2020-2021学年浙教版科学中考第二轮专题复习电学实验--影响电阻大小的因素(含解析)

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电学实验--影响电阻大小的因素

1.学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干。先连接如图甲所示的电路，然后小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表所示。根据实验数据，回答下列问题：

（1）图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表
读数(A)
 ________
0.15
0.1
0.6
0.9
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①电阻的大小与长度的关系是________。
②电阻的大小与横截面积的关系是________。
（3）实验中一根合金丝的电阻为5 Ω，若该合金丝的横截面积为1 mm2 ， 则这根合金丝的长度为________m。(已知长为1 m，横截面积为1 mm2的该合金丝阻值为1 Ω)
2.小金想探究导体长度对导体电阻大小的影响，现有器材：导线若干、横截面积相同但长度不同的镍铬合金丝6根、欧姆表(欧姆表是直接测量电阻值的仪表，内部由电源U、灵敏电流计G、滑动变阻器R0串联而成)。内部结构如图：

（1）请帮小金画出实验电路图。
（2）如表所示为小金在实验时记录的实验数据，在坐标系中画出电阻随长度变化的图像：
实验序号
1
2
3
4
5
6
L(m)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
R(Ω)
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
（3）通过分析，可以得出的结论是________。
3.在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中，取两根材料不同、横截面积相同的金属丝a、b，连接成如图甲的实验电路，O、M分别是金属丝a、b的端点，P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表示数始终为I＝1.25A．电压表示数U随OP间距离x的变化如表：
x/mm
600
700
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
U/A
4.50
5.00
5.50
6.00
      
6.75
7.00
7.25
7.50
7.75

（1）当OP＝1000mm时，电压表的示数如图乙，请在表格处填上此时的U值________。
（2）实验可得到的结论是：①导体的电阻大小与导体材料有关；②________。
4.在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中，小明设计了如图1所示的电路。

（1）在连接电路时发现还缺少一个元件，他应该在电路在接入的元件是________。
（2）根据1、2，可以得到的实验结论是________。
（3）根据2、4,可以得到的实验结论是________。
（4）小明使用2、3、4来做实验，预计是接入________号成灯泡会最亮
5.如图所示，长度和粗细都相同的锰铜合金丝AC和镍铬合金丝EC、B、F分别为这两段合金丝的中点。某同学用该装置做“探究影响电阻大小的因素”实验，记录数据见下表。

步骤
M接
N接
电流(安)
1
A
C
0．5
2
A
B
1．0
3
A和C
B
2．0
4
E
G
0．2
5
E
F
0．4
6
E和G
F
0．8
（1）比较步骤________，得出结论：当导体长度、粗细相同时，导体电阻大小与材料有关。
（2）比较步骤1和2(或4和5) ，得出结论： ________。
（3）比较步骤2和3(或5和6) ，得出结论： ________。
6.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小明设计了如图电路。

编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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
1.0
0.5
（1）在连接电路时发现，还缺少一个元件，他应该在电路中再接入的元件是________.
（2）为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小，可观察________ .
（3）另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲把灯泡更换为电流表:乙在原电路中串联接入电流表。你认为 ________同学的改进更好一些，理由是 ________.
（4）同学们为了完成探究活动,从实验室借来了四根电阻丝(如表)，则选择A、B两电阻丝进行实验是为了探究导体电阻大小与________的关系.
7.在探究影响导体电阻大小的因素时，小明猜想导体的电阻可能与下列因素有关：
①导体的长度；②导体的横截面积；③导体的材料。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
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）如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察________来比较导体电阻的大小。
（2）为了验证猜想①，应该选用编号________两根电阻丝分别接入电路进行实验。为了验证猜想②，应选用编号________两根电阻丝分别接入电路进行实验。
（3）分别将A、D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟________有关。
（4）本实验小明主要用的实验方法是________。
8.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)

（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：________。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，你认为灯不亮的原因是________。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用有哪些？
①________；
②________。
9.小张在探究导体电阻与长度的关系实验时，器材有：6伏蓄电池、电压表(0--3V，0--15V)、滑动变阻器（50Ω 1. 5A）、开关各一个，导电性能较差的镍铬合金线MN(电阻较大），刻度尺一把，导线若干。

