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初中物理

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    某小组同学用DIS实验装置研究影响电阻大小的因素,他选取了三种材料:钨丝、锰铜丝和镍铬丝.保持温度不变,所测得实验数据记录在表一、表二和表三中的前四列,为了进一步探究电阻大小与导体的横截面、长度、材料之间的关系,他们对实验数据进行适量的运算,将结果分别记录在三个表格中的后四列中.
    表一(钨丝)
    序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2 RL (Ω•m)
    1 0.5 0.5 5.30 1.0×106 1.0×10-6 2.65×10-8 2.65×10-2
    2 0.5 1.0 2.65 0.5×106 2.0×10-6 2.65×10-8 1.33×10-2
    3 1.5 0.5 15.9 3.0×106 0.33×10-6 7.95×10-8 23.85×10-2
    表二(锰铜)
    序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2 RL (Ω•m)
    4 0.5 0.5 44.0 1.0×106 1.0×10-6 22.0×10-8 22.0×10-2
    5 0.5 1.0 22.0 0.5×106 2.0×10-6 22.0×10-8 11.0×10-2
    6 1.5 0.5 132.0 3.0×106 0.33×10-6 66.0×10-8 198.0×10-2
    表三(镍铬)
    序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2 RL (Ω•m)
    7 0.5 0.5 100.0 1.0×106 1.0×10-6 50.0×10-8 50.0×10-2
    8 0.5 1.0 50.0 0.5×106 2.0×10-6 50.0×10-8 25.0×10-2
    9 1.5 0.5 300.0 3.0×106 0.33×10-6 150.0×10-8 450.0×10-2
    (1)分析比较实验序号1与2(或4与5、7与8)的数据,可初步得出结论是:______.
    (2)分析比较表中的实验序号______,以及相应的数据,可初步得出结论是:在长度、横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同.
    (3)进一步综合分析比较表一、二、三中经运算后得到的数据及相关条件,归纳得出结论.
    (a)分析比较表一、表二或表三中的第四列和第六列数据,可得______;(b) 分析比较表一、表二和表三中的第四列和第六列数据,可得______.
    本题信息:2012年金山区一模物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “某小组同学用DIS实验装置研究影响电阻大小的因素,他选取了三种材料:钨丝、锰铜丝和镍铬丝.保持温度不变,所测得实验数据记录在表一、表二和表三中的前四列...” 主要考查您对

影响电阻大小的因素

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  • 影响电阻大小的因素
影响电阻大小的因素:
1.电阻是导体的属性,它的大小只与材料、长度和横截面积有关;与导体两端的电压和通过导体的电流无关。在材料相同时,长度越长,横截面积越小,电阻越大。

2.导体的电阻还与温度有关。一般来说,导体的电阻随温度的升高而增大,如金属导体;也有少数导体的电阻随温度的升高而减小,如石墨类导体。


易错点:
①电阻是导体本身固有的一种属性,不同导体的导电能力是不同的。
②绝缘体之所以能起到绝缘的作用,就是由于其电阻很大的缘故。

典型例题:
例题一:有一段导体电阻为8欧姆。
(1)如果把它截去一半,则阻值为多少?
(2)如果把它对折重叠,则阻值为多少? 分析与提示:导体电阻与长度和横截面积有关。
解题过程:(1)导体长度为原来一半,所以电阻为原来一半为4欧。(2)对折重叠后,长度为原来一半,横截面积为原来的两倍,所以电阻为原来的四分之一为2欧。

易错情况分析:第(1)问一般没有问题,第二问容易错答为4欧或8欧,答4欧的原因是忘了重叠后横截面积发生的变化影响了电阻的大小,答8欧的原因是以为横截面积变大使得电阻变大,其实电阻与横截面积成的是反比,横截面积变为原来2倍使得电阻应在减小为二分之一,只有2欧。

选题角度:第一是检查学生是否知道哪些因素会影响电阻大小,第二是运用知识“导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比”。

例题二:如图所示,开关闭合后,用酒精灯对串联在电 路中的电阻丝进行加热,这电流表的示数将____ (变大、变小、不变),小灯泡的亮度将____ (变亮、变暗、不变)。
分析与提示:导体电阻受温度的影响。

解题过程:用酒精灯对串联在电路中的电阻丝进行加热后, 电阻温度升高,电阻将变大,所以使得电路中的电流减小,所以电流表的示数将变小,小灯泡的亮度将变暗。

易错情况分析:有些学生可能会认为电阻温度升高,电阻将变小,所以答为电流表的示数将变大,小灯泡的亮度将变亮。

选题角度:温度对电阻的影响在初中的基础学习中不常提起,但在实际科技中,这一点不可忽视,所以目的在使学生记得导体电阻除了受自身因素(材料、长度、横截面积)影响之外,其实还应强调当时的温度情况。
用控制变量法研究电阻大小的影响因素:
     使用控制变量法的一般步骤是:
(1)明确研究的问题中有多少个物理量,搞清研究对象是哪个物理量。
(2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时,要使其他物理量保持不变。
(3)把这些单一关系综合起来。
例如:在“研究电阻的大小与什么因素有关”时,就用到了控制变量法。因为影响电阻大小的因素有四个,即材料、长度、横截面积和温度。如要研究材料对电阻的影响,则需控制其他三个因素不变。

例:在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,某老师引导学生作了如下的猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的材料有关。

如图所示是他们进行实验探究时所用的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c的长度均是lm, d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c 的材料相同,但c的横截面积大于a的横截面积;a、d 的材料和横截面积都相同。
(1)在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把 M、N跟____的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数。分析比较这两根金属电阻丝的电阻大小。
(2)依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、d两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟____的关系,其结论是: __________.
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为控制变量法。试根据学过的物理知识再列出两例可用这种方法研究的问题:___、____。
(4)一般来说,所有物体都有电阻。在探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这个问题,要求:①说出方法,②画出电路图。

解析:本实验探究过程中采用控制变量法,通过研究电阻与材料、长度、横截面积和温度的关系,得出电阻的大小与这些影响因素之间的关系。

答案:(1)a、c
(2)长度在导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大(或导体的电阻跟长度成正比等)
(3)研究电流与电压和电阻的关系研究压强与压力和受力面积的关系
(4)①方法:用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成如图所示的电路,再用酒精灯给灯芯加热,同时观察电流表示数的变化,并进行分析,得出结论;
②电路图:如图所示。

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