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第4節 影響導體電阻大小的因素
聯想情景導入
我們已經知道，玻璃在通常情況下是絕緣體，但當玻璃被燒紅時，玻璃也會導電。可見物質的導電性與溫度有關。電阻的大小還與哪些因素有關呢？在用電器中人們為什么經常用銅做導線而不用鐵做導線呢？空調電源線為什么比臺燈電源線粗？燈絲較粗的燈泡為什么較為明亮？物質電阻的大小是否還跟物質的材料和橫截面積有關呢？影響導體電阻大小的因素這么多。我們怎樣進行逐一驗證呢？通過本節課的學習，我們不但能夠了解影響導體電阻大小的因素，而且還能掌握探究影響導體電阻大小的因素的方法。
重點知識詳解
一、導體電阻與長度的關系
實驗操作：用上圖所示的裝置連接電路，分別將長度不同的0.5mm 的鎳鉻合金線連接在電路中，閉合開關，觀察電流表的示數。
實驗現象：將較短的鎳鉻合金線連接在電路中時電流表的示數較大。
實驗結論；導體的材料和橫截面積相同時，導體越長，電阻越大。
二、研究導體電阻與橫截面積的關系
實驗操作：用上圖所示的裝置連接電路，分別將長度相同的的0.5mm 和1.Omm 的鎳鉻合金線連接在電路中，閉合開關，觀察電流表的示數。
實驗現象：將1.Omm 的鎳鉻合金線連接在電路中時電流表的示數較大。
實驗結論：導體的材料和長度相同時，導體的橫截面積越大，導體的電阻越小。
三、研究導體電阻與材料的關系
實驗操作：用上圖所示的裝置連接電路，分別將長度相同的0.5mm 的錳銅和0.5mm 的鎳鉻合金線連接在電路中，閉合開關，觀察電流表的示數。
實驗現象：將錳銅連接在電路中時電流表的示數較大。
實驗結論：長度、橫截面積相同的導體，電阻大小與材料有關。
四、導體的電阻與溫度的關系
金屬導體的電阻與溫度有關。溫度升高，金屬導體的電阻增大。溫度降低，金屬導體的電阻減小。某些材料的溫度降低到一定的程度時，電阻會突然消失，這種現象叫超導現象(如水銀在-269℃時，電阻會突然消失)。
五、導體電阻與其他因素的關系
一般來說，人體電阻的平均值是l000～2000歐。不同的人電阻是不同的，同一個人在不同情況下的電阻也是不同的，當氣溫高或人體出汗時人體電阻較小；而在氣溫低、空氣干燥的冬天，人體皮膚很干燥時，電阻較大。
精典例題解析
[例1] 關于導體電阻大小的下列說法中，正確的是 ( )
A．細銅線比粗銅線的電阻大
B．粗細相同的導線，長的比短的電阻大
C．鐵導線比銅導線的電阻大、
D．長短相同的兩根鋁導線，粗的比細的電阻小
[解析] 導體的電阻大小由長度、橫截面積和材料三個因素決定，看電阻的大小必須同時考慮三方面的因素。選項A沒有考慮長度，選項B沒有考慮材料，選項C只考慮了材料，這三個選項都考慮不周，所得結論是錯誤的，只有選項D同時考慮了影響電阻大小的三個因素，得到的結論是正確的。
[答案] D
[例2] “觀察導體的電阻與哪些因素有關”的示教板如圖所示，示教板上四根金屬線，其中a、b、c長均為1m，d長0.5m，a、b、d橫截面積相同，b、c、d材料相同，那么下列比較中不能說明問題的是(不考慮溫度對電阻的影響) ( )
A．比較a、b B．比較b、c C．比較a、d D．比較b、d
[解析] a、b金屬線的長度、橫截面積相同，材料不同，所以能說明導體的電阻與導體的材料有關；b、d的導體材料橫截面積相同，可以比較電阻與長度的關系；b、c金屬絲的材料、長度相同。而橫截面積不同，所以能說明導體的電阻與導體的橫截面積有關；a、d金屬材料、長度均不同。僅僅橫截面積相同，所以，不能說明電阻與什么因素有關。
[答案] C
[例3] 已知A、B、C是三根同種材料制成的電阻絲。如果把A和B相比，它們長度相同，A比B細；如果把B和C相比，它們粗細相同，B比C長，那么，這三根電阻線RA、RB、RC從大到小排列應為__________。如果將電阻絲C均勻拉長到和B一樣長，則B的電阻________C的電阻(填“大于” “小于”或“等于”)。
[解析] 因為A、B長度、材料相同，但A的橫截面積小于B的橫截面積，根據材料、長度相同。橫截面積越小，電阻越大，得到A的電阻大于B的電阻；B、C兩電阻線材料、橫截面積相等，B的長度大于C的長度，所以B的電阻大于C的電阻。所以，三電阻線從大到小順序為RA>RB>RC，因為B、C兩電阻線的橫截面積相等，當把C拉長到與B一樣長時，由于電阻線的體積不變，因此C電阻線拉長后的橫截面積變小，當長度、材料相同時，橫截面積小的電阻線的電阻大，所以，電阻線B的電阻小于C的電阻。
[答案] RA>RB>RC 小于
[例4] 在研究“導體的電阻跟橫截面積關系”的實驗中，用如圖的裝置，把兩條電阻的AB和CD分別接入電路，AB比CD的橫截面積小。將AB連入電路時。電流表示數為I1，將CD連人電路時，電流表示數為I2，且I2 > I1。
(1)AB和CD兩根電阻絲還要滿足的條件是：
① ________________________；②___________________________。
(2)分析實驗結果，得出的結論是______________________________________________。