（1）右图是实验时没有连接完整的电路，请完成电路的连接。
（2）在实验中小张同学记录了下表一组实验数据，请你分析表中实验数据，得出导体两端的电压与长度的关系是________。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表两端间镍铬合金线的长度（厘米）
10
20
30
40
50
电压表的读数（伏特）
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
而小张认为由这些实验数据就可以得到导体电阻与导体长度成正比的结论。请你为他说明理由________ 。
10.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。

实验次数
电阻R1/Ω
电阻R2/Ω
电压U/V
电流I/A
总电阻R/Ω
1
10
30
3
0.4
7.5
2
30
30
3
0.2
15
3
30
15
3
0.3
10
【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。
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________。
11.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小科同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻 Rt的阻值与温度的关系。已知M为控温器，电源电压未知但恒定不变，R为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）。因实验器材的限制，利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值，聪明的小科进行了如下操作：

①根据图甲连接电路，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到足够大；
②控制控温器中液体温度为10℃，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数达到某数值，记录此时电阻箱的阻值为26Ω；
③依次改变控温器中的液体温度，同时……，得到相关数据记录如下表所示。
温度t/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
…
电阻箱R/Ω
26
47
64
76
85
92
98
100
…
分析并回答下列问题：
（1）步骤③中“……”部分的操作是________。
（2）结合表中数据可以得出结论：________。
（3）在科技创新活动中，小科用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（电路图如图乙所示，电压表未接入），它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。闭合开关后，小科发现电流表有示数，将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数，接ac、bc间有示数，此时电路中的故障是________。
12.科学兴趣小组为了探究导电液体在体积相同时，其电阻与长度的关系。于是选取一段可拉伸的乳胶管（乳胶管是绝缘体），灌满某种导电液体，两端用金属塞堵住管口，形成一段长为10厘米的封闭液柱。选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器、电源等器材连接电路如图，电源电压保持12伏不变。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在________端（填A或B）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为9伏时，记录第1次电流表示数并计算出液柱的电阻。将乳胶管均匀拉长，重复上述实验，数据记录如右表。实验中第1次电流表的示数应是________安。
实验次数
1
2
3
4
5
液柱长度L/厘米
10
15
20
25
30
液柱电阻R/欧
200
452
801
1254

（3）查阅资料得知：当材料和横截面积一定时，导体的电阻与其长度成正比。但是通过多次实验发现，当液柱长度变为原来2倍时，其电阻大大超过原来的2倍。请对此作出合理的解释：________。
（4）结合表中已有数据，请估计第五次实验，当液柱长度为30厘米时，其电阻大约为         。
A.1400欧
B.1600欧
C.1800欧
D.2000欧

答案解析部分
一、实验探究题
1.【答案】 （1）0.3
（2）材料和横截面积相同时，导体的电阻跟长度成正比；材料和长度相同时，导体的电阻跟横截面积成反比
（3）5
【解析】【分析】（1）根据乙图确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出示数；
（2）①将前三组实验数据进行比较即可；
②将第一组、第四或第五组实验数据进行比较即可。
（3）根据导体电阻与长度的定量关系计算即可。
【解答】（1）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么读数为0.3A。
（2）①比较前三组数据可知，前三组实验中电阻的比为：U0.3A:U0.15A:U0.1A=1:2:3 ， 而它们的长度之比也是1：2：3，因此得到结论：材料和横截面积相同时，导体的电阻跟长度成正比。
②第一组、第四组实验数据比较，它们的电阻之比：U0.3A:U0.6A:U0.1A=2：1 ， 而它们的横截面积之比为1：2，因此得到结论：材料和长度相同时，导体的电阻跟横截面积成反比。
（3）根据材料和横截面积相同时，导体的电阻跟长度成正比得到：RR'=LL',即5Ω1Ω=L1m ， 解得：L=5m。
2.【答案】 （1）解：如图所示：


