7. 为了探究电阻的大小与哪些因素有关,小明做了如下实验:他用自己的铅笔在白纸上涂抹出一片区域(图中阴影部分),将如图电路中导线的两个接头(图中的“鳄鱼夹”)分别接在图中A、B两点,闭合开关后,小灯泡亮了,说明铅笔芯是(填“导体”或“绝缘体”)。如欲使灯泡亮度变亮,在不增加其他器材的情况下,他应该怎么操作?请你写出两种方法:

(1);
(2)。

7. 导体 继续涂抹增加涂痕宽度 减小接头间距离 提示:因为铅笔芯(涂抹的阴影)接入电路中灯泡发光,说明铅笔芯能够导电,铅笔芯是导体;欲使灯泡亮度变亮,应减小电阻R,影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积、温度等,在材料、长度、温度等都不变的情况下,导体的横截面积越大,电阻越小;在材料、横截面积、温度等都不变的情况下,导体的长度越小,电阻越小,故在不增加其他器材的情况下,可继续涂抹增加涂痕宽度,也可减小接头间距离。

【分析】首先，闭合开关后小灯泡发光，说明电路形成通路，铅笔芯能够导电，由此判断铅笔芯是导体。要使灯泡变亮，需增大电路中的电流，在电源电压不变时，根据欧姆定律，需减小电路中的电阻。电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，本题中材料（铅笔芯）和温度不变，不增加器材的情况下，可通过改变横截面积或长度来减小电阻：增大横截面积可继续涂抹增加涂痕宽度，减小长度可减小A、B两点间的距离。
【解析】1. 判断导体：接入铅笔芯后灯泡发光，说明铅笔芯容易导电，属于导体。2. 使灯泡变亮的方法：灯泡亮度由实际功率决定，电源电压不变时，电路总电阻越小，电流越大，灯泡实际功率越大，亮度越亮。根据电阻的影响因素，本题中材料和温度不变，因此：①增大横截面积：继续涂抹铅笔芯，增加涂痕宽度，横截面积变大，电阻减小；②减小长度：减小A、B两点间的距离，导体长度变短，电阻减小。两种方法均可减小电路总电阻，增大电流，使灯泡变亮。
【答案】导体；(1)继续涂抹增加涂痕宽度；(2)减小接头间距离
【知识点】导体与绝缘体；影响电阻大小的因素
【点评】本题结合实验情境考查导体的判断及电阻影响因素的应用，将物理知识与实际操作结合，注重基础知识的理解与运用，难度适中。
【难度系数】0.6

8. 小明在探究“影响导体电阻大小的因素”实验中，原先设计的实验电路如图所示。
（1）为判断a、b两点间导体电阻的大小，小明应注意观察电流表的示数，若电流表示数较大，表明接入a、b两点间的导体电阻较（填“大”或“小”）。老师指出该方案存在不足，你认为不足之处是。

（2）老师指出不足后，小明立即将图中的电流表改成了一个小灯泡，想通过观察小灯泡亮度的变化，判断a、b两点间导体电阻的大小。老师指出此方案仍存在不足，你认为不足之处是。
（3）小明认真思考了一下，对原先设计的实验电路图重新作了改进，他改进后的电路得到了老师的肯定。他是如何改进电路的？答：。
（4）小明实验时发现手边只有一根较长的镍铬合金丝，他利用后来改进的电路只可以探究导体的电阻与导体的和的关系。

8. (1) 小 ab间电阻过小时,会导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件 (2) 接入ab间的电阻相差不大时,小灯泡亮度变化不明显 (3) 串联一个小灯泡 (4) 长度 横截面积 提示:(1)电源电压一定时,导体的电阻越小,电路中的电流越大;该电路无保护电阻,当ab间电阻过小时,会导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件。(2)电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。(3)在原电路中串联一个小灯泡,一方面增大了电路电阻,使电路中的电流不至于过大,对电路起保护作用;另一方面,通过电流表示数的变化,可以精确反映电路电流的变化。(4)因为只有一根镍铬合金丝,无法改变材料,故不能够完成探究导体的电阻与导体材料的关系,可以通过改变接入电路的长度和对折的方法,分别探究导体的电阻与导体长度和横截面积的关系。

【分析】
本题围绕“影响导体电阻大小的因素”实验展开，需结合欧姆定律、电路安全、实验方案合理性等知识分析：
1. 第（1）问：根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与电阻成反比，电流大则电阻小；原电路无保护元件，ab间电阻过小时电流过大，易损坏电路元件。
2. 第（2）问：小灯泡亮度只能粗略反映电流，ab间电阻差异较小时，电流变化小，亮度变化不明显，无法准确判断电阻大小。
3. 第（3）问：改进需兼顾电路保护和电流测量，串联小灯泡可限制电流，辅助判断电阻，且不影响电流表功能。
4. 第（4）问：仅一根镍铬合金丝，材料固定，可通过改变接入长度、对折改变横截面积，探究电阻与长度、横截面积的关系，无法探究材料的影响。
【解析】
（1）根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电源电压一定时，导体电阻越小，电路电流越大，因此电流表示数较大表明ab间导体电阻较小；原电路缺少保护元件，若ab间电阻过小，电路电流会过大，烧坏电流表、电源等元件，存在安全隐患。
（2）小灯泡亮度变化依赖电流变化，当ab间电阻相差不大时，电路电流变化小，小灯泡亮度变化不明显，无法准确区分电阻差异，难以判断电阻大小。
（3）在原电路中串联一个小灯泡，一方面小灯泡可作为保护电阻，限制电路电流，避免电流过大损坏元件；另一方面，小灯泡亮度变化可辅助反映电流变化，结合电流表能更准确判断电阻大小，因此改进方式为串联一个小灯泡。
（4）导体电阻与材料、长度、横截面积、温度有关，仅一根镍铬合金丝，材料和温度不变，可通过改变接入电路的长度探究电阻与长度的关系，也可将合金丝对折改变横截面积，探究电阻与横截面积的关系，故可探究长度和横截面积的关系。
【答案】
(1) 小；ab间电阻过小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件
(2) 接入ab间的电阻相差不大时，小灯泡亮度变化不明显
(3) 在原电路中串联一个小灯泡
(4) 长度；横截面积
【知识点】
影响电阻大小的因素；欧姆定律；电路保护
【点评】
本题是实验探究类题目，考查学生对影响导体电阻大小因素的理解，以及实验方案的评估与改进能力，需结合控制变量法、欧姆定律和电路安全知识分析，注重实验设计的合理性，是初中物理的基础实验题型。
【难度系数】
0.6