[解析] 首先抓住實驗目的，此處是研究電阻跟橫截面積的關系，而它們的溫度是一樣的，因此，還應保持另外兩因素相同，即長度相同、材料相同。在仔細分析實驗過程、現象、數據之后，再來得出結論，此處是橫截面積大的通過電流大，則電阻小；橫截面積小的通過電流小，則電阻大。因此得出的結論是在長度、材料、溫度相同時，導體橫截面積越大，電阻越小(或橫截面積越小，電阻越大)。千萬不能將橫截面積和電阻的順序顛倒，因為該實驗的目的是研究電阻跟橫截面積的關系，即電阻隨橫截面積的變化而變化。
[答案] (1)①長度相同 ②材料相同 (2)在長度、材料、溫度相同時，導體橫截面積越大，電阻越小(或橫截面積越小，電阻越大)。
實踐創新應用
1．一根鋁導線電阻是R，要使連入電路中的導線電阻變大，可采取 ( )
A．將這根鋁導線拉長后接人電路中
B．將這根鋁導線對折后接入電路中
C．降低導線兩端的電壓或增大通過導線的電流強度
D．用長度、橫截面積相同的銅導線代替這根鋁導線接人電路中
2．有關導體電阻的說法正確的是 ( )
A．粗細相同的兩根導線，長度大的電阻一定大
B．長度相同的兩根導線，橫截面積小的電阻一定大
C．同種材料制成的長短相同的兩根導線，橫截面積小的電阻一定大
D．鋁導線的電阻一定比銅導線的電阻大
3．粗細相同的銅絲甲、乙，甲的長度是乙的一半，則甲，乙電阻R甲、R乙的大小關系為( )
A．R甲=2R乙 B．2R甲=R乙 C．R甲=R乙 D．無法比較
4．把長10米、電阻為10歐的銅導線拉成長20米的銅導線，拉長后的銅導線電阻為( )
A．10歐 B．20歐 C．40歐 D．2.5歐
5．某同學用下圖所示的電路圖探究“影響導體電阻大小的因素”。右下圖是提供的幾種導線。
(1)當研究導體電阻與粗細的關系時，應該選擇接人AB問的導線進行研究的是 ( )
A．1與2 B．2與3 C．3與5 D．l與4
(2)當研究導體電阻與材料的關系時，應該選擇接入AB間的導線進行研究的是 ( )
A．2與4 B．3與5 C．3與4 D．1與5
6．當溫度降到一定程度時，某些物質的電阻會變為零，這種物質叫超導體。當電流通過超導體時不發熱，故超導體的應用具有十分誘人的前景。假如科學家已研制出室溫下就能使用的超導體，你準備將它用來制作 ( )
A．家用保險絲 B．白熾燈泡的燈絲 C．電爐的電熱絲 D．輸電導線
7．在“探究影響導體電阻大小的因素”的活動中，小明發現實驗器材中金屬絲只有一根，其他器材足夠，如果要他完成下面的一些實驗探究活動，其中他不可能完成的是 ( )
A．探究導體電阻與長度的關系
B．探究導體電阻與橫截面積的關系
C．探究導體電阻與材料的關系
D．探究導體電阻與溫度的關系
8．電燈是家庭電路中常見的照明電器。燈泡的外殼和燈芯都是用玻璃制成的，它們是利用了玻璃的_________性能。若將玻璃燈芯接入右圖所示的電路中，當玻璃燈芯升高到一定溫度時，小量程電流表的指針_________(填“會”或“不會”)發生偏轉，此現象說明__________________________________。
9．在探究導體電阻大小與哪些因素有關的實驗中，采用了“控制變量”的方法。下表是某實驗小組在實驗中所用導體的相關物理量的記錄：
導體編號 A B C D
長 度(m) 1.0 1.0 1.O 0.5
橫截面積(mm ) 1.2 1.2 2.4 1.2
材 料 鎳鉻絲 錳銅絲 鎳鉻絲 鎳鉻絲
(1)要探究導體電阻大小與長度是否有關，應選用__________兩根導體；
(2)要探究導體電阻大小與橫截面積是否有關．應選用__________兩根導體。
10．小明同學想比較金屬材料甲和金屬材料乙哪個更容易導電，現有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規格的金屬絲，規格如下表所示：
金屬絲代號 材 料 長度／m 橫截面積／mm
A 金屬甲 1 0.1
B 金屬甲 0.5 0.1
C 金屬乙 l 0.1
D 金屬乙 1 0.2
請你幫助小明同學完成下面的實驗方案：
(1)實驗器材除上述金屬絲、干電池、開關、導線外，還必須選用的器材有：________
______________________________________________________________________________。
(2)實驗中應選取的金屬絲分別是：___________(只需填字母代號)。
(3)請在下面空白處畫出實驗電路圖(用“”表示金屬絲)。
(4)在本實驗中，你是如何判斷哪種金屬材料更容易導電的？
參考答案
1．A 2．C 3．B 4．C 5．(1)D (2)D 6．D 7．C
8．絕緣 會 導體和絕緣體之間并元絕對界限
9．(1)A和D (2)A和C
l0．(1)電流表 (2)A、C (3)略 (4)(此答案不唯一，例如可用小燈泡代替電流表等。只要合理均可得分。)只閉合SA，讀出電流表的示數IA；只閉合SC，讀出電流表的示數IC；將IA和IC的電流大小進行比較，電流大的導電性能好。
課后練習答案
1．長度 粗細 材料 2．因長度增加，合金絲又變細，所以電阻增大了 3．C
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品資料·第 5 頁 （共 5 頁） 版權所有@21世紀教育網

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