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第15讲 电阻(3考点)--【暑假自学课】2025年新九年级物理暑假提升精品讲义(人教版·2024)(原卷版+解析版)
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第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
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第二步:记
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第三步:测
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知识点1 电阻——对电流的阻碍作用
1.探究导体对电流的阻碍作用
【实验过程】如图所示,把长短、粗细相同的铜丝(或锰铜合金丝)和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度和电流表示数。
【实验现象】当把铜丝接入电路时,闭合开关,电流表示数较大,小灯泡较亮;当把镍铬合金丝接入电路时,闭合开关,电流表示数较小,小灯泡较暗。
【实验分析】在相同电压下,通过铜丝的电流较大,表明铜丝对电流的阻碍作用较小;通过镍铬合金丝的电流较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
【实验结论】导体在导电的同时,对电流也有一定的阻碍作用,且不同导体对电流阻碍作用不同。
2.电阻
(1)概念:在物理学中,用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。用字母R表示,电阻是导体的一种属性。
(2)单位及换算关系:在国际单位制中,电阻的单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。
常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
(3)电阻在电路中的符号
具有一定电阻值的元件叫做电阻器,也叫定值电阻,简称电阻。在电路中的符号是“”。
对电阻的理解
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过,也不管导体两端是否有电压或电压的大小,导体对电流的阻碍作用(即电阻)总是存在的。无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已。
(2)电阻越大,对电流的阻碍作用也越大。对于同一电路,在电路两端电压不变的情况下,导体对电流的阻碍作用越大,电路中电流越小。
知识点2 影响电阻大小的因素
描述结论时不能缺少的前提条件
描述导体电阻与其影响因素的关系时,不能缺少前提条件,例如,描述导体电阻与导体长度的关系时不能说“导体越长,电阻越大”,应该说“在导体的材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大。”
知识点3 半导体和超导现象
1. 半导体
(1)概念
有一些材料,如硅和锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为半导体。
(2)特点
①半导体的导电性能比导体差,比绝缘体好;
②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。
(3)应用
利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。
2. 超导现象
(1)超导现象
某些物质在温度很低时,电阻就变成了0,这就是超导现象。在温度很低时,电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。
(2)超导现象应用于实际的好处
①延长电路元件的使用寿命;
②降低电能损耗;
③实现电子设备微型化。
(3)超导材料的应用
利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前,超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
导体电阻和温度的关系
(1)一般的物体,如金属,其电阻随温度的升高而增大,随温度的下降减小。
(2)有的合金,如康铜和锰铜,其电阻几乎不随温度的变化而变化,是制作标准电阻的好材料。
(3)半导体的电阻和温度的关系较为复杂,有些半导体的电阻随温度的升高而减小,有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
考点1:探究影响电阻大小的因素
【典例1】(24-25九年级上·河南安阳·期末)在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表。
(1)为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。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,这里运用了 (填物理研究方法);