9. 我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明，在温度不变时，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，这个规律叫作电阻定律，用公式表示为$R=\frac{\rho L}{S}$，其中$R$、$L$、$S$分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积，而$\rho$是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫作材料的电阻率。小红同学找来不同规格的导线探究材料电阻率的大小与什么有关，实验数据如表所示。

（1）你认为下面选项中是电阻率的单位的是（）
A. $\Omega · \mathrm{m}$
B. $\Omega /\mathrm{m}$
C. $\Omega /\mathrm{m}^2$
（2）分析比较实验序号1、2的数据，可初步确定；分析比较实验序号1、3的数据，可以初步确定；分析比较实验序号1、4、5的数据，可初步确定。
（3）如果要制作一个电阻器，应选用材料作为电阻线圈，这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较（填“大”或“小”），可以调节的阻值范围较大。
（4）根据表中的数据求出一段长10 m，横截面积为$2\ \mathrm{mm}^2$的铁导线的电阻是$\Omega$。

9. (1) A (2) 电阻率与长度无关 电阻率与横截面积无关 电阻率与材料种类有关 (3) 镍铬合金 大 (4) 0.5 提示:(2)由序号1、2的数据知,横截面积相同,长度不同时,电阻率相同;由序号1、3的数据知,长度相同,横截面积不同时,电阻率相同;由序号1、4、5的数据知,它们的长度、横截面积相同,而材料不同时,电阻率不同,可得出电阻率大小与长度和横截面积无关,与材料种类有关。(3)如要制作一个电阻器,应选用镍铬合金材料,这是因为相同规格下这种材料电阻较大。(4)铁导线的横截面积$S=2\ \mathrm{mm}^2=2×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$,铁导线的电阻$R=\frac{\rho L}{S}=\frac{1.0×10^{-7}\ \Omega· \mathrm{m}×10\ \mathrm{m}}{2×10^{-6}\ \mathrm{m}^2}=0.5\ \Omega$。

【分析】
本题围绕电阻定律与电阻率展开，需结合控制变量法分析实验数据，利用公式变形解决单位推导、实验结论、材料选择及电阻计算问题。首先根据电阻定律推导电阻率的单位；其次用控制变量法对比实验数据，得出电阻率的影响因素；再结合电阻器的需求选择材料；最后代入公式计算铁导线电阻，注意单位换算。
【解析】
（1）根据电阻定律公式$R=\frac{\rho L}{S}$，变形得$\rho=\frac{RS}{L}$，代入单位：$R$为$\Omega$，$S$为$\mathrm{m}^2$，$L$为$\mathrm{m}$，则$\rho$的单位为$\frac{\Omega · \mathrm{m}^2}{\mathrm{m}}=\Omega · \mathrm{m}$，故选A。
（2）分析1、2：材料、横截面积相同，长度不同，电阻率相同，说明电阻率与长度无关；分析1、3：材料、长度相同，横截面积不同，电阻率相同，说明电阻率与横截面积无关；分析1、4、5：长度、横截面积相同，材料不同，电阻率不同，说明电阻率与材料种类有关。
（3）制作电阻器需要相同规格下阻值大的材料，由表格知，相同长度、横截面积时，镍铬合金电阻率最大，电阻最大，因此选镍铬合金，其相同规格下电阻阻值较大，可调节范围大。
（4）统一单位：铁导线横截面积$S=2\ \mathrm{mm}^2=2×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，铁的电阻率$\rho=1.0×10^{-7}\ \Omega·\mathrm{m}$，长度$L=10\ \mathrm{m}$，代入公式$R=\frac{\rho L}{S}$：
$R=\frac{1.0×10^{-7}\ \Omega·\mathrm{m} ×10\ \mathrm{m}}{2×10^{-6}\ \mathrm{m}^2}=0.5\ \Omega$。
【答案】
(1) A；(2) 电阻率与长度无关；电阻率与横截面积无关；电阻率与材料种类有关；(3) 镍铬合金；大；(4) 0.5
【知识点】
电阻定律；电阻率；控制变量法
【点评】
本题考查电阻定律、电阻率的应用，核心是用控制变量法分析实验数据，结合公式完成单位推导、结论总结及电阻计算，注重实验探究能力与公式应用能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.5