14.同学们猜想导体的电阻与导体的横截面积、长度和材料有关,为了探究导体的电阻大小与材料是否有关,他们找到的实验器材有:电源、开关、电流表各一个,导线和规格不同的电阻丝若干。
(1)为了完成实验,应该选取
(2)同学们将某根电阻丝连入电路,如图16-12甲所示,闭合开关,电流表的示数如图16-12乙所示,则电流表的读数为

(3)同学们分别将不同的电阻丝接入电路后,测得的电流如表所示。

分析数据,得到的结论是
(4)进一步分析实验数据可得,三种材料中导电性最好的是
(5)某同学想选用长度和横截面积相同的电阻丝自制一个电阻器,为了使电阻器的电阻较大,应该从表中的三种材料中选用
(1)为了完成实验,应该选取
长度
和横截面积
相同的锰铜合金、铁铬合金和镍铬合金电阻丝连入电路中。(2)同学们将某根电阻丝连入电路,如图16-12甲所示,闭合开关,电流表的示数如图16-12乙所示,则电流表的读数为
0.48
A。(3)同学们分别将不同的电阻丝接入电路后,测得的电流如表所示。
分析数据,得到的结论是
导体的电阻与材料有关
。(4)进一步分析实验数据可得,三种材料中导电性最好的是
锰铜
。(5)某同学想选用长度和横截面积相同的电阻丝自制一个电阻器,为了使电阻器的电阻较大,应该从表中的三种材料中选用
铁铬
来制作。答案
14.(1)长度 横截面积
(2)0.48
(3)导体的电阻与材料有关
(4)锰铜
(5)铁铬
(2)0.48
(3)导体的电阻与材料有关
(4)锰铜
(5)铁铬
解析
【分析】
本题围绕探究导体电阻与材料的关系展开,核心方法是控制变量法。探究电阻与某一因素的关系时,需控制其他因素不变,因此探究电阻与材料的关系时,要保持长度和横截面积相同;电流表读数需先确定量程和分度值,再根据指针位置读数;通过控制变量分析电流数据,电流不同说明电阻不同,进而得出电阻与材料的关系;导电性好坏可通过相同条件下电阻大小判断,电阻越小导电性越好;制作电阻器需要较大电阻,故选电阻最大的材料。
【解析】
(1) 根据控制变量法,探究导体电阻与材料的关系时,需控制长度和横截面积相同,改变材料,因此应选取长度和横截面积相同的不同材料电阻丝;
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.4A后第4小格,读数为0.4A + 4×0.02A = 0.48A;
(3) 实验中控制了电阻丝的长度和横截面积相同,仅材料不同,测得的电流不同,说明电阻不同,因此结论为:导体的电阻与材料有关;
(4) 相同长度和横截面积下,电流越大,电阻越小,导电性越好。由实验数据可知,锰铜对应的电流最大,电阻最小,故导电性最好;
(5) 相同长度和横截面积下,电阻越大,电流越小。铁铬对应的电流最小,电阻最大,因此适合制作电阻器。
【答案】
(1) 长度;横截面积
(2) 0.48
(3) 导体的电阻与材料有关
(4) 锰铜
(5) 铁铬
【知识点】
控制变量法、影响电阻大小的因素、电流表读数
【点评】
本题是电学基础实验题,重点考查控制变量法在探究电阻影响因素中的应用,同时涉及电流表读数、数据分析及导电性判断,知识点基础,注重实验方法的掌握,适合巩固电学实验基础。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究导体电阻与材料的关系展开,核心方法是控制变量法。探究电阻与某一因素的关系时,需控制其他因素不变,因此探究电阻与材料的关系时,要保持长度和横截面积相同;电流表读数需先确定量程和分度值,再根据指针位置读数;通过控制变量分析电流数据,电流不同说明电阻不同,进而得出电阻与材料的关系;导电性好坏可通过相同条件下电阻大小判断,电阻越小导电性越好;制作电阻器需要较大电阻,故选电阻最大的材料。
【解析】
(1) 根据控制变量法,探究导体电阻与材料的关系时,需控制长度和横截面积相同,改变材料,因此应选取长度和横截面积相同的不同材料电阻丝;
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.4A后第4小格,读数为0.4A + 4×0.02A = 0.48A;