(2)为了验证上述猜想②,应该选用编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现B接入电路时电流表示数 (选填“较大”或“较小”),由此可推测:当材料和横截面积相同时,导体长度越 ,电阻越大;
(4)为了顺利完成实验,导体D的长度应为 m。
【答案】(1)转换法(2)AC(3) 较小 长(4)0.5
【详解】(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和小灯泡的亮度变化来比较导体电阻的大小,用到了转换法。
(2)要验证猜想②:导体的电阻可能与导体横截面积有关,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)[1][2]由表中数据可知,A、B两电阻丝的横截面积、材料相同,B的长度大,将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,B接入电路时电流表示数较小,可知B的电阻较大,由此可知:当材料和横截面积相同时,导体长度越长,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,故选导线C、D,并且导体D的长度为0.5m。
【变式1-1】(24-25九年级上·四川泸州·期末)小明利用金属丝探究了影响电阻大小的因素后,进一步利用盐水探究影响电阻大小的因素,他提出了以下猜想:
A.可能与液体的浓度有关;
B.可能与液体的横截面积有关;
C.可能与电极间距离有关。
实验器材有:两端及中间接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图所示的电路进行实验。请你回答下列问题:
(1)将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”),其电阻大小可以根据 进行判断;
(2)探究猜想A时,为了改变盐水的浓度,小明采用向塑料管中添加盐并搅拌均匀来实现,而不是向塑料管中加入清水的方式,理由是 ;
(3)探究猜想B时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论: ;
(4)探究猜想C时,小明将左端接线改接到中间接线柱并进行比较,此操作步骤相当于利用金属丝探究了影响电阻大小的因素时,改变金属丝的 ;
(5)小明在反思探究实验时,认为用电流表代替小灯泡进行实验,可以让实验结果更精确,这种方案存在的明显不足是 。
【答案】(1) 导体 灯泡亮度
(2)为了控制液体横截面积不变
(3)液体浓度及电极距离一定时,液体横截面积越小,电阻越大
(4)长度
(5)盐水浓度较大时,电流较大,容易超量程
【详解】(1)[1][2]小灯泡发光,说明盐水容易导电,所以盐水是导体。本题考到转换法,通过观察灯泡亮度判断电阻大小,灯泡越亮则对应电阻越小。
(2)本题考查控制变量法,要探究电阻可能与液体的浓度有关,要保证液体的横截面积和电极间距离一定,故采用向塑料管中添加盐并搅拌均匀来实现,而不是向塑料管中加入清水的方式是为了控制液体横截面积不变。
(3)根据控制变量法,液体浓度及电极距离一定时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,则横截面积变小,灯泡的亮度逐渐变暗,说明此时电阻变大。即体浓度及电极距离一定时,液体横截面积越小,电阻越大。
(4)小明将左端接线改接到中间接线柱并进行比较,此时电阻长度改变,此操作步骤相当于利用金属丝探究了影响电阻大小的因素时,改变金属丝的长度。
(5)用电流表代替小灯泡进行实验,可直接读出电流大小,可以让实验结果更精确,但是盐水浓度较大时,电流较大,容易超量程,损坏电流表。
考点2:影响电阻的因素
【典例2】(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示,将a和b两段导体连入电路中,这两段导体的材料、长度相同,横截面积不同。下列关于这两段导体说法正确的是( )
A.a的电阻较大B.a、b的电阻相等
C.通过a的电流较小D.通过a、b的电流相等
【答案】AD
【详解】a和b两段导体的材料、长度相同,a比b的横截面积小,在材料、长度、温度等相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小,所以导体a的电阻较大,根据串联电路电流的规律,在串联电路中电流强度处处相等,所以两段电阻的电流是相同的,故BC错误,AD正确。
故选AD。
【变式2-1】(24-25九年级上·云南昆明·期末)高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置,这是通过增大导体的横截面积从而 (选填“增大”或“减小”)导体的电阻。维修线路时有时需要断电,此时导体的电阻将 (选填“不变”或“变为零”)。
【答案】 减小 不变
【详解】[1]在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线电阻越小;导线电阻变小,可以减少输电线上电能的损失。将图中四根导线并联起来,增大了导线的横截面积,从而减小了输电导线的电阻。
