3.灯丝电阻大小跟温度的关系 用电压表和电流表测量小灯泡的电阻时.闭合开关后.通过调节滑动变阻器的滑片.使小灯泡两端的电压.即电压表示数等于小灯泡的额定电压或低于小灯泡的额定电压.获得几组电压和电流的数据.从实验数据可以看到:小灯泡中的电流随它两端电压的降低而减小.对比根据欧姆定律计算得出的几个电阻值.发现小灯泡两端电压越低.小灯泡中的电流越小.小灯泡的电阻越小.说明灯泡灯丝的电阻跟温度有关.温度越高.灯丝电阻越大,温度降低.灯丝电阻减小.大量实验事实告诉我们.金属导体的电阻随温度的升高而增大. [典型热点考题] 例1 要测一个标有“3.8V 字样小灯泡的电阻.除电源.导线.开关: (1)你选择的仪器还有 . (2)在虚线框内画出实验电路图 (3)若连接好电路闭合开关后.发现灯泡很亮.但随即又熄灭了.造成这种现象的原因可能是 . 分析与解答:根据欧姆定律.要测量小灯泡的电阻.就需要用电压表测量灯泡两端的电压.用电流表测量灯泡中的电流.为了减小测量的误差.需要测量三组对应的电压值和电流值.求得小灯泡电阻的平均值.这就需要在电路中串联接入滑动变阻器.通过移动滑片改变灯泡两端的电压和灯泡中的电流.以满足实验测量的要求.连接好电路闭合开关后.灯泡很亮.随即又熄灭了.说明灯泡两端电压超过了额定电压3.8V.灯泡中的电流很大.滑动变阻器连入电路的电阻很小或电源电压过高. 由以上分析可得本题的答案:(1)选择的仪器还有电流表.电压表和滑动变阻器,(2)实验电路图如图6-65所示,(3)造成题述现象的原因可能是:①电源电压太高,②滑动变阻器连入电路的是金属杆两端的两个接线柱,③开关闭合前滑动变阻器的滑片没有处在使连入电路电阻最大的位置. 点评:本题考查根据实际需求设计实验电路.选择实验器材的能力和根据欧姆定律分析电路故障的能力.解题时必须明确两点:①利用欧姆定律.把电阻的测量问题转化为电压和电流的测量问题,②利用欧姆定律.从电流大小的决定因素电压和电阻两个方面寻求灯泡过亮以至灯丝烧断的可能原因. 例2 南京市某中学初三年级课外兴趣小组的同学.按照图6-67甲所示的实物连接图做“测定小灯泡的电阻 实验(小灯泡标有“2.5V 字样).在实验过程中得到了如下表所示的一组U和I的数据: (1)根据实物图.在方框内画出对应的电路图. (2)灯泡正常发光时.电流表的示数如图6-67乙所示.请将读数填入表格中的空格处.此时小灯泡的电阻是 Ω. (3)分析比较表格中的数据可以看出.在灯丝中电流逐渐增大的过程中.灯丝的电阻 (选填“变大 .“变小 或“不变 ).进一步分析表明 . 分析与解答:根据图6-67甲所示的实验电路可知.测定小灯泡的电阻采用的是伏安法.灯泡正常发光时.两端电压等于额定电压.为2.5V.通过的电流等于电流表此时的示数.为0.32A.小灯泡的电阻.通过分析计算.六次实验测得的灯泡电阻依次是2.8Ω.4.5Ω.5.8Ω.6.7Ω.7.8Ω和8.80.由此可以看出.在灯丝中电流逐渐增大的过程中.灯丝的电阻逐渐变大.灯丝的电阻随温度升高而变大. 由以上分析可得本题的答案:(1)实验电路图如图6-68所示.(2)灯泡正常发光时.通过灯泡的电流是0.32A.灯泡的电阻是7.8Ω,(3)灯丝电流逐渐增大的过程中.灯丝的电阻变大.灯丝电阻随温度升高而变大. 点评:本题考查根据实验电路画出电路图的能力和读取电流表示数.分析处理实验数据.归纳总结得出实验结论的能力.题目创设了探究电学规律的实验情景.突出了对用科学的方法和态度获取结论的科学过程的考查.学习过程中要注意这方面能力的培养和提高. 例3 某同学利用如图6-69甲所示的电路测定电阻的阻值.所用滑动变阻器上标有“20Ω 2A 字样.电源电压不变.该同学实验步骤正确.闭合开关S.观察到电流表的示数为0.14A.当他把滑动变阻器的滑片移到中点位置(即滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω)时.电压表.电流表的示数分别为2.5V.0.20A.接着他又移动滑片到某点A.这时电压表.电流表的示数分别如图6-69乙所示. (1)通过分析可知A点在滑动变阻器中点的 侧. (2)请在下表中将该同学尚未记录的数据填写完整.并计算出电阻值.(计算电阻时.精确到0.1Ω) 分析与解答:由实验电路图可知.待测电阻和滑动变阻器串联.由于电路两端的总电压不变.根据欧姆定律可得.电路中的电流和电路的电阻成反比.变阻器滑片在A点时电路中的电流为0.18A.小于在中点时电路中的电流.滑片在A点时连入电路的电阻较大.A点应在中点的右侧. 滑片在中点位置时.变阻器两端电压.电源电压.电阻,电键S闭合时.变阻器连入电路的电阻最大.为20Ω.变阻器两端电压.电压表示数.即电阻两端电压.电阻,变阻器滑片在A点时两端电压.通过的电流为..电阻三次测量值的平均值. 由以上分析得本题的答案是:(1)A点在变阻器中点的右侧,(2)计算出的电阻值和电压值见下表: 点评:本题考查用电压表和电流表测量电阻的实验操作技能和对实验数据的记录.分析.处理能力.解题的关键是要亲历实验过程.熟悉实验操作步骤.并能应用欧姆定律和串联电路的电流.电压特点分析处理实验数据. 例4 现有两个电流表.一个电源.一个已知阻值为的电阻.-个开关和-些导线.要用以上器材测-未知阻值的电阻.要求开关接在干路上. (1)在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图. (2)如果实验中电流表.的读数分别为..请在横线上写对应的电阻的表达式. 方法一: 方法二: 分析与解答:通常用伏安法测电阻需要电压表.电流表和滑动变阻器.由于题中没有提供电压表和滑动变阻器.所以需要用其他方法设计实验电路.两个电阻若串联在电路中.因电流相等.无法进行下面的测量.所以待测的电阻和定值电阻只有采用并联连接.由于两个电阻并联.用两个电流表测量电流可以从两条支路和干路三个位置选择其中两个位置进行测量.因此实验中测量电流可以有三种组合方式. 方法一:实验电路图如图6-70甲所示. 未知电阻的阻值. 方法二:实验电路图如图6-70乙所示. 未知电阻的阻值. 方法三:实验电路图如图6-70丙所示. 未知电阻的阻值. 点评:本题是测定电阻的实验.试题跳出了常规的伏安法测电阻实验的固定模式.突出考查了学生的创新能力和设计实验电路的能力.解题的关键是理解和掌握并联电路的电流规律和电压规律.并能灵活运用这些知识把电阻的测量问题转化为两个电流的测量问题. [同步练习] 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