(3) 实验中控制了电阻丝的长度和横截面积相同,仅材料不同,测得的电流不同,说明电阻不同,因此结论为:导体的电阻与材料有关;
(4) 相同长度和横截面积下,电流越大,电阻越小,导电性越好。由实验数据可知,锰铜对应的电流最大,电阻最小,故导电性最好;
(5) 相同长度和横截面积下,电阻越大,电流越小。铁铬对应的电流最小,电阻最大,因此适合制作电阻器。
【答案】
(1) 长度;横截面积
(2) 0.48
(3) 导体的电阻与材料有关
(4) 锰铜
(5) 铁铬
【知识点】
控制变量法、影响电阻大小的因素、电流表读数
【点评】
本题是电学基础实验题,重点考查控制变量法在探究电阻影响因素中的应用,同时涉及电流表读数、数据分析及导电性判断,知识点基础,注重实验方法的掌握,适合巩固电学实验基础。
【难度系数】
0.6
15. 如图16-13所示是由电流表改装而成的体重计,其中$R_2$是下端带绝缘体AB的滑动变阻器,$R_1$是电路保护电阻器。当人站在测试台上时,杠杆带动滑片移到

BC间
(选填“AB间”或“BC间”)时电路接通,体重显示表有一定的示数。当体重增大时,滑片P向上
滑,使连入电路的电阻变小
,所以电路中的电流变大,体重显示表的示数变大。答案
15.BC间 上 变小
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确滑动变阻器的导电部分:AB段是绝缘体,不导电,BC段是导电的电阻部分,只有滑片接触导电部分电路才会接通。当人站在测试台上,杠杆带动滑片移动,结合体重变化分析滑片移动方向和电阻变化,进而判断电流变化。
【解析】
1. 电路接通的条件:滑动变阻器的AB段是绝缘体,无法导电,只有BC段是导电的电阻部分,因此滑片P需移到BC间时电路接通,体重显示表才有示数。
2. 体重增大时的变化:当体重增大,测试台下降,杠杆带动滑片P向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,所以连入电路的电阻变小。根据欧姆定律I=U/R,电源电压U不变,总电阻变小,电路中的电流变大,体重显示表(电流表)的示数变大。
【答案】
BC间 上 变小
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用
【点评】
本题结合体重计的实际应用场景,考查滑动变阻器的工作原理和欧姆定律的综合应用,需理解滑动变阻器接入电阻的变化对电路电流的影响,是基础电学应用题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先明确滑动变阻器的导电部分:AB段是绝缘体,不导电,BC段是导电的电阻部分,只有滑片接触导电部分电路才会接通。当人站在测试台上,杠杆带动滑片移动,结合体重变化分析滑片移动方向和电阻变化,进而判断电流变化。
【解析】
1. 电路接通的条件:滑动变阻器的AB段是绝缘体,无法导电,只有BC段是导电的电阻部分,因此滑片P需移到BC间时电路接通,体重显示表才有示数。
2. 体重增大时的变化:当体重增大,测试台下降,杠杆带动滑片P向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,所以连入电路的电阻变小。根据欧姆定律I=U/R,电源电压U不变,总电阻变小,电路中的电流变大,体重显示表(电流表)的示数变大。
【答案】
BC间 上 变小
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用
【点评】
本题结合体重计的实际应用场景,考查滑动变阻器的工作原理和欧姆定律的综合应用,需理解滑动变阻器接入电阻的变化对电路电流的影响,是基础电学应用题。
【难度系数】
0.5
16.如图16-14所示,只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$,用酒精灯给玻璃芯柱加热,在玻璃芯柱温度不断升高且发红的过程中,看到

灯泡L₁发光
