题目内容
【题目】小张、小王两同学学习了电流、电压和电阻知识后,发现电流与水管中的水流相似、电压与水压表相似.小张同学提出:导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似.随后小王同学便提出:导体的电阻可能跟导体的长度、横截面积有关. 为了研究导体的电阻与哪些因素有关,他们设计了如图所示的电路,且在常温下选用手头拥有的长度、横截面积不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中.
表一铝丝.
实验序号 | 长度l(米) | 横截面积s(毫米2) | 电阻R(欧) |
1 | 0.1 | 0.1 | 0.028 |
2 | 0.2 | 0.4 | 0.014 |
3 | 0.45 | 0.3 | 0.042 |
表二铝丝
实验序号 | 长度l(米) | 横截面积S(毫米2) | 电阻R(欧) |
4 | 0.1 | 0.2 | 0.014 |
5 | 0.2 | 0.2 | 0.028 |
6 | 0.3 | 0.2 | 0.042 |
(1)分析比较实验序号1与4或2与5可得出的定性结论是:常温下,铝丝长度相同,铝丝的横街面积越小,电阻越 .
(2)分析比较(选填“表一”或”表二“)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,铝丝横街面积相同时,铝丝的电阻与长度成比(选填”正”或“反”).
(3)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论. (a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度比横街面积的相同,电阻相同.
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下, .
(4)他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系. 为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需添加的器材为(选填“导体甲”、“导体乙”、“导体丙”).
器材:
导体甲 长度为0.2米、横截面积为0.2毫米2的铝丝
导体乙 长度为0.2米、横截面积为0.4毫米2的镍铬合金丝
导体丙 长度为0.45米,横截面积为0.3毫米2的康铜丝.
【答案】
(1)大
(2)表二;正比
(3)比值;铝丝长度与横截面积的比值不同,电阻不相同;铝丝长度与横截面积的比值越大,电阻越大
(4)导体乙和导体丙
【解析】解:(1)从表中数据可知,1与4或2与5的材料相同,长度相同,横截面积不同,电阻不同,故而得到结论:常温下,导体的材料、长度相同,导体的横截面积越小,电阻越大;(2)根据控制变量法,可知表二中的材料相同、横截面积相同,长度不同,可以探究长度与电阻大小的关系,从数据可知,长度越长,电阻越大,即常温下,导体的材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比;(3)(a)从表中数据可知,1与5、2与4或3与6的电阻相同,比较发现它们的长度与横截面积的比值相同,故而得到结论:常温下,同种材料的导体,长度与横截面积的比值相同,电阻相同; (b)从表中数据可知,1与5、2与4或3与6的长度与横截面积的比值越大,电阻越大,故而得到结论:常温下,同种材料的导体,长度与横截面积的比值越大,电阻越大;(4)分析可知,导体乙的横截面积和长度与2的横截面积和长度相同,导体丙的横截面积和长度与3的横截面积和长度相同,材料不同,故可用来探究材料与电阻的关系;
故答案为:(1)大;(2)表二;正比;(3)(a)比值;(b)铝丝长度与横截面积的比值不同,电阻不相同;铝丝长度与横截面积的比值越大,电阻越大;(4)导体乙和导体丙.
(1)分析1与4或2与5可知,它们的材料相同,长度相同,横截面积不同,电阻不同,分析导体横截面积与与电阻的关系,得出结论;(2)影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,根据控制变量法,要研究其中一个因素与电阻的关系,就必控制其他两个相同,分析表一和表二的数据结合控制变量法得到答案;(3)①分析比较1与6、2与4或3与5的数据及相关条件与数据,可得出相关结论;
②分析比较1与6、2与4和3与5的数据及相关条件,根据导体条件的异同与实验数据的关系得出相关结论;(4)要探究导体的电阻与材料的关系,需要控制长度和横截面积相同,选择材料不同的导体进行实验,根据数据选择合适的器材.