题目内容

小明想做“探究导体电阻大小与导体的材料是否有关”的实验.现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如下表所示:
金属丝代号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 金属甲 1 0.1
B 金属甲 0.5 0.1
C 金属乙 1 0.1
D 金属乙 1 0.2
请你帮助小明同学完成下面的实验方案.
(1)实验器材除上述金属丝、干电池、开关、导线外,还必须选用的器材有:
电流表
电流表
.
(2)实验中应选取的金属丝分别是:
AC
AC
(只需填字母代号).
(3)请在下面空白处画出实验电路图(用“”表示金属丝)
(4)在本实验中,你是如何判断导体电阻大小与导体的材料是否有关?
分析:(1)在该实验中用到转换法,通过过观察电流表的示数来判断电阻大小的;
(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积.因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法.即研究电阻的大小与哪个因素有关,就要让这个因素变化,其余的因素都相同,去做对比实验.根据这个思路可以解决此题;
(3)用电流表的示数来判断电阻大小,所以电流表应和电阻线串联;
(4)电阻即导体对电流的一种阻碍作用,我们一般是在电源电压不变的情况下,通过比较电流表的示数来判断电阻变化的.
解答:解:(1)在该实验中,通过观察电流表的示数来判断电阻大小的,所以除上述金属丝、干电池、开关、导线外,还必须选用的器材有:电流表;
(2)要探究电阻与材料的关系时,要选取的金属丝必须长度、横截面积、温度相同,材料不同的进行比较,即选A和C两金属丝进行比较;
(3)该实验中通过过观察电流表的示数来判断电阻大小的,所以电流表应和电阻线串联,连接电路如下:

(4)由于电阻比较抽象,故在该实验中,我们是通过观察电流表的示数来判断电阻大小的,该方法称为转换法.即更换长度、横截面积相同但材料不同的金属丝,观察电流表示数,如果电流表示数相同,表示电阻大小和导体的材料无关,否则有关.
故答案为:(1)电流表;(2)AC;(3)如上图;(4)更换长度、横截面积相同但材料不同的金属丝,观察电流表示数,如果电流表示数相同,表示电阻大小和导体的材料无关,否则有关.
点评:这是一道实验探究题,此实验采用了控制变量法和转换法,根据实验目的选择相应的实验器材解答即可.
练习册系列答案
相关题目
实验:探究电流与电压、电阻的关系.
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜    想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比.
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
【实验器材】电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),滑动变阻器,导线若干.
【实验过程】
(1)根据图所示实物图在虚线框内画出电路图.

(2)小明发现电路中有错误并改正后做实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一.分析表一中的数据,根据
各组电压值与电流值的比值都等于10Ω
各组电压值与电流值的比值都等于10Ω
,可得出结论:猜想
①
①
是正确的.
表一
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
表二
电阻R/Ω 5 10 15
电流 I/A 0.30 0.15 0.10
(3)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据.实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是
保持定值电阻R两端的电压不变
保持定值电阻R两端的电压不变
.分析表二中的数据,根据
各组电阻值与电流值的乘积都等于1.5V
各组电阻值与电流值的乘积都等于1.5V
得出结论:猜想③是正确的.
沈仔细同学在做探究“导体中的电流与导体的电阻和导体两端电压关系”的实验时,他选取了两节干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个开关、3个阻值不同的电阻丝及若干导线.请你帮他完成下列内容:

(1)根据实验要求,在图1中用笔划线代替导线将实物图连接完整,并在图2虚线框内画出相应的电路图;
(2)在探究“电流与电阻关系”实验时,他的实验步骤如下:①先将5Ω的电阻R接入电路;②闭合开关S,读出电流表的示数,并把数据记录在表格中;③再分别将10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复步骤②;请你说出他在实验过程中的错误是:
未保持电阻两端的电压不变
未保持电阻两端的电压不变
;
(3)他纠正错误后重新进行实验,得到的数据如下表所示.根据表中的实验数据可得出的结论是
电压不变,导体中的电流与它的电阻成反比
电压不变,导体中的电流与它的电阻成反比
;
物理量
次数
电阻R/Ω 电流I/A
1 5 0.48
2 10 0.24
3 20 0.12
(4)在探究“导体中的电流与导体两端电压关系”的实验中,赵明同学用图3所示的电路进行实验,通过改变干电池个数的办法获得了多组数据;而沈仔细同学利用图1所示的电路通过调节滑动变阻器的滑片也获得了多组数据.请你对两位同学的实验方案进行比较,
赵明
赵明
同学的方案更好些,原因是
操作简单
操作简单
;(写出一条即可)
(5)他还想利用图1测量一盏小灯泡的电阻,于是他用小灯泡替换了20Ω的电阻后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置后,电表示数如图4所示,则此时小灯泡的阻值是
5
5
Ω.
小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

(1)为达到实验目的,请按要求连接实验电路图(要求滑片向右移动时电流变大)
(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干嘛不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是         。(2分)
A.因为煤油有颜色便于观察 
B.因为煤油有比较大的热值
C.因为煤油有比较小的密度    
D.因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越             ,产生的热量越多。
(4)小红把实验装置作了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中没有用到这种思想和方法的是          。(2分)
A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C.研究电功大小与哪些因素有关的实验中,取用两个不同灯泡
D.将小铁屑均匀洒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况

小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

(1)为达到实验目的,请按要求连接实验电路图(要求滑片向右移动时电流变大)
(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干嘛不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是         。(2分)
A.因为煤油有颜色便于观察 
B.因为煤油有比较大的热值
C.因为煤油有比较小的密度    
D.因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越             ,产生的热量越多。
(4)小红把实验装置作了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中没有用到这种思想和方法的是          。(2分)
A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C.研究电功大小与哪些因素有关的实验中,取用两个不同灯泡
D.将小铁屑均匀洒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况

小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

(1)为达到实验目的,请按要求连接实验电路图(要求滑片向右移动时电流变大)

(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干嘛不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是          。(2分)

A.因为煤油有颜色便于观察 

B.因为煤油有比较大的热值

C.因为煤油有比较小的密度    

D.因为煤油有比较小的比热容

(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越              ,产生的热量越多。

(4)小红把实验装置作了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中没有用到这种思想和方法的是           。(2分)

A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小

B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动

C.研究电功大小与哪些因素有关的实验中,取用两个不同灯泡

D.将小铁屑均匀洒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况

 

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