[2]导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,因此断电后导体的电阻不变。
【变式2-2】(24-25九年级上·山东泰安·期末)将一根镍铬合金线拉长后接入电路中,合金线的阻值将会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大
【详解】导体的电阻与其长度、横截面积和材料有关,长度越长,电阻越大;横截面积越小,电阻越大;镍铬合金丝均匀拉长后,长度变长;横截面积变小,其电阻应变大。
考点3:超导现象和半导体材料
【典例3】(24-25九年级上·广东深圳·期中)2023年8月,华为手机mate60系列正式上市,该手机搭载的麒麟9000s芯片处理器是我国自主研发和生产的国产芯片。该芯片的主要材料是 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。该手机还有其他多项“黑科技”,如“反向充电”技术,当它给其它手机充电时,mate60手机相当于电路中的 。在充电过程中,不考虑手机温度的变化,另一部手机的电池的 能将增加。
【答案】 半导体 电源 化学
【详解】[1]芯片是指内含集成电路的硅片,硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体材料。
[2]当它给其它手机充电时,mate60手机提供电能,相当于电路中的电源。
[3]在充电过程中,将电能转化为化学能,另一部手机的电池获得化学能。
【变式3-1】(24-25九年级上·河南驻马店·期末)国产AI算力芯片首次搭载在联想问天WA5480 G3服务器上,中国芯片的研发取得重大突破。制造芯片的主要材料是( )
A.半导体材料B.超导材料C.磁性材料D.绝缘材料
【答案】A
【详解】常见的半导体材料有:硅、锗、砷、镓等,芯片主要由硅、锗等半导体材料制成的,所以制造芯片的主要材料是半导体材料,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式3-2】(24-25九年级上·甘肃武威·期末)教室里日光灯更换成LED护眼灯,LED护眼灯发光部分的主要材料是 ,目前,科学家也在努力研发常温下电阻为零的 材料。
【答案】 半导体 超导体
【详解】[1][2]LED灯的发光部分为半导体材料制作而成,其相对于普通白炽灯来说发光效率高。而常温下电阻为零的材料被称为超导体。
知识导图记忆
知识目标复核
1.了解常见的电阻器的阻值、单位及换算;
2.理解电阻是导体对电流的阻碍作用;
3.理解影响电阻大小的因素;
4.了解半导体材料和超导现象。
一、单选题
1.(24-25九年级上·陕西西安·期末)如图所示为常用的铝芯导线,它由多条铝线外包绝缘皮制成,下列方法能增大其电阻的是( )
A.减小铝芯导线的长度B.增大铝芯导线两端的电压
C.减小铝芯导线中的电流D.抽去几条铝线
【答案】D
【详解】A.导体的电阻与长度有关,在材料、横截面积、温度不变时,导体的长度越短,导体的电阻越小,故A不符合题意;
BC.电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压大小和通过其电流大小无关,故BC不符合题意;
D.导体的电阻与横截面积有关,在材料、长度、温度不变时,抽去几条铝线,减小了横截面积,导体的电阻变大,故D符合题意。
故选D。
2.(24-25九年级上·内蒙古鄂尔多斯·期末)科学家发现,原本只能在极低温度下工作的超导体,在施加高压后,竟然能在常温下表现出超导性。假如这种常温超导体应用到实际生活中,它最适合用来制作( )
A.输电线 B.电热丝C.电阻丝D.保险丝
【答案】A
【详解】超导体的电阻为零,用来制作输电线可以大大减少输电过程中的电能损失,而电热毯、电吹风、电饭煲都是电热器,不能用超导体来制作发热体,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示,自制的水果电池使发光二极管发光。下列说法正确的是( )
A.发光二极管采用半导体材料制成
B.发光二极管可以用超导材料制成
C.对调水果电池的正负极,发光二极管的亮度变亮
D.对调水果电池的正负极,发光二极管依然能发光
【答案】A
【详解】AB.二极管是用导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料制成,故A正确,B错误;
CD.二极管具有单向导电性,电流从二极管的正极流入,负极流出时,发光二极管发光,对调水果电池的正负极,发光二极管两端电压不为0,电流为0,发光二极管不发光,亮度变暗,故CD错误。
故选A。
4.(24-25九年级上·山西吕梁·期末)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的金属丝只有一根,实验电路图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该实验的探究方法只用到控制变量法
B.灯泡在电路中可以起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变大
