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20实验：探究影响导体电阻大小的因素
一、单选题
1．关于导体的电阻，下列说法中正确的是（ ）
A．铁导线的电阻比铜导线的电阻大
B．粗的铁导线比细的铜导线电阻小
C．相同长度的导线，铁的比铜的电阻大
D．以上说法均不正确
2．电路中有一根电阻丝，若要使该电路中的总电阻变小，可以采取的方法是（ ）
A．减小电路两端的电压
B．增大电路中的电流
C．在电路中串联一根电阻丝
D．在原电阻丝两端并联另一根电阻丝
3．小明利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是（ ）
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
① 1.0 0.2 锰铜
② 1.0 0.4 锰铜
③ 0.5 0.4 锰铜
④ 1.0 0.4 镍铬合金
A．为验证“导体电阻跟导体长度有关”的猜想，应选用导体③与④
B．为验证“导体电阻跟导体长度有关”的猜想，应选用导体①与③
C．为验证“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想，应选用导体①与④
D．为验证“导体电阻跟导体材料有关”的猜想，应选用导体②与④
二、填空题
4．小明观察家庭供电箱，漏电保护开关在漏电时自动断开，空气开关在电路过载或短路时自动断开，这两个开关 （串联/并联）在电路中。进户线干路较其它导线特别粗，是为了 （增大/减小）电阻，防止通过大电流时发热引起事故。小明还了解到供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧，这是为了防止因接触不良引起接线柱处 （电流变大/电阻变大/电压变小）导致发热过多的安全隐患。
5．如图甲所示是“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验装置，a为锰铜合金丝，b、c为镍铬合金丝，其中a、b长度相同，a、b、c粗细相同。实验时通过观察 间接比较导线电阻的大小；若选择将a、b分别接入电路中，则是为了探究电阻大小跟导体的 是否有关；如图乙，在家庭装修连接电路时，连接处的电线芯要紧密的多绕几圈，这样就可以增大连接处的横截面积，使连接处的电阻 （选填“增大”或“减小”）。
6．请你回答下列问题：
（1）如图甲所示，将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路，闭合开关，灯泡不亮。用酒精灯灼烧玻璃，随着该处玻璃温度升高，可见灯泡逐渐变亮起来。此现象说明 ；
（2）如图乙所示，电源电压不变，闭合开关，灯泡L发光。用酒精灯对日光灯灯丝加热，可见小灯泡的亮度明显变 （选填“亮”或“暗”）。说明日光灯灯丝加热后电阻变 （选填“大”或“小”）。
7．现有横截面积相同的铜导线甲和乙，已知甲的长度较长，则甲的电阻 乙的电阻；将它们串联接在电路中，通过甲的电流 通过乙的电流，（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
8．如图乙所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值符合图像甲中的 （选A或B），致电路中的电流增大，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中、一个是除尘器，一个是指示灯，则a是 ；由于电池用久了电压降低，会导致车间尘埃浓度 （增加/降低/不变）
三、实验探究题
9．如图所示在“探究影响导体电阻大小的因素”时，实验室提供了4根电阻丝，A、B、C是镍铬合金丝，D是锰铜合金丝。小明、小红两位同学有如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关；
②导体的电阻与导体的横截面积有关；
③导体的电阻与导体的材料有关。
（1）该实验是通过观察 来间接比较导线电阻大小的，这种科学研究方法是物理学中常用的 ；
（2）如图所示电路中，连接电路时开关应 ，连接好电路后，在M、N之间分别接上不同的电阻丝；
（3）为了验证上述猜想①，应该选用编号为 两根电阻丝进行实验；如果选用编号为 A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想 （填序号）；
（4）在最近几年，我市许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就 （选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。
四、思考题
10．在家庭电路中，为什么用铜导线而不用铁导线？家里重新装修，如果让你购买铜芯导线，你会选择较粗的还是较细的？请用学过的物理知识解释其中的原因。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】导体的电阻取决于导线的材料、导线的长度及导线的横截面积；三个量共同决定导体的电阻；故只有在控制变量的情况下才能判断电阻的大小。
A．只知道材料，不知材料的长度和粗细，无法判断谁的电阻大，A不符合题意；
B．只有说明粗细程度和材料，不知材料长度，无法判断谁的电阻小，B不符合题意；
CD．只说明了长度和材料、不知材料粗细，无法判断谁的电阻大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】导体的电阻取决于导线的材料、导线的长度及导线的横截面积；三个量共同决定导体的电阻；故只有在控制变量的情况下才能判断电阻的大小。
2．【答案】D
【知识点】电阻；电阻的并联
【解析】【解答】A．导体电阻的大小与其两端的电压的大小无关，故减小电路两端的电压不影响电阻的大小，A不符合题意；
B．导体电阻的大小与通过的电流的大小无关，故增大通过电路的电流不影响电阻的大小，B不符合题意；
C．串联一根电阻丝，相当于导体的长度增大，则电路中的电阻增大，C不符合题意；
D．并联一根电阻丝，相当于横截面积增大，则电路中的电阻减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电阻大小和电压、电流无关；电阻并联后，总电阻减小。
3．【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】AB．为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想，需要控制材料和横截面积相同，改变长度，分析电阻阻值的变化，应选②③；AB不符合题意；
C．为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想，需要控制材料和长度相同，改变导体横截面积，分析电阻阻值的变化，应选①②，C不符合题意；
D．为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想，需要控制长度和横截面积相同，改变导体材料，分析电阻阻值的变化，应选②④，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】探究导体的电阻的影响因素时时，需要利用控制变量法；改变被研究的物理量，其他保持不变。
