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1、1 问题 56. 影响导体电阻大小的因素有哪些？ 学生提问 今年我省遭遇了50 年来最严重的雪凝灾害， 灾害导致一些地区大面积停电。如图所示，是输 电导线被重重的冰凌拉断和拉长的现象，凝冻结 束后电力部门对这些被拉长而不能回复原来长度 的导线全部拆换。请根据所学物理知识解释为什 么要拆换这些导线？ 老师 , 我应该从哪个角度回答这一问题呀？ 问题探究 电阻（重要性：） 老师： 学生，你想想：输电导线的功能就是传输电能，它对电流的阻碍作用 大了好？还是小了好？ 学生： 老师，这难不倒我，当然是对电流的阻碍作用小了好呀! 老师： 对! 在物理学中， 我们把导体对电流的阻碍作用的大小称为电阻。你 看
2、看课本上是如何介绍电阻的？ 学生： 我看看，课本上讲，电阻是导体本身的一种性质，用字母R 表示；单 位是欧姆， 简称欧，用希腊字母表示；辅助单位还有千欧 （k）和兆欧（M） 。 它们之间依次是千进制关系：1M =10 3k=106。 老师：那电力部门全部拆换被拉长而不能回复原来长度的导线是什么原因？ 学生： 哦，知道了：是这些变形的导线电阻变大了! 那导体电阻的大小是不 是与导体的长度有关系呀？还有其他因素影响电阻的大小吗？ 探究影响电阻大小的因素（重要性：） 老师： 你能发现新的问题，问题意识非常好！ 根据我提供的材料，你再猜猜，到底还有哪些因素影响电阻的大小。 （1）家庭中用来连接电路的导
3、线一般是用铜或铝两种材料制作的，在一些 精密仪器中，还选用昂贵的银来做导线。为什么导线不用钢铁来制造？ （2）家庭中使用的铝导线一般不太粗，横截面积在24mm 2；但远距离输送 高压电的铝导线我们离它们很远都能看清楚，因为它们的横截面积很大，可达 400mm 2 左右。 这是不是在浪费金属资源？如果不是，为什么用这么粗的铝导线？ 2 学生： 我想想，各种金属都是导体，只所以选铜、铝当普通导线，精密仪器 用银做导线，我猜测电阻的大小与物质的种类，也就是构成导体的材料有关！ 远距离输送电能，导线的电阻越小越好，不用细的而用粗的，那看来电阻的 大小还与导体的横截面积有关！ 老师： 呵呵，能否设计出一
4、个实验方案来验证你的猜想是否正确？ 学生： 根据前面做过的实验，我觉得本 实验应该用控制变量法，分别探究电 阻与其中一个因素的关系。 由于还没有学到直接测量电阻大小的仪表，可以 给导体串联一块电流表测出 经过不同导体的电流，通过比较电流的大小判断电阻的小大！也可以给导体串联 一个小灯光，根据小灯泡的亮度也能做出判断！ 老师： 设想非常好！不愧是学生呀！具体谈谈怎样操作？ 学生：（1）探究电阻大小与导体材料的关系 可以选择两根长度相同、横截面积相同， 而材料不同的导体，分别接在同一 电源上，测出通过导体的电流进行判断； （2）探究电阻大小与导体长度的关系 可以选择两根材料相同、横截面积相同， 而
5、长度不同的导体，分别接在同一 电源上，测出通过导体的电流进行判断； （1）探究电阻大小与导体横截面积的关系 可以选择两根材料相同、长度相同， 而横截面积不同的导体，分别接在同一 电源上，测出通过导体的电流进行判断； 老师： 呵呵， 下面表格记录的是某小组探究影响电阻大小因素的数据，你能 归纳出具体的结论吗？ 导体序号长度 L/m 横截面积 S/mm 2 材料电流 IA l 0.5 1 镍铬合金0.26 2 0.5 1 锰铜合金 0.5 3 1 1 镍铬合金0.16 4 1 2 镍铬合金0.34 学生： 哈哈！我的猜想是正确的。 电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积都有关系： 比较 1 和 2
6、 可得：在导体的长度和横截面积相同的情况下，导体的电阻与材 3 料有关，材料不同，电阻不同； 比较 1 和 3 可得：在导体的材料和横截面积相同的情况下，长度越长，导体 的电阻越大； 比较 3 和 4 可得：在导体的材料和长度相同的情况下，横截面积越大， 导体 的电阻越小。 老师： 材料对电阻的影响，科学家经过精确的测量，以电阻率（长1m 、横 截面积 1mm 2 的导线的电阻）的形式进行了区分，下表中是常见的一些材料20 时的电阻率。 物质 电阻率 (m/mm 2 ) 物质 电阻率 (m/mm 2 ) 银0.016 铁0.096 铜0.017 锰铜合金0.44 铝0.027 镍铬合金1.1
