图可知，电压表并联在了电阻AP的两端，测量的是电阻AP两端的电压，调节镍铬合金丝上的滑动片，连入电路的总电阻不变，电流不变，但电压表并联接入被测量的电阻值随着滑片的移动而发生改变，电压表的示数也会随着改变，所以AP部分的电阻越大，电压表的示数越大；

（3）实验中为了精确测量电阻的大小与长度的关系，还需要测量电阻丝的长度，故还需要的器材是刻度尺。

(4)为反映AP间电阻的变化，还可以在电路中串联一个电流表，由欧姆定律可知，电流表示数越大，AP间电阻越小。

(5)为进一步研究导体的电阻与温度的关系，用酒精灯缓慢地对钨丝加热，将观察到灵敏电流计的示数变小，这个实验说明了导体的电阻跟温度有关（或钨丝的电阻随温度的升高而增大）．

练习2：小明、小红和小亮在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出了如下猜想．

猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关．

猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关．

猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关．

实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示：

（1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点：

小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小．小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小．

小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表．

你赞同________(填“小明”“小红”或“小亮”)的观点．

（2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟________(填“A，B，C，D”)的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小．

（3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟________的关系，其结论是________．

（4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想________(填“一”“二”或“三”)的实验验证．

（5）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法．下列4个实验中没有用到此方法的是________．

A.探究动能的大小与什么因素有关

B.探究影响压力作用效果的因素实验

C.探究平面镜成像的特点实验

D.探究影响摩擦力大小的因素实验

【答案】

（1）小亮；（2）A、C；（3）导体长度，当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大；（4）三；（5）C

【解析】

（1）在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，同时灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表，故小亮的观点正确.（2）要验证猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验．

（3）A、B两根电阻丝材料相同、横截面积相同，长度不同，可以探究导体的电阻与导体的长度的关系．分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大．

（4）要探究电阻大小与导体材料的关系时，需保证电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证．（5）A．在探究电流与电压、电阻的关系实验中运用了控制变量法.B．在探究影响压力作用效果的因素实验中运用了控制变量法.C．在探究“平面镜成像特点”实验中用到的是等效替代法.D．在探究影响摩擦力大小的因素实验中运用了控制变量法．以上4个实验中没有运用控制变量法的是C.

练习3：如图是小明做“探究影响导体电阻大小的因素”实验所采用的电路，a、b、c、d是四根合金丝，用一只电压表分别测出它们两端的电压，得到的一次实验部分数据如表所示．

（1）四根合金丝串联在电路中，它们两端的电压之比等于它们的________之比，为探究导体电阻与横截面积的关系，应比较合金丝a和________两端的电压，合金丝d两端电压如图所示，示数为________V；（2）在得到上表数据的过程中，________（选填“能”或“不能”）改变滑动变阻器滑片的位置，为得到更可靠的实验结论，应多次实验，每次实验测量合金丝两端电压之前，需进行的一项实验操作是________．

（3）关于导体电阻与长度的关系，小明还进行了理论探究：某金属丝电阻为R，长度为L若把n根这样的电阻丝串联在电路中，则总长度为nL，总电阻为________，从而得到导体电阻与长度的关系，依此关系，上表中合金丝b两端的电压应该为________V．

【答案】

（1）电阻；c；0.4

（2）不能；调节滑动变阻器的滑片到不同的位置

（3）nR；2

【解析】

（1）当通过导体的电流相同时，根据欧姆定律可知，导体两端的电压与导体中的电流成正比，可以利用电压表的示数来反映导体电阻的大小；要探究导体的电阻跟导体的横截面积的关系，就要保证导体的材料和长度都相同，而导体的横截面积不同，所以选择a和c电阻丝；电压表0-3V的量程对应的分度值为0.1V，根据指针位置电压为0.4V；

（2）在得到上表数据的过程中，为了保证电压不变，不能改变滑动变阻器滑片的位置；为得到更可靠的实验结论，应改变电阻两端电压进行多次实验，每次实验测量合金丝两端电压之前，需进行的一项实验操作是调节滑动变阻器的滑片到不同的位置；

（3）n条长为l、电阻为R的导体，我们可以把它看成是由n段长度同为l电阻同为R的导体串联而成的，这n段导体的材料、横截面积都相同，则总长度为nL，总电阻为nR；合金丝b的长度是a的2倍，所以b

两端的电压U＝2×1V＝2V．

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