D.将金属丝对折后接入电路,是探究导体电阻大小与长度的关系
【答案】B
【详解】A.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,在研究与其中的一个因素的关系时,应控制其他因素不变,该实验运用了控制变量的方法;此外,实验中用灯泡的亮度和电流的示数判断电阻的大小,应用了转化法,故A错误;
B.灯泡与电流表串联,增大了电路中的电阻,防止因导体电阻过小而烧坏电流表,对电路起保护作用,故B正确;
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的长度变小,横截面积变大,则金属丝的电阻变小,故C错误;
D.在探究电阻与长度的关系时,需使导体的材料、横截面积、温度相同,长度不同,而将金属丝对折后,横截面积也发生了变化,故D错误。
故选B。
5.(22-23九年级上·湖北襄阳·期末)如图所示,把玻璃珠接入电路中,闭合开关,灯不亮;给玻璃珠加热,当玻璃珠加热到红炽状态时,灯亮了。这个现象说明( )
A.给材料加热时它的电阻一定会变小B.导体和绝缘体没有绝对的界限
C.室温下,玻璃是半导体材料D.玻璃在任何状态下都不会变成导体
【答案】B
【详解】A. 给灯丝加热,温度升高、电阻增大,故A不符合题意;
B. 有的物体不容易导电,叫绝缘体,导体和绝缘体之间没有明显的界限,但在一定的条件下绝缘体可以变为导体,故B符合题意;
C. 室温下,玻璃是绝缘体,故C不符合题意;
D. 由题意可知,玻璃在红炽状态下会变成导体,故D不符合题意。
故选B。
6.(24-25九年级上·四川成都·期末)下列说法中正确的是( )
A.绝缘体有电阻,导体没有电阻
B.通过导体的电流越大,导体的电阻就一定越大
C.导体和绝缘体没有绝对的界限
D.导体两端电压越大,导体的电阻一定越小
【答案】C
【详解】A.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体和绝缘体对电流都有阻碍作用,都有电阻,故A错误;
BD.导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与电压、电流无关,与电流和电压无关,故BD错误;
C.导体和绝缘体没有绝对的界限,在条件改变时,绝缘体也可能变为导体,故C正确。
故选C。
7.(24-25九年级上·辽宁大连·期末)要探究“影响导体电阻大小的因素”,小明同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体材料有关。根据猜想设计了如图所示的实验装置。(其中“S”表示导体的横截面积)下列说法正确的是( )
A.实验中灯泡越亮,说明接入电路的导体电阻越大
B.为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电压表
C.分别把C、D两根电阻线接入电路,可以探究猜想①
D.要探究猜想②,应分别把B、C两根电阻线接入电路
【答案】D
【详解】A.实验中灯泡越亮,说明电路中的电流越大,则接入电路的导体电阻越小,故A错误;
B.为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电流表,如果串联一个电压表,电路相当于开路,故B错误;
C.根据控制变量法的思想,要想探究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制材料和横截面积相同,只有长度不同。而C、D两根电阻线材料相同,长度和横截面积不同,所以分别把C、D两根电阻线接入电路,不可以探究猜想①,故C错误;
D.要探究猜想②导体的电阻与导体的横截面积有关,应该控制材料和长度相同,改变横截面积,B、C两根电阻线符合条件,故分别把B、C两根电阻线接入电路可以验证猜想②,故D正确。
故选D。
8.(24-25九年级上·湖北武汉·期末)如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,电源电压保持不变,分别将三根金属丝接入电路。下列说法错误的是( )
A.电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小
B.利用①②两根金属丝可以探究电阻的大小是否跟导线的粗细有关
C.利用②③两根金属丝可以探究电阻的大小是否跟导线的长度有关
D.仅将电路中的电流表换成电压表也能完成本实验
【答案】D
【详解】A.在导体两端的电压不变的条件下,导体的阻值越大通过导体的电流就越小,即电流表的示数就越小,所以本实验可以通过电流表的示数比较导体电阻的大小,电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小,故A正确,不符合题意;
B.①②两根金属丝材料、长度均相同,粗细不同,根据控制变量法,利用①②两根金属丝可以探究导体的电阻大小是否跟导体的粗细有关,故B正确,不符合题意;
C.②③两根金属丝材料、粗细均相同,长度不同,根据控制变量法,利用②③两根金属丝可以探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关,故C正确,不符合题意;