（2）解：如图所示：


（3）同种材料的导体，横截面积相同时，导体电阻大小和长度成正比
【解析】【分析】（1）根据欧姆表的用途确定测电阻的方法，然后补充电路图即可；
（2）弄清横轴和纵轴表示的物理量与分度值，然后根据表格数据描出对应的点，最后将这些点连接起来即可。
（3）如果两个物理量的图像为一条通过坐标原点的斜线，那么二者成正比例关系；如果两个物理量的图像为一条双曲线，那么二者成反比例关系，据此分析即可。
【解答】（1）欧姆表可以直接测量电阻的阻值，只需将待测电阻接在它露出的两个线头上即可，如下图所示：

（2）横轴表示长度，每格表示0.2m；纵轴表示电阻，每格表示0.4欧姆。根据表格数据描出对应的点，最后将这些点连接起来即可，如下图所示：

（3）根据（2）图可知，电阻随长度变化的图像是一条通过坐标原点的斜线，那么得到结论：同种材料的导体，横截面积相同时，导体电阻大小和长度成正比。
3.【答案】 （1）6.50
（2）导体电阻大小与导体长度有关
【解析】【分析】（1）根据图片乙确定电压表的量程和分度值，然后根据指针的位置读数；
（2）根据表格中前5列数据分析电阻大小的影响因素。
【解答】（1）根据图乙可知，电压表的量程为0~15V，分度值为0.5V，那么电压表的示数为6.50V；
（2）根据表格中前5列数据可知，当导体的材料相同时，导体的长度越大，电阻越大，那么得到结论：导体电阻的大小与长度有关。

 
4.【答案】 （1）开关
（2）当横截面积和长度不变时，导体的电阻大小和材料有关
（3）当横截面积相同的同种材料，导体的电阻大小和长度有关
（4）3
【解析】【分析】（1）一个最基本的电路包括四部分：电源、导线、开关和用电器；
（2）比较序号1、2的两个电阻丝，分析它们相同的因素和不同的因素，根据控制变量法的要求描述实验结论；
（3）比较序号2、4的两个电阻丝，分析它们相同的因素和不同的因素，根据控制变量法的要求描述实验结论；
（4）根据前面的结论分析三根电阻丝电阻的大小，然后根据“电流与电阻成反比”的规律分析电流的大小，进而推断处灯泡的亮度。
【解答】（1）根据图1可知，有电源，用电器（电阻丝）、导线，唯独缺少开关；
（2）比较序号1、2可知，长度和横截面积相同而材料不同，那么得到结论： 当横截面积和长度不变时，导体的电阻大小和材料有关 ；
（3）比较序号1、4可知，材料和横截面积相同而长度不同，那么得到结论：横截面积相同的同种材料，导体的电阻大小和长度有关；
（4）序号2和3比较可知，材料和长度相同，3的横截面积大，电阻小，即R2>R3；
序号2和4笔记可知，材料和横截面积相同，4的长度更大，电阻更大，即R4>R2；
可见，序号3中的电阻丝电阻最小，那么通过它的电流最大，灯泡会最亮。
5.【答案】 （1）1与4(或2与5,或3与6)
（2）当材料和横截面积相同时,导线越长,电阻越大
（3）当材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）分析实验1和2中，哪些因素相同，哪些因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）分析实验2和3中，哪些因素相同，哪些因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
【解答】在表格中，电流越大，则电阻越小；3和6中，将合金丝的两端接在一起，再与中点相连，相当于将长度等于原长一半的合金丝并联，即横截面积增大一倍。
（1）探究导体电阻大小与材料的关系时，必须控制导体长度和粗细相同，故选1与4(或2与5,或3与6)；
（2）比较步骤1和2(或4和5) ，得出结论：当材料和横截面积相同时 ， 导线越长，电阻越大。
（3）比较步骤2和3(或5和6) ，得出结论：当材料和长度相同时，横截面积越大，电阻越小。
 
