题目内容
【题目】某小组同学通过实验研究导体电阻的大小与哪些因素有关.如图所示,他们在常温下将横截面积、长度不同的各种电阻丝接入电路的AB两点间,同时用电流表和电压表测量电流、电压,计算出相应的电阻值,将数据记录在表一、表二中.
表一 铁丝
实验序号 | 横截面积S(毫米2) | 长度l(米) | 电阻R(欧) |
1 | 0.2 | 1.0 | 0.09 |
2 | 0.2 | 2.0 | 0.18 |
3 | 0.2 | 2.0 | 0.18 |
4 | 0.1 | 1.0 | 0.18 |
5 | 0.3 | 4.5 | 0.27 |
6 | 0.4 | 2.0 | 0.09 |
表二 康铜丝
实验序号 | 横截面积S(毫米2) | 长度l(米) | 电阻R(欧) |
7 | 0.1 | 1.0 | 5 |
8 | 0.2 | 1.0 | 2.5 |
9 | 0.3 | 4.5 | 7.5 |
①分析比较实验序号 可得出的初步结论是:常温下,导体的材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小.
②分析比较实验序号1与8或4与7或5与9可得出的初步结论是:常温下, .
③分析比较实验序号1与2与3的相关数据可得出的初步结论是:常温下, .
④在进一步综合分析表一的相关数据时,该小组同学发现同种材料的导体,在常温下,其 是一个定值.他们向老师请教这个问题,老师建议他们去课本上找找看答案.在课本上,他们发现了如下的一张表格:
表三 长为1米、横截面积为1毫米2的不同材料的金属丝在常温下的电阻值
银 | 0.016欧 |
铜 | 0.018欧 |
铁 | 0.099欧 |
康铜 | |
镍铬合金 | 1.09~1.12欧 |
⑤请根据表二的数据计算表三中空缺部分的数据 .
⑥试依据表三的数据及你的生活经验判断 更适合作为导线的材料,理由是 .
【答案】①1与4或2或6或7与8;
②导体的横截面积、长度相同,材料不同,电阻不同,且铜丝的电阻比康铜丝的小.
③导体的材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比.
④电阻与横截面积乘积跟长度的比值;
⑤0.5
⑥铜;电阻率小,价格适中.
【解析】
试题分析:(1)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、表二和表三的数据结合控制变量法得到答案;
(2)根据表中数据,从导电性能和经济角度作出分析和解答.
解:
①从表中数据可知,1与4或2或6或7与8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,导体的横截面积越大,电阻越小;
②根据实验序号1与8或4与7或5与9可知,这几组导线的横截面积和长度相同,材料不同,电阻不同;可以得出的结论是:常温下,导体的横截面积、长度相同,材料不同,电阻不同,且铜丝的电阻比康铜丝的小;
③实验序号1与2与3可知,1与2横截面积、材料相同,2是1长度的2倍,2的电阻是1的2倍,2与3横截面积、材料、长度相同,电阻相同,可得出的结论是: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;
④根据控制变量法,由表一中的2、3、4可知,同种材料的导体,在常温下,其电阻与横截面积乘积跟长度的比值是一个定值;
⑤在材料、长度相同时、电阻与横截面积成反比,根据表二可知,长度为1m,横截面积为0.1mm2的康铜的电阻为5Ω,所以长度为1m,横截面积为1mm2的康铜的电阻为0.5Ω;
⑥从表三的数据可知,在长度、横截面积、温度相同的情况下,几种金属中银的电阻最小,所以银的导电性能最好;
在铁和铜中,铜的电阻较小,价格适中,所以最适于做导线的是铜.
故答案为:①1与4或2或6或7与8;
②导体的横截面积、长度相同,材料不同,电阻不同,且铜丝的电阻比康铜丝的小.
③导体的材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比.
④电阻与横截面积乘积跟长度的比值;
⑤0.5
⑥铜;电阻率小,价格适中.