D.在图示情况下,仅将电路中的电流表换成电压表,由于电压表相当于开路,电压表示数为电源电压,所以不能完成本实验,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题
9.(24-25九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)如图,将包装口香糖的锡箔纸剪成中间较窄的细条,然后将此锡箔细条的两端连接电池正负极,很快发现细条中较窄处ab段开始冒烟起火,这是因为细条将电池 导致电流过大产生的。若ab段长度等于bc段长度,则ab段与bc段相比,电阻Rab Rbc,此时通过的电流Iab Ibc。(两空均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 短路 > =
【详解】[1]锡箔纸条两端的铝面直接接触电池的正负极,相当于直接用导线将电源的正负极相连,会造成电源短路,这样电流会很大,产生大量的热量而起火。
[2]长度和材料相同,铝纸条中间最细处的横截面积较小,电阻较大,即ab段电阻大于bc段电阻。
[3]串联电路中电流处处相同,故通过ab段的电流等于通过bc段的电流。
10.(23-24九年级上·四川宜宾·期中)如图,用两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路时小灯泡发光,说明铅笔芯是 (填“导体”或“绝缘体”)。夹子在铅笔芯上滑动的过程中,铅笔芯接入电路的 影响了电阻的大小,导致小灯泡的亮度发生了变化。
【答案】 导体 长度
【详解】[1]如图所示的电路中,小灯泡发光,表明电路中有电流,说明铅笔芯是导体。
[2]电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度等因素有关,小夹子在铅笔芯上滑动的过程中,改变了铅笔芯接入电路的长度,影响了电阻的大小。
11.(24-25九年级上·安徽淮北·期末)甲、乙、丙是三根用相同材料制成的均匀的合金丝,甲、乙长度相同,但甲较粗,乙、丙粗细相同,但丙较长,则这三根合金丝中,阻值最大的是 。
【答案】丙
【详解】导体的阻值大小与导体的材料、长度、横截面积有关,当导体的材料和温度一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。由于三根合金丝材料相同,甲、乙长度相同,但甲较粗,所以乙的电阻大于甲的电阻,乙、丙粗细相同,但丙较长,所以丙的电阻大于乙的电阻,综上可知,这三根合金丝中,阻值最大的是丙。
12.(24-25九年级上·陕西西安·期末)如图所示是人行横道信号灯,红灯与绿灯是发光二极管,其主要制造材料为 (选填“导体”“半导体”或“超导体”);红灯与绿灯交替发光,它们的连接方式为 (选填“串联”或“并联”);信号灯工作时,主要将电能转化为 能。
【答案】 半导体 并联 光
【详解】[1]红灯与绿灯是发光二极管,其主要制造材料为半导体。
[2]红灯与绿灯交替发光,可以独立工作,因此是并联的。
[3]信号灯工作时,消耗电能发光,将电能转化为光能。
13.(24-25九年级上·新疆克孜勒苏·阶段练习)通常我们所说的开灯是指 (选填“断开”或“闭合”)开关;如图所示,把导线接在小灯泡两端,闭合开关,你会看到二极管 (选填“发光”或者“不发光”),小灯泡被 ,二极管中电子移动方向为 (选填“从左到右”或“从右到左”)。二极管是用 材料制成的。(选填“导体”或“半导体”)
【答案】 闭合 发光 短路 从右到左 半导体
【详解】[1]平常我们所说的开灯是指闭合开关,此时电路接通。
[2]二极管具有单向导电性特征,图中电流由二极管的正极流入,负极流出,故此时二极管发光。
[3]用电器两端被导线直接连通,这种情况叫做该用电器被短路,把导线接在小灯泡两端,则灯泡被短路。
[4]电路中电流的方向是:在电源外部,从电源正极经用电器回到负极。电子为负电荷,定向移动的方向与电流方向相反,故二极管中自由电子移动方向是从右向左。
[5]二极管是用半导体材料制成的,具有单向导电性。
三、实验题
14.(24-25九年级上·广东湛江·期末)小强在探究“影响导体电阻大小的因素”时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:
①导体的材料;
②导体的长度;
③导体的横截面积。
为了验证上述猜想,小强用如图所示的器材进行实验,其中导体A、B、C是镍铬合金丝,D是锰铜合金丝;A、C、D长度相同,A、B、D横截面积相同:
(1)实验电路如图所示,实验前开关处于 状态,最好在导线a、b间连接 (选填“导线”或“电阻”),随后在M、N之间分别接上不同的导体。
(2)为了验证猜想3,应选用编号为 的两根金属丝分别接入电路进行试验。
(3)选用A、B两根导线分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 是否有关。选用A、D两根导线分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 是否有关。
(4)实验中,她将A、D两根导线分别接入电路,测出的电流分别为I1、I2,它们的关系为I1<I2,可以判断出:镍铬材料和锰铜材料比较, 导电性较强。
【答案】(1) 断开 电阻
(2)AC
(3) 长度 材料
(4)锰铜