6.【答案】 （1）开关
（2）灯泡的亮度
（3）乙；灯泡能保护电路
（4）长度
【解析】【分析】（1）基本电路的四个部分：电源、导线、开关和用电器；
（2）灯泡的亮度越大，通过电路的电流越大，而电阻则越小；
（3）如果将灯泡换成电流表，那么当接入导体的电阻很小时，有可能由于电流太大烧坏电源。如果有灯泡，那么灯泡自身的电阻可以对电路起到保护作用。
（4）分析A、B两个实验中哪个因素不同即可。
【解答】（1）根据电路图可知，电路中再接入的元件是开关。
（2）为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小，可观察灯泡的亮度.
（3）我认为乙同学的改进更好一些，理由是：灯泡能保护电路。
（4）根据表格中A、B数据可知，两个电阻丝的长度不同，而材料和横截面积相同，因此探究导体电阻与长度的关系。
7.【答案】 （1）电流表示数
（2）A、B；A、C
（3）材料
（4）控制变量法
【解析】【分析】（1）导体的电阻越大，通过导体的电流越小；导体的电阻越小，通过导体的电流越大，因此通过电流表的示数变化可以感知导体电阻的大小；
（2）根据控制变量法的要求判断并选择实验即可；
（3）分析A、D两个实验中导体的哪个因素不同；
（4）一个物理量受到几个因素的影响，探究其中一个因素对物理量的影响时，必须控制其他因素相同，这就是控制变量法。
【解答】（1）如图所示为“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，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。
（2）为了验证猜想①，即导体的电阻与长度的关系，就必须控制材料、横截面积相等，而长度不同，故选AB；为了验证猜想②，即导体的电阻与横截面积的关系，就必须控制材料和长度相同，而改变横截面积，故选AC；
（3）A、D两根电阻丝的材料不同，其他因素相同，因此得到结论：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟材料有关。
（4）本实验小明主要用的实验方法是控制变量法。
 
8.【答案】 （1）ab间电阻小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件
（2）ab间电阻太大
（3）保护电路；粗略反映电路中电流变化
【解析】【分析】（1）在甲电路中，除了电阻丝没有其他保护电阻，一旦电阻丝的阻值太小，就会导致通过电流表的电流太大，可能会烧毁电器元件；
（2）如果接入的电阻丝的电阻太大，那么通过灯泡的电流就会很小。而灯泡是依靠电流的热效应工作的，电流太小，就不能使灯泡发光。
（3）通过灯泡的电流大，那么灯泡亮度大；通过灯泡的电流小，那么灯泡亮度小，因此通过灯泡的亮度变化可以感知电流大小变化，进而对电阻的大小进行判断；灯泡本身有一定的电阻，因此可以防止电路中电流过大，对电路造成破坏。
【解答】（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：ab间电阻小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，我认为灯不亮的原因是：ab间电阻太大。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用：
①保护电路；
②粗略反映电路中电流变化。
9.【答案】 （1）
（2）导体两端的电压与长度成正比；根据欧姆定律可得，在电流强度相同时，导体两端的电压与道题的电阻成正比，所以导体的电阻与导体的长度成正比
【解析】【分析】（1）镍铬合金线与变阻器串联，通过电路的总电流保持不变。将电压表与镍铬合金线并联，通过改变电压表并联的电阻线的长度，就可以改变电压表并联的电阻，进而改变电压表的示数。根据U=IR可知，电压表的示数与并联的电阻线的电阻成正比，而导体的电阻与长度成正比，因此电压表的示数与长度成正比。那么只要记录电压表的示数和并联的电阻线的长度，就能达到实验目的，据此连接电路即可。
（2）分析表格数据，如果两个物理量的比值相同，那么它们成正比关系；根据欧姆定律和影响电阻的因素的知识分析得到这个结论的理由。
【解答】（1）根据实验要求，镍铬合金线要与变阻器串联，因此将M与电源“+”极连接；电压表要与镍铬合金线并联，因此将电压表的“3”的接线柱与N相连即可，如下图所示：