,说明绝缘体与导体之间没有绝对的界限;只闭合开关$\mathrm{S}_{2}$,用酒精灯给细铁丝加热,在细铁丝的温度逐渐升高且发红的过程中,观察到灯泡$\mathrm{L}_{2}$的亮度变暗
(选填“亮”或“暗”),该实验说明细铁丝的电阻通常随温度的升高而变大。答案
16.灯泡L₁发光 暗
解析
【分析】
本题考查导体与绝缘体的转化、电阻与温度的关系及电路分析。首先分析只闭合$\mathrm{S}_{1}$的情况:常温下玻璃芯柱是绝缘体,电路断开,加热后玻璃变为导体,电路接通;再分析只闭合$\mathrm{S}_{2}$的情况:金属导体电阻随温度升高而变大,加热细铁丝时电阻增大,电路电流减小,灯泡亮度变化。
【解析】
1. 只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时,玻璃芯柱与$\mathrm{L}_{1}$串联。常温下玻璃芯柱是绝缘体,电路断路,$\mathrm{L}_{1}$不发光;用酒精灯加热玻璃芯柱,温度升高到一定程度,玻璃变为导体,电路形成通路,因此观察到灯泡$\mathrm{L}_{1}$发光,说明绝缘体与导体之间没有绝对界限。
2. 只闭合开关$\mathrm{S}_{2}$时,细铁丝与$\mathrm{L}_{2}$串联。细铁丝是金属,金属的电阻随温度升高而增大,加热细铁丝时,其温度升高,电阻变大,电路总电阻变大。电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中电流变小,灯泡$\mathrm{L}_{2}$的实际功率$P=I^2R_{\mathrm{灯}}$($R_{\mathrm{灯}}$为灯泡电阻,不变),电流减小则实际功率变小,因此灯泡$\mathrm{L}_{2}$的亮度变暗。
【答案】
灯泡$\mathrm{L}_{1}$发光;暗
【知识点】
导体与绝缘体的转化;电阻与温度的关系;欧姆定律
【点评】
本题通过实验直观展示了导体和绝缘体的相对性,以及金属电阻随温度的变化规律,结合电路分析和欧姆定律即可解答,是基础电学实验题,注重对核心概念的应用。
【难度系数】
0.5
本题考查导体与绝缘体的转化、电阻与温度的关系及电路分析。首先分析只闭合$\mathrm{S}_{1}$的情况:常温下玻璃芯柱是绝缘体,电路断开,加热后玻璃变为导体,电路接通;再分析只闭合$\mathrm{S}_{2}$的情况:金属导体电阻随温度升高而变大,加热细铁丝时电阻增大,电路电流减小,灯泡亮度变化。
【解析】
1. 只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时,玻璃芯柱与$\mathrm{L}_{1}$串联。常温下玻璃芯柱是绝缘体,电路断路,$\mathrm{L}_{1}$不发光;用酒精灯加热玻璃芯柱,温度升高到一定程度,玻璃变为导体,电路形成通路,因此观察到灯泡$\mathrm{L}_{1}$发光,说明绝缘体与导体之间没有绝对界限。
2. 只闭合开关$\mathrm{S}_{2}$时,细铁丝与$\mathrm{L}_{2}$串联。细铁丝是金属,金属的电阻随温度升高而增大,加热细铁丝时,其温度升高,电阻变大,电路总电阻变大。电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中电流变小,灯泡$\mathrm{L}_{2}$的实际功率$P=I^2R_{\mathrm{灯}}$($R_{\mathrm{灯}}$为灯泡电阻,不变),电流减小则实际功率变小,因此灯泡$\mathrm{L}_{2}$的亮度变暗。
【答案】
灯泡$\mathrm{L}_{1}$发光;暗
【知识点】
导体与绝缘体的转化;电阻与温度的关系;欧姆定律
【点评】
本题通过实验直观展示了导体和绝缘体的相对性,以及金属电阻随温度的变化规律,结合电路分析和欧姆定律即可解答,是基础电学实验题,注重对核心概念的应用。
【难度系数】
0.5
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