4．【答案】串联；减小；电阻变大
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；影响电阻大小的因素；焦耳定律的应用
【解析】【解答】为了用电的安全，漏电保护开关和空气开关应串联在干路中，一个开关断开，整个电路就会断开。
在温度、长度和材料相同时，导体的横截面积越大，即导线越粗，电阻越小，进户线干路较其它导线特别粗，是通过增大横截面积的方法来减小电阻的，能防止进户线干路上通过大电流时发热引起安全事故。
供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧，若不拧紧，则连接处的电阻会变大，根据焦耳定律可知，相同时间内产生的热量多，存在安全隐患。
【分析】漏电保护开关和空气开关应串联在干路中；在温度、长度和材料相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；根据焦耳定律可知，相同时间内，电阻越大产生的热量多。
5．【答案】电流表的示数；材料；减小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】从图甲可以看到，这是一个串联电路，导线两端的电压恒定，为电源电压，可以通过比较通过它们的电流大小，即电流表的示数来比较导线电阻的大小，采用了转换法。若选择将a、b分别接入电路中，由题中条件可知，a为锰铜合金丝，b为镍铬合金丝，a、b长度相同，a、b粗细相同，即横截面积相同，a、b的材料不同，这是为了探究电阻大小跟导体的材料是否有关。导体的电阻和导体自身的长度、横截面积、材料、温度有关，在其他条件不变的情况下，横截面积越大，电阻越小，所以连接处的电线芯紧密多绕了几圈，增大了连接处的横截面积，那么连接处的电阻减小。
【分析】探究电阻的影响因素时，通过电流表示数，可以反应电阻的大小；当导体的长度和横截面积相同时，可以探究电阻和导体的材料的关系；增大导体的横截面积，电阻减小。
6．【答案】（1）导体和绝缘体没有绝对界限，在一定条件下绝缘体可以转化为导体。
（2）暗；大
【知识点】导体与绝缘体；影响电阻大小的因素
【解析】【解答】（1）由图甲知，灯泡与玻璃串联在电路中，闭合开关，灯泡不亮，此时的玻璃是绝缘体，电路中没有电流通过。用酒精灯对玻璃加热后，玻璃温度升高，灯泡逐渐变亮，此时的玻璃能导电，且在此过程中电阻变小，所以此现象说明：导体和绝缘体没有绝对界限，在一定条件下绝缘体可以转化为导体。
（2）图示中日光灯灯丝与灯泡串联在电路中，日光灯灯丝温度变高后，小灯泡会变暗，电路中的电流变小，说明电路中的电阻变大，日光灯灯丝的电阻变大，所以灯丝加热会电阻变大。
【分析】（1）导体和绝缘体没有绝对界限，在一定条件下绝缘体可以转化为导体；
（2）灯丝加热会电阻变大。
7．【答案】大于；等于
【知识点】串联电路的电流规律；影响电阻大小的因素
【解析】【解答】电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料有关，同种材料的导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。甲和乙两铜导线，横截面积相同，甲的长度较长，则甲的电阻大于乙的电阻。
将甲、乙两电阻串联接入电路，根据串联电路电流特点可知，通过甲的电流等于通过乙的电流。
【分析】同种材料的导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大；串联电路电流处处相等。
8．【答案】B；指示灯；增加
【知识点】电阻；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，致电路中的电流增大，所以光敏电阻在光照时，电阻应该是降低的，B符合条件。
在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。由图中结构可知，当电流增大，衔铁被吸下，此时b接通a断开，故此时b是除尘器，a是指示灯。
电池用久了电压降低，电磁铁工作电流不变，电路总电阻变小，光敏电阻阻值变小，因而会导致尘埃浓度增大。
【分析】光照越强，电流越大，电阻越小；电流越强，磁性越大；电池用久了电压降低，光敏电阻阻值变小。
9．【答案】（1）电流表示数大小；转换法
（2）断开
（3）A、B；②
（4）减小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】（1）电流表串联在电路中，电源电压一定，导体电阻越大，电路电流越小，导体电阻越小，电路电流越大，可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小，这种科学研究方法是物理学中常用的转换法。
（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开。
（3）根据控制变量法，可知要探究“导体的电阻可能与导体的长度有关”，要保持导体的材料和横截面积相同，而导体长度不同，由此分析表格数据可知应该选用编号A和B的导体。如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，分析表格数据可知A和C两电阻的材料和长度相同，横截面积不同，可探究导体电阻跟导体的横截面积是否有关；故答案为：②。
（4）导体的长度和材料相同时，横截面积越小，阻值越大；横截面积越大，阻值越小。我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样减小了输电线的电阻。
【分析】（1）实验中，可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小，这种科学研究方法是物理学中常用的转换法；
（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开；
（3）要探究“导体的电阻可能与导体的长度有关”，要保持导体的材料和横截面积相同，而导体长度不同；A和C两电阻的材料和长度相同，横截面积不同，可探究导体电阻跟导体的横截面积是否有关；
（4）导体的长度和材料相同时，横截面积越小，阻值越大；横截面积越大，阻值越小。
10．【答案】因为铜的导电性能比铁好，选择较粗的铜芯导线，因为在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小。
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】各种物体对电流的通过有着不同的阻碍能力，这种不同的物体允许电流通过的能力叫做物体的导电性能， 铜的导电性能比铁的导电性能好，所以，通常家用电路的电线用铜做导电体；导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料有关，在导体的长度和材料一定时，导体的横截面积越大，导体的电阻越小；在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多，越存在安全隐患，故应买较粗的。
【分析】材料和长度相同时，横截面积越大， 电阻越小。
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