（2）分析表格数据可知，每组中电压表的示数和合金线的长度之比都是0.02，即比值相同，那么得到结论：导体两端的电压与长度成正比，理由是：根据欧姆定律可得，在电流强度相同时，导体两端的电压与道题的电阻成正比，所以导体的电阻与导体的长度成正比。
10.【答案】 ；并联后相当于增大了导体的横截面积，在导体材料、长度、温度不变时，横截面积越大， 导体电阻越小。；增大
【解析】【分析】 【实验步骤】 根据电路图连接实物图时，要保证各个电器元件的串并联关系一致，元件的相对位置一致，还要注意电表的量程和正负接线柱的连接。
【思考讨论】 ①导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比；
②将第1次和第2次实验数据对比得出结论即可。
【解答】【实验步骤】根据电路图可知，两个电阻并联，电压表与R1并联，电流表在干路上测总电流。观察实物图可知，电流表还没有接好。只需将开关右侧的接线柱与电流表中间的“0.6”接线柱相连，然后再将“-”接线柱与电阻R2右侧的接线柱相连即可，如下图所示：

【思考讨论】①根据导体的电阻和横截面积的关系可知：导体的并联相当于增大了导体的横截面积， 在导体材料、长度、温度不变时，横截面积越大， 导体电阻越小。
②对比第1和2组数据可知，电阻R2的阻值不变，但R1的阻值增大，这时总电阻增大了，那么可以得到结论： 若增大其中一个分电阻的阻值，则总电阻将增大。
11.【答案】 （1）调节电阻箱的阻值，使电流表的示数保持不变
（2）在一定温度范围，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小
（3）定值电阻短路（或ab间短路）
【解析】【分析】（1）电源电压一定，如果控制电流一定，根据公式R总=U总I总可知，那么总电阻肯定保持不变。根据R总=R+Rt可知，热敏电阻的阻值变化和变阻器的阻值变化相反，即根据变阻器阻值的变化可以推断热敏电阻阻值的变化，所以只要改变变阻器的阻值，保持电流示数不变即可；
（2）根据R总=R+Rt结合表格确定热敏电阻的阻值和温度的变化规律；
（3）根据电压表的示数变化对故障位置和种类进行判断。
【解答】（1）步骤③中“……”部分的操作是调节电阻箱的阻值，使电流表的示数保持不变。
（2）根据表格可知，电阻箱的阻值在不断变大，根据R总=R+Rt可知，热敏电阻的阻值在不断减小，那么得到结论： 在一定温度范围，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 ；
（3）电流表有示数，说明整个电路是通路，应该没有断路发生。将电压表接在ba间时无示数，但是肯定有电流从a到达b，只能说明ab之间的电阻被短路。
12.【答案】 （1）B
（2）0.045
（3）因乳胶管被拉长时液柱的横截面积变小，导致液柱电阻变大
（4）C
【解析】【分析】（1）闭合开关前，为了保护电路安全，需要将变阻器的滑片移动到阻值最大的位置；
（2）已知电压和电阻，根据公式I=UR计算电流表的示数；
（3）根据V=SL可知，当液柱的体积不变时，如果长度变为原来的2倍，那么横截面积就是原来的12 ， 因此现在的电阻就应该是原来电阻的4倍；
（4）将第1组和第3组数据对比发现，当长度变为原来的2倍时，电阻变为原来的4倍，即电阻与长度的平方成正比，据此计算第5组未知的数据。
【解答】（1）根据图片可知，变阻器下面接的是左边的接线柱，因此滑片在最右端时电阻最大，那么闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处B端；
（2）根据表格可知，实验中第1次液柱的电阻为200Ω，那么电流表的示数：I=UR=9V200Ω=0.045A；
（3）当材料和横截面积一定时，导体的电阻与其长度成正比。但是通过多次实验发现，当液柱长度变为原来2倍时，其电阻大大超过原来的2倍，合理的解释：因乳胶管被拉长时液柱的横截面积变小，导致液柱电阻变大。
（4）将第5次数据与第1次数据对比可知，液柱的长度变为原来的：30÷10=3（倍），那么此时的电阻就是原来的9倍，即：200Ω×9=1800Ω，故选C。