第4节 影响导体电阻大小的因素

第4节  影响导体电阻大小的因素
联想情景导入
    我们已经知道,玻璃在通常情况下是绝缘体,但当玻璃被烧红时,玻璃也会导电。可见物质的导电性与温度有关。电阻的大小还与哪些因素有关呢?在用电器中人们为什么经常用铜做导线而不用铁做导线呢?空调电源线为什么比台灯电源线粗?灯丝较粗的灯泡为什么较为明亮物质电阻的大小是否还跟物质的材料和横截面积有关呢?影响导体电阻大小的因素这么多。我们怎样进行逐一验证呢?通过本节课的学习我们不但能够了解影响导体电阻大小的因素而且还能掌握探究影响导体电阻大小的因素的方法。
重点知识详解
一、导体电阻与长度的关系
    实验操作:用上图所示的装置连接电路,分别将长度不同的0.5mm²的镍铬合金线连接在电路中,闭合开关观察电流表的示数。
    实验现象:将较短的镍铬合金线连接在电路中时电流表的示数较大。
    实验结论;导体的材料和横截面积相同时后藤美帆导体越长,电阻越大。
二、研究导体电阻与横截面积的关系
实验操作:用上图所示的装置连接电路分别将长度相同的的0.5mm²和1.Omm²的镍铬合金线连接在电路中,闭合开关观察电流表的示数。
实验现象:将1.Omm²的镍铬合金线连接在电路中时电流表的示数较大。
    实验结论:导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大导体的电阻越小。
三、研究导体电阻与材料的关系
    实验操作:用上图所示的装置连接电路分别将长度相同的0.5mm²的锰铜和0.5mm²的镍铬合金线连接在电路中闭合开关观察电流表的示数。
    实验现象:将锰铜连接在电路中时电流表的示数较大。
    实验结论:长度、横截面积相同的导体,电阻大小与材料有关。
四、导体的电阻与温度的关系
    金属导体的电阻与温度有关。温度升高金属导体的电阻增大。温度降低,金属导体的电阻减小。某些材料的温度降低到一定的程度时电阻会突然消失,这种现象叫超导现象(如水银在-269电阻会突然消失)。
五、导体电阻与其他因素的关系
    一般来说人体电阻的平均值是l000~2000欧。不同的人电阻是不同的同一个人在不同情况下的电阻也是不同的当气温高或人体出汗时人体电阻较小;而在气温低、空气干燥的冬天人体皮肤很干燥时,电阻较大。
精典例题解析
[例1] 关于导体电阻大小的下列说法中正确的是                          (    )
    A.细铜线比粗铜线的电阻大
    B.粗细相同的导线,长的比短的电阻大
    C.铁导线比铜导线的电阻大、
    D.长短相同的两根铝导线粗的比细的电阻小
[解析] 导体的电阻大小由长度、横截面积和材料三个因素决定,看电阻的大小必须同时考虑三方面的因素。选项A没有考虑长度选项B没有考虑材料,选项C只考虑了材料这三个选项都考虑不周,所得结论是错误的只有选项D同时考虑了影响电阻大小的三个因素得到的结论是正确的。
[答案]  D
[例2]  “观察导体的电阻与哪些因素有关”的示教板如图所示示教板上四根金属线其中a、b、c长均为1m,d长0.5ma、b、d横截面积相同,b、c、d材料相同,那么下列比较中不能说明问题的是(不考虑温度对电阻的影响)                                           (    )
    A.比较a、b    B.比较bc    C.比较a、d    D.比较b、d
[解析]  a、b金属线的长度、横截面积相同材料不同,所以能说明导体的电阻与导体的材料有关;b、d的导体材料横截面积相同可以比较电阻与长度的关系;bc金属丝的材料、长度相同。而横截面积不同,所以能说明导体的电阻与导体的横截面积有关;a、d金属材料、长度均不同。仅仅横截面积相同,所以高清无线视频传输系统不能说明电阻与什么因素有关。
[答案]  C
[例3] 已知AB、C是三根同种材料制成的电阻丝。如果把A和B相比,它们长度相同,A比B细;如果把B和C相比管串它们粗细相同,B比C长那么,这三根电阻线RARB、RC从大到小排列应为__________。如果将电阻丝C均匀拉长到和B一样长则B的电阻________C的电阻(填“大于” “小于”或“等于”)。
[解析] 因为A、B长度、材料相同,但A的横截面积小于B的横截面积,根据材料、长度相同。横截面积越小隔磁片,电阻越大得到A的电阻大于B的电阻;B、C两电阻线材料、横截面积相等,B长度大于C的长度所以B的电阻大于C的电阻。所以,三电阻线从大到小顺序为RA>RB>RC因为B、C两电阻线的横截面积相等,当把C拉长到与B一样长时,由于电阻线的体积不变,因此C电阻线拉长后的横截面积变小,当长度、材料相同时,横截面积小的电阻线的电阻大,所以,电阻线B的电阻小于C的电阻。
[答案] RA>RB>RC  小于
[例4] 在研究“导体的电阻跟横截面积关系”的实验中,用如图的装置,把两条电阻的AB和CD分别接入电路,AB比CD的横截面积小。将AB连入路时。电流表示数为I1,将CD连人电路时电流表示数为I2I2 > I1
  (1)AB和CD两根电阻丝还要满足的条件是:
    ___________________________________________________