7、钨0.052 学生： 上面的题目我会解答了：由于输电导线的体积是一定的，输电导线被 重重的冰凌拉长时，横截面积也随之减小，从而导致导线的电阻增大了许多，再 使用的话会大大浪费电能，因此凝冻结束后电力部门对这些被拉长而不能回复原 来长度的导线全部拆换。 老师： 老师再给你补充一点：导体的电阻还与导体的温度有关，但是温度对 电阻的影响规律不一样，大多数导体都随温度升高电阻增大。你要记清楚呀！ 学生： 好的，多谢老师提醒！ 学生笔记 电阻是导体本身的一种阻碍电流的性质，其大小与构成导体的材料、长度和 横截面积有关。 导体的电阻还与导体的温度有关，大多数导体都随温度升高电阻增大。 导体的电阻不会随导体
8、两端电压的改变而改变，也不会随导体中电流的改变 而改变。 要点训练 1为了探究 “在忽略温度影响的情况下，同 一种材料的导体电阻大小与导体长度、横截面积 4 的关系”，小李和小赵同学共同设计了图19（甲）所示的电路，其中M 、N 间可 接入待研究的电阻丝。 实验室提供的电阻丝的电阻均不超过10，其规格见表格一；提供的其他 器材见表格二。 表格一 序号材料长度横截面积 1 锰铜合金丝L 2S 2 镍铬合金丝L S 3 镍铬合金丝L 2S 4 镍铬合金丝L 35 5 镍铬合金丝2L S 6 镍铬合金丝3L S 表格二 器材规格 电源电压恒为3V 电流表 A 量程 006A 电压表 V 量程 03V
9、 滑动变阻器R1最大阻值为10 滑动变阻器R2最大阻值为500 开关一个、导线若干 （1）小李和小赵首先要进行 “导体电阻大小与导体长度的关 系”的探究，探究中他们应该选用 的是序号为 _的三根电阻丝。 在正确选择电阻丝后，他们又 选择了两个变阻器中的一个，接着 连接好电路，闭合开关进行实验。 实验中他们发现变阻器的滑片从右 5 端 a 向左端 b 滑动直到接近b 的过程中， 电流表和电压表虽有示数，但示数很小 且几乎无变化。针对上述现象，小李和小赵交流了各自的看法，并提出了改进意 见【见图 19（乙） 】 。 你的看法和改进意见是：。 在听取意见并改进后，他们通过实验得出了正确结论。 （2）
10、小李和小赵接着进行了“导体电阻大小与导体横截面积的关系”的探 究，在探究中他们选用的是序号2、3 和序号 _的三根电阻丝。 在实验中，他们正确操作，并对测量的数据进行了适当的处理，分别作出了 图 19（丙）所示的这三根电阻丝的I-U 关系图象。 由图 19（丙）可知，序号2 的电阻丝的电阻是 分析图 19（丙），可以初步得出的探究结论是： 。 答案：（1）2、5、6 他们选择的变阻器是R2，最大阻值过大，应该换用 R1。 （2）4 6 在忽略温度影响的情况下，同一种材料构成的导体在长度 一定时，电阻大小与导体横截面积的大小成反比。 解析：本实验采用的方法是控制变量法，而电压的分配与电阻成正比。
11、 2. 下列措施中，不可能改变导体电阻大小的是（） A. 改变导体的长度 B.改变导体的材料 C改变导体的横截面积 D.改变导体在电路中连接的位置 答案： D 解析：影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积， 与在电路中的位置无 关。 6 3. 有一段导体，下列措施中能减小其电阻的是( ) A. 减小导体两端的电压 B减小导体中的电流 C减小导体的横截面积 D减小导体的长度 答案： D 解析：影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积， 与两端的电压和流过 的电流无关；但横截面积越小，电阻会越大，而减小导体的长度电阻会变小，所 以D正确。 4为了了解温度的变化情况，小王同学设计 了图所示的电路。图中电源电压保持不变，R是定 值电阻， Rt是热敏电阻，其阻值随温度的降低而增 大，在该电路中，可以通过电流表或电压表示数的 变化来判断温度的变化情况。小王在连接好电路且 闭合开关后做了以下的实验，往Rt上擦一些酒精， 然后观察电表示数的变化情况。他观察到的现象应该是（） AA表和 V 表示数均变小 BA表示数变大， V表示数变小 CA表示数变小， V 表示数变大 DA表和 V表示数均变大 答案： A 解析：由于酒精蒸发吸热，电阻Rt温度降低，阻值变大，所以整个电路电 流变小；对定值电阻R 来说，通过它的电流变小，原因是两端电压降低了。