【详解】(1)[1]为了保护电路,实验前开关应处于断开状态。
[2]串联电路中各用电器起到分压作用,为了保护电路,防止电路中电流过大,烧坏电路,可以在导线a、b间连接电阻,随后在M、N之间分别接上不同的导体,使电阻与导体串联。
(2)为了验证猜想3,即导体的电阻与横截面积的关系,要控制其他因素相同,只改变横截面积。A和C的材料和长度都相同,横截面积不同,则可以选用编号为A和C的两根金属丝分别接入电路进行实验。
(3)[1]A、B的材料、横截面积相同,长度不同,选用A、B两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度是否有关。
[2]因为A和D的材料长度和横截面积都相同,材料不同。选用A、D两根导线分别接入电路中是为了探究导体的电阻与材料的关系。
(4)实验中,将A、D两根导线分别接入电路,测出的电流分别为I1、I2,且。说明A接入电路时,电路中的电阻较大。由于A和D的长度和横截面积都相同, A是镍铬合金丝,D是锰铜合金丝,电阻越大,导电性能越小。则镍铬材料和锰铜材料比较,锰铜导电性较强。
15.(24-25九年级上·内蒙古鄂尔多斯·期末)项目化小组在做“探究盐水的导电性与盐水浓度的关系 ”实验时,设计了如图所示的实验装置 。将电路中的A、B 两金属片固定在烧杯中,分别倒入不同浓度的盐水(两金属片插入盐水中的深度、两金属片之间的距离不变),进行多次实验。
(1)本实验通过比较 来比较盐水的导电性;
(2)小组同学将部分实验数据记录在上表中,分析表中数据,可初步得出的结论是盐水的浓度越大,盐水的导电性越 (选填“强 ”或“弱”);
(3)小阳认为电流表和小灯泡只需保留一个,就可以完成本实验 。最佳的选择方案是保留 (选填“小灯泡 ”或“电流表”),理由是 ;
(4)利用本实验装置 ,请你再提出一个可探究的科学问题:盐水的导电性是否与 有关。
【答案】(1)小灯泡的亮度
(2)强
(3) 电流表 电流表示数变化明显
(4)两金属片插入盐水中的深度
【详解】(1)小灯泡的亮度可以反映食盐水的导电性能,小灯泡越亮,说明食盐水的导电性能越强。
(2)分析实验数据可知,金属片AB距离相同,盐水浓度越大,小灯泡越亮,说明金属片AB距离一定时,盐水浓度越大,小灯泡越亮,盐水的导电性能越强。
(3)[1][2]小阳认为电流表和小灯泡只需保留一个,就可以完成本实验 。最佳的选择方案是保留电流表,理由是:电流表示数变化明显,灯泡亮度的变化不容易观察。
(4)猜想:食盐水溶液的导电性能可能还与插入溶液中的深度(溶液的质量、体积、温度、金属片的材料等)有关。提出
问题
导体的电阻大小与哪些因素有关
猜想与假设
(1)路越窄,车辆越难通行——导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(2)道路越长,人走得越累——导体越长,可能阻碍作用越强,电阻越大;
(3)不同的道路通行效率不同,如高速公路、水泥路、乡间小路——导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关;
(4)物质的很多物理性质都受到温度的影响,如密度——导体的电阻是否也受温度的影响。
设计实验
(1)探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关,涉及的因素较多,应采用控制变量法涉及实验过程。
①选取材料、粗细相同,而长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路中(如图所示),观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体长度的关系。
②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表示数的变化情况,探究电阻大小与导体横截面积的关系。
③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表示数变化情况,探究电阻大小与导体材料的关系。
(2)转化法:电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小,电流表示数小的电阻大,此方法称之为转换法。
(3)将日光灯的灯丝与电流表接入电路中,比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况,探究导体电阻与温度的关系。
进行实验
(1)将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路,闭合开关,记录电流表的示数。
甲 乙 丙
(2)将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路,闭合开关,记录电流表的示数。
(3)将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路,闭合开关,记录电流表的示数。
(4)如图丙所示,把电阻丝接入电路,慢慢地给电阻丝加热,观察电流表示数的变化情况。
分析论证
实验现象
实验结论
ICD
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