题目内容
【题目】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,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,这个规律叫做电阻定律,用公式表示为R=ρ ,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ρ是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫做材料的电阻率.材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关.
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见表:
实验序号 | 材料 | 长度L/m | 横截面积S/mm2 | 电阻R/Ω | 电阻率ρ |
1 | 铜 | 1.0 | 0.1 | 0.17 | 0.017 |
2 | 铜 | 2.0 | 0.1 | 0.34 | 0.017 |
3 | 铜 | 1.0 | 0.05 | 0.34 | 0.017 |
4 | 铁 | 1.0 | 0.1 | 1.0 | 0.1 |
5 | 镍铬合金 | 1.0 | 0.1 | 11.0 | 1.1 |
(1)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是(正确/错误)的.
(2)分析比较实验序号1、4、5的数据,可以初步确定猜想是正确的.
(3)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,应选用材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较(大/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10m,横截面积2mm2 的铁导线的电阻是Ω.
(5)我们知道导体的电阻还与温度有关,有的导体温度升高电阻增大,有的导体温度升高电阻反而减小.你认为,导体的电阻随温度变化,是因为
A.R=ρ 不成立
B.ρ发生变化
C.L发生变化
D.S发生变化.
【答案】
(1)错误
(2)3
(3)镍铬合金线;大
(4)0.5
(5)B
【解析】解:(1)分析比较实验序号1、2的数据,长度不同时,电阻率相同,故猜想1是错误的;(2)分析比较实验序号1、4、5的数据,它们的长度、横截面积相同,而材料不同时,可得到的初步结论是电阻率大小与材料的种类有关;(3)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,应选用镍铬合金材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较大;(4)由表格数据可知,铁丝的电阻率为1.0×10﹣7Ωm,由电阻定律的公式式R=ρ 可得,长10m,横截面积2mm2的铁导线的电阻R=0.5Ω;(5)导体材料、长度和横截面积都确定的情况下,温度变化,电阻值发生变化,原因是此时的电阻率发生变化.
故选B.故答案为:(1)错误;(2)3;(3)镍铬合金线;大;(4)0.5;(5)B.
本题是探究材料电阻率的大小与什么因素有关的问题,通过表格分析利用控制变量法研究猜想的正确与否,利用影响电阻大小的因素选择合适的电阻材料制作滑动变阻器,根据题目中电阻公式R=ρ 计算电阻;在材料、长度和横截面积都确定的情况下,电阻发生变化,原因只能从电阻率变化考虑.