题目内容

19．学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究，器材有：开关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干．

【实验过程】电路如图1所示，将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合S后，记录的数据如表．
连接方式一根两根串联三根串联两根并联三根并联
电流表读数/A0.60.30.21.21.8
回答下列问题：
（1）图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中．
（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系．
A．电阻的大小与长度的关系是：材料和横截面积相同，导体的电阻跟长度成正比；
B．电阻的大小与横截面积的关系是：材料和长度相同，导体的电阻跟横截面积成反比．
（3）进行多次测量的目的是得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系，使结论更具普遍性．
（4）此实验也可得出电流与电阻的关系是导体两端的电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比．
【拓展】用上述合金材料制成长1m、横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω．而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2，则一根合金丝的电阻为2.5Ω，长度为1.25m．

分析 （1）确定电流表的量程，读出示数；
（2）根据串联时电流表示数判断出电阻的变化，得出电阻大小与长度的关系；
根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化，得出电阻大小与横截面积的关系；
（3）实验中为得出普遍性结论，得出影响电阻的因素，进行多次测量；
（4）根据电流和电阻的变化关系，得出结论；
根据一根合金丝的电流求出电阻值；
由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小．

解答 解：（1）根据表格中的特点，串联的电阻越多，电流表的示数越小，所以串联一根电阻丝时，电路中的电流应大于0.3A，所以图2中电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为0.6A；
（2）A．根据1、2、3组数据可知，导体的材料和横截面积相同，导体越长，电流表的示数越小，说明电阻值越大，且电阻值跟导体的长度成正比；
B．根据1、4、5组数据可知，导体的材料和长度相同，横截面积越大，电流表的示数越大，说明电阻值越小，且电阻值跟导体的横截面积成反比；
（3）实验中进行多次测量，是为了得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系，使结论更具普遍性；
（4）由实验数据可知，导体两端的电压不变，导体的电阻增大到原来的几倍，电流减小到原来的几分之一，导体中的电流与导体的电阻成反比；
根据电阻与导体的长度和横截面积的关系，对与上材料相同的导体，电阻值可记为R=$\frac{L}{S}$×1Ω•mm2/m；
由R=$\frac{U}{I}$可知，一根合金丝的导体电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.6A}$=2.5Ω；
代入上面关系式：2.5Ω=$\frac{L}{0.5m{m}^{2}}$×1Ω•mm2/m
解得L=1.25m．
故答案为：（1）0.6；（2）A．材料和横截面积相同，导体的电阻跟长度成正比；B．材料和长度相同，导体的电阻跟横截面积成反比；（3）得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系，使结论更具普遍性；（4）导体两端的电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比；2.5；1.25．

点评 本题是探究导体的长度和横截面积对电阻的影响实验，能够根据电流的大小判断出电阻的大小，是关键，分析时注意控制变量法的应用．

练习册系列答案
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