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1、实验实验 8 探究导体电阻与其影响因素（包括材料）的关系 探究导体电阻与其影响因素（包括材料）的关系 实验原理 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径 d， 计算出横截面积 S， 并用伏安法测出电阻 Rx，即可计算出金属丝的电阻率。 把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻 R(RU I) 实验器材 电源， 开关， 滑动变阻器， 电压表， 刻度尺， 四段不同的金属导体 a、 b、 c、 d（a、 b、 c 为镍铬合金丝，d 为康铜丝；a、b 长度不同，横截面积相同；c 横截面积与 a 不 同，长度相同；d 的横截面积与长度都与 a 相同） 。 实验步骤 （1）测量各段金属丝的横截
2、面积。 （2）请按照如图 1 所示的电路图连接好电路，并将滑动变阻器调到阻值最大处。 图 1 （3）测量金属丝接入电路的有效长度。 （4）闭合开关，用电压表分别测量 a、b、c、d 四段金属丝两端的电压，从而知 道它们的电阻比。 （5）比较 a、b 的电阻之比与它们的长度之比；比较 a、c 的电阻之比与它们的 横截面积之比；比较 a、d 的电阻是否相等。 （6）改变滑动变阻器滑片的位置，获得多组实验数据。 （7）总结得出导体的电阻与它的长度、横截面积、材料这三个因素的关系。 注意事项 （1）通电时间不宜太长，电流要小。 （2）开关 S 闭合前，滑动变阻器的阻值要取最大值。 （3）注意电表的正、
3、负接线柱接线是否正确，量程要适当。 （4）导线长度测量要注意测导线接入电路的有效长度。 热点一 教材原型实验 【例 1】 “探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如 图 2 所示，a、b、c、d 是四种不同的金属丝。现有四根镍铬合金丝和两根康铜 合金丝，其规格如下表所示。 图 2 编号材料长度/m横截面/mm2 A镍铬合金0.80.8 B镍铬合金0.50.5 C镍铬合金0.30.5 D镍铬合金0.31.0 E康铜合金0.30.5 F康铜合金0.80.8 （1）电路中四种金属丝应分别选用上表中的 （用编号表示） 。 （2）某学生对实验数据分析归纳出：电路图中四种金属丝的电阻 R
4、 与长度 L、 横截面积 S 的关系可用比例式 R 来表示。你认为是否正确，为什么？ L S _ （3）在交流合作时，有位同学提出用如下图 3 所示的电路，只要将图中 P 端分 别和 1、2、3、4 相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出 导体电阻与其影响因素的定量关系，请你对其作出评价。 图 3 解析 （1）本实验采用的是控制变量法，分别选用导体材料相同、横截面积相 同时，导体的长度不同，B、C 符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导 体的横截面积不同，C、D 符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，导 体的材料不同，C、E 符合要求。故选 B、C、D、E。 （2）不
5、正确，因为它们的材料不完全相同 （3）不能探究出。实验过程中无法 保证每次金属丝两端的电压相等 答案 （1）BCDE （2）见解析 （3）见解析 热点二 实验拓展创新 【例 2】 （2016浙江理综）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内阻约为 3 k 的电压表和量程为 0.6 A、内阻约为 0.1 的电流表。采用分 压电路接线，图 4 甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的 R1，其阻值约 为 5 。 图 4 （1）测 R1阻值的最优连接方式为导线连接 （填 a 或 b） 、导线连 接 （填 c 或 d） 。 （2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得 R1的阻值为 。 U
6、/V0.400.801.201.602.002.40 I/A0.090.190.270.350.440.53 （3）已知图乙中 R2与 R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2 的边长是 R1的，若测 R2的阻值，则最优的连线应选 （填选项） 。 1 10 A.连接 a，连接 c B.连接 a，连接 d C.连接 b，连接 c D.连接 b，连接 d 解析 （1）因电压表的内阻远大于待测电阻 R1的阻值，则电流表采用外接法， 而滑动变阻器应采用分压式接法，故测 R1阻值的最优连接方式为导线连接 a， 导线连接 d； （2）建立坐标系描点连线如答案图所示， 则 R1U I 4.5 ；
7、 2.2 0.49 （3）根据电阻定律可得，R ，故 R2R1，要测 R2的阻值，与测量 R1一 L dL d 样，最优的连线应连接 a，连接 d，选项 B 正确。 答案 （1）a d （2）如图所示 4.44.7 （3）B 1.如图 5 所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的电路。a、b、c、d 是不同的金属导体， b、 c、 d 与 a 相比， 分别只有一个因素不同 ： b 与 a 长度不同， c 与 a 横截面积不同， d 与 a 材料不同， 各导体两端的理想电压表的示数分别用 Ua、 Ub、Uc、Ud表示。下列说法错误的是（ ） 图 5 A.开关闭合前，需移动滑片使滑动变阻器的
8、阻值最大 B.研究电阻与长度的关系时，需分别测量 a、b 两条导体两端的电压值 C.如果 UaUc，说明导体 c 的横截面积大于导体 a 的横截面积 D.如果 UaUd，说明导体 d 材料的电阻率大于导体 a 材料的电阻率 答案 C 2.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻 Rx约为 5 ，实验室备 有下列实验器材： E.变阻器 R1（010 ，0.6 A） F.变阻器 R2（02 000 ，0.1 A） G.电池组 E（电动势为 3 V，内阻约为 0.3 ） H.开关 S，导线若干 （1）为减小实验误差，应选用的实验器材有 （填代号） 。 （2）为减小实验误差，应选用图 6 中
9、（选填“甲”或“乙” ）为该实验 的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图 7 中的实物图用线连接起来。 图 6 图 7 解析 （1）由于电源的电动势为 3 V，所以电压表应选 A；被测电阻约为 5 ， 电路中的最大电流约为 I A0.6 A，电流表应选 D；根据变阻器允许通 E Rx 3 5 过的最大电流可知，变阻器应选 E； 还要选用电池和开关，导线若干。故应选用 的实验器材有 ADEGH。 （2）由于应采用电流表外接法，应选图乙所示电路，实物连接如图所示。 RV Rx Rx RA 答案 （1）ADEGH （2）乙 实物图见解析 3.（20174 月浙江选考）小明用电学方法测量电线的长度。
10、首先，小明测得电 线铜芯的直径为 1.00 mm， 估计其长度不超过 50 m（已知铜的电阻率为 1.7510 8 m） 。 现有如下实验器材：量程为 3 V、内阻约为 3 k 的电压表；量程为 0.6 A、 内阻约为 0.1 的电流表；阻值为 020 的滑动变阻器；内阻可忽略、输 出电压为 3 V 的电源；阻值为 R04.30 的定值电阻，开关和导线若干。 小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示 数从 0 开始增加，当示数为 0.50 A 时，电压表示数如图 8 甲所示，读数为 V。根据小明测量的信息，图乙中 P 点应该 （选填“接 a”“接 b”“接 c”或“不接” ） ，Q 点应该 （选填“接 a”“接 b”“接 c”或“不 接” ） 。小明测得的电线长度为 m。 甲 乙 图 8 解析 量程为 3 V，所以读数为 2.50 V；由于电流表的示数从 0 开始增加，滑动 变阻器应采用分压式接法，Q 接 a 点，为减小误差电流表应外接，P 接 b 点，根 据 RxR0 ，Rx ，S，联立可得 L31.4 m。 U I L S d2 4 答案 2.50 接 b 接 a 31.4