  (2)分析实验结果,得出的结论是____________________________________________
__。
[解析] 首先抓住实验目的,此处是研究电阻跟横截面积的关系,而它们的温度是一样的,因此还应保持另外两因素相同即长度相同、材料相同。在仔细分析实验过程、现象、数据之后,再来得出结论此处是横截面积大的通过电流大则电阻小;横截面积小的通过电流小则电阻大。因此得出的结论是在长度、材料、温度相同时,导体横截面积越大电阻越小(或横截面积越小电阻越大)。千万不能将横截面积和电阻的顺序颠倒,因为该实验的目的是研究电阻跟横截面积的关系即电阻随横截面积变化而变化。
[答案] (1)长度相同 材料相同  (2)在长度、材料、温度相同时,导体横截面积越大,电阻越小(或横截面积越小电阻越大)。
实践创新应用
1.一根铝导线电阻是R,要使连入电路中的导线电阻变大可采取            (    )
    A.将这根铝导线拉长后接人电路中
    B.将这根铝导线对折后接入电路中
    C.降低导线两端的电压或增大通过导线的电流强度
    D.用长度、横截面积相同的铜导线代替这根铝导线接人电路中
2.有关导体电阻的说法正确的是                                           (    )
    A.粗细相同的两根导线长度大的电阻一定大
    B.长度相同的两根导线横截面积小的电阻一定大
    C.同种材料制成的长短相同的两根导线横截面积小的电阻一定大
    D.铝导线的电阻一定比铜导线的电阻大
3.粗细相同的铜丝甲、乙甲的长度是乙的一半则甲,乙电阻R、R的大小关系为(    )
    A.R=2R    B.2R=R    C.R=R    D.无法比较
4.把长10米、电阻为10欧的铜导线拉成长20米的铜导线,拉长后的铜导线电阻为(    )
    A.10欧    B.20欧    C.40欧    D.2.5欧
5.某同学用下图所示的电路图探究“影响导体电阻大小的因素”。右下图是提供的几种导线。
  (1)当研究导体电阻与粗细的关系时,应该选择接人AB问的导线进行研究的是  (    )
    A.1与2    B.2与3    C.3与5     D.l与4
  (2)当研究导体电阻与材料的关系时,应该选择接入AB间的导线进行研究的是   (    )
  屋顶融雪装置  A.2与4    B.3与5    C.3与4    D.1与5
6.当温度降到一定程度时某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。当电流通过超导体时不发热,故超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体,你准备将它用来制作                                            (    )
  A.家用保险丝    B.白炽灯泡的灯丝    C.电炉的电热丝    D.输电导线
7.在“探究影响导体电阻大小的因素”的活动中小明发现实验器材中金属丝只有一根其他器材足够,如果要他完成下面的一些实验探究活动其中他不可能完成的是  (    )
    A.探究导体电阻与长度的关系
  B.探究导体电阻与横截面积的关系
  C.探究导体电阻与材料的关系
  D.探究导体电阻与温度的关系
8.电灯是家庭电路中常见的照明电器。灯泡的外壳和灯芯都是用玻璃制成的,它们是利用了玻璃的_________性能。若将玻璃灯芯接入右图所示的电路中当玻璃灯芯升高到一定温度时,小量程电流表的指针_________(填“会”或“不会”)发生偏转此现象说明__________________________________
9.在探究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中,采用了“控制变量”的方法。下表是某实验小组在实验中所用导体的相关物理量的记录:
导体编号
A
B
C
D
长  度(m)
1.0
1.0
1.O
0.5
横截面积(mm²)
1.2
1.2
2.4
1.2
材  料
镍铬丝
锰铜丝
镍铬丝
镍铬丝
  (1)要探究导体电阻大小与长度是否有关,应选用__________两根导体;
  (2)要探究导体电阻大小与横截面积是否有关.应选用__________两根导体。
10.小明同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝消音片规格如下表所示:
金属丝代号
材  料
长度/m
横截面积/mm²
A
金属甲
1
0.1
B
金属甲
0.5
0.1
C
金属乙
l
0.1
D
金属乙
1
0.2
    请你帮助小明同学完成下面的实验方案
    (1)实验器材除上述金属丝、干电池、开关、导线外还必须选用的器材有:________
______________________________________________________________________________。

本文发布于:2024-09-24 05:31:37,感谢您对本站的认可!

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