21、在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,某老师引导学生作了如下的猜想:
猜想1:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想3:导体的电阻可能跟导体的材料有关.
如图所示是他们进行实验探究的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c三条长度均是1m,d的长度0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c的材料相同,但c的横截面积大于a;a、d的材料和横截面积都相同,
(1)在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把M、N跟
ac
的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小.
(2)依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、d两根金属丝电阻的大小,可探究电阻跟
长度
的关系,其结论是:
在导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大

(3)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法.试根据学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题:
研究电流与电压和电阻的关系;
研究压强与压力和受力面积的关系;

(4)一般说来,所有物体都有电阻.探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关.请用一个如图废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题,要求:写出实验方法.

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在探究“导体的电阻跟哪些因索有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体长度、横截面积、
材料
材料
温度
温度
有关.

(2)实验时,同学们用下图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之问,探究情况如下表:
序号 材料 长度(m) 横截面积(mm2 灯泡亮度
a 镍铬合金丝 1 1 较亮
b 镍铬合金丝 1 0.5 较暗
c 镍铬合金丝 2 0.5 最暗
d 铜丝 1 1 最亮
当选用
b、c
b、c
两根金属丝,可探究导体电阻跟导体长度的关系,得到的结论是:
在材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大
在材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大

(3)小明小组还做了如图乙所示的实验,这是为了探究导体电阻与
温度
温度
的关系.
(4)实验中同学们发现:在电源电压一定时,由于所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化不明显.对这种现象你认为可采取什么措施:
在电路中串联接入一个电流表
在电路中串联接入一个电流表

(5)同学们想继续探究导体电阻与导体横截面积之间的定量关系,为此他们将a、b两根金属丝串联接入电路(如图丙所示),则当发现电压表示数U1:U2接近
1:2
1:2
时,可以初步判定:在导体的材料和长度相同的条件下,导体的电阻与其横截面积成反比.

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实验小组进行了“测定额定电压是2.5V的小灯泡功率”的实验:
(1)实验记录与计算如下表:
电压U/V 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.22 0.26 0.30
功率P/W 0.33 0.52  
灯泡发光情况 灯丝暗红 微弱发光 正常发光
根据他们观察的现象和记录的实验数据分析,你可得出什么结论(请说出两点):
①小灯泡的额定功率是
0.75
0.75
W;②
电流随电压的增大而增大
电流随电压的增大而增大

(2)他们还注意到,这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻,并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大,同学们想:导体的电阻不是与电压、电流无关吗?怎么会有这样的结论呢?请你给他们作出合理的解释:
灯丝的电阻随温度的升高而增大
灯丝的电阻随温度的升高而增大

(3)①在如图甲中用笔画线代替导线完成该实验的电路连接;(请正确选择电表量程)
②请在坐标如图乙中作出小灯泡的电压和电流的关系图象.

(4)他们继续用上图所示装置来探究电流跟电压、电阻的关系.首先把2 欧姆的电阻接入原来小灯泡的位置,调节变限器依次测得数据如表一.
由表一可归纳出:在电阻不变的情况下,导体中的电流跟它两端的电压成
比.然后研究电压不变情况下电流与电阻的关系.其操作步骤是分别把1Ω、2Ω、3Ω的电阻接入原小灯泡的位置,立即闭合开关记录读数如表二所示.
由表中的实验数据发现,通过导休的电流跟它的电阻不成反比,其原因可能是遗漏了重要的操作步骤,此步骤是:
移动滑动变阻器保持电阻两端的电压不变
移动滑动变阻器保持电阻两端的电压不变

(5)在(4)物理实验探究中我们采用
控制变量
控制变量
法来探究问题,我们还学过用这种方法的实验有
探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系
探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系

表一
次数 电阻R=2欧
电压(伏) 电流(安)
1 1 0.5
2 1.6 0.8
3 2 1
表二
次数 电压(伏) 电流(安)
1(R=1欧) 0.6 0.6
2(R=2欧) 1 0.5
3(R=3欧) 1.3 0.43

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小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω.

(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路对应连接完整(导线不允许交叉);
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,而电压表有示数,原因可能是
R断路
R断路

(3)排除故障后,进行实验,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流,随电阻R变化的图象;
①请在图象上用一块阴影部分面积表示每次实验时R两端电压数值的大小.
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,电压表的示数将会变
(选填“变大”、“变小”或“不变”),此时应该向
(选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为
2
2
V,然后读出电流表的示数.
(4)实验室提供了三个不同规格的滑动变阻器:A:“30Ω  2A”,B:“50Ω  1A”,C:“100Ω,0.1A”,要完成整个实验,应该选取滑动变阻器
B
B
(填代号),不选另外两个滑动变阻器的原因分别是:①
A型号滑动变阻器阻值变化范围太小
A型号滑动变阻器阻值变化范围太小
,②
因为电路中电流大于0.1A,所以不选C
因为电路中电流大于0.1A,所以不选C

(5)小明将电阻R换成额定电压是3.8V的小灯泡,用上述电路来测量小灯泡的额定功率,他调节滑动变阻器使电压表示数为3.8V后,不小心把玻璃泡打碎了(灯丝未断),他发现电压表的示数变小了,请你对这个现象提出一个猜想:
灯丝温度降低,电阻变小
灯丝温度降低,电阻变小

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(6分)晓彤和小雪学过电学知识后,做探究“导体电阻大小与什么因素关系”的实验。他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下:


(1)他们想探究“电阻大小跟导体长度的关系”时,应选择序号为       的三根电阻丝来探究;所得到的实验结论                                    
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中,三次电流表指针均有偏转,且示数依次减小,同时小华发现第一次实验中灯泡发光,第三次实验中灯泡不亮,原因是:                                        
(3)晓彤和小雪想:能否在原有器材的基础上,再增加适当的测量工具,探究电阻大小跟长度的定量关系呢?请你帮助他们写出实验思路。

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