2025年中考物理-实验重难突破(通用版)实验22探究影响电阻大小的因素(重点实验)(原卷版+解析)

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实验：探究影响电阻大小的因素
【实验目的】导体的电阻大小与哪些因素有关
【实验设计】选取不同规格的镍络合金丝和锰铜合金丝，采用控制变量法，研究导体的电阻大小与导体的长度、横截面之间的关系。
【实验器材】电源、导线、规格不同的镍络合金丝、锰铜合金丝、电流表、灯泡、开关等
【进行实验与收集证据】
（1）设计实验电路图。
（2）选用长度和横截面积相同的锰铜合金丝D和镍络合金丝A，分别将它们接入电路，观察电流表的示数；
（3）选用横截面积相同，长度不同的两根镍络合金丝A和B，分别将它们接入电路，观察电流表的示数；
（4）选用长度相同，横截面积不同的两根镍络合金丝A和C，分别将它们接入电路，观察电流表的示数。
（5）把实验结果填写在下面的实验记录表中；
（6）断开开关，整理器材，分析论证得出结论。
【分析论证】
（1）在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
（2）在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
（3）在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。
【实验结论】
（1）导体电阻的大小取决于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。
（2）在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
（3）在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
（4）在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。
（5）另外，电阻还跟温度有关。一般情况，温度越高，电阻越大。
在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大的材料导电性能较弱。
【实验交流】
在探究电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细有关时，利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响；在电源电压不变的情况下，通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小（说明：通过电流表的示数判断更准确）
《探究影响电阻大小的因素》常考问题：
（1）实验方法：控制变量法、转换法。
（2）转换法的应用：
①电阻的大小是通过灯泡的亮暗程度或电流表示数来反映的，灯泡亮，电流大，电阻小；灯泡暗，电流小，电阻大。
②两导体阻值差不多，灯泡亮度变化不明显或准确比较时，电阻的大小最好用电流表示数来反映（电流表对电路中微弱的电流变化都可以显示出来，而灯泡亮暗变化时不易辨别），灯泡仍接在电路中，起保护电路作用。
（3）控制变量法
①探究电阻的大小跟导线的长度是否有关：选用同种材料制成的粗细相同、长度不同的导线进行实验。
②探究电阻的大小跟导线的粗细是否有关：选用同种材料制成的长度相同、横截面积不同的导线进行实验。
③探究电阻的大小跟材料是否有关：选用不同材料制成的长度、横截面积都相同的导线进行实验。
④电阻的大小还与温度有关。
（4）实验步骤的设计：
①A、B之间探究的是：导体长度与电阻的关系。
②A、C之间探究的是：导体截面与电阻的关系。
③A、D之间探究的是：导体电阻与材料的关系。
（5）实验结论的描述：导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积等因素有关。在一定温度下，同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大；同种材料、长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。此外，还与导体的温度有关。因此电阻是导体本身的一种性质。
（6）温度影响：①一般来说，导体的电阻随温度升高而增大，如金属导体，也有少数导体的电阻随温度的升高而减少，如石墨。②大部分热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，也有少部分随着温度的升高而增大。③白炽灯在刚开灯的瞬间容易烧断，原因是刚开灯时灯丝温度较低，电阻较小，电流较大。
（7）实验电路改进：在电路中串联一个灯泡或者滑动变阻器，防止电流过大烧坏电流表。
【典例1】
小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出了如下猜想。
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
(1)实验电路如图所示，实验前最好在导线a、b间连接 （选填“导线”或“电阻”），在M、N之间分别接上不同导体，闭合开关，通过观察 来比较导体电阻大小，这运用了物理学中的 法；
(2)为了验证猜想一，可依次把M、N跟电阻丝 （填材料编号）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小；
(3)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接，闭合开关，发现接电阻丝C时电流表的示数较大，分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是：导体的长度和材料一定时，横截面积越大，其阻值 ；
(4)若将电阻丝C均匀拉伸，使其横截面积变为原来的一半，则此时该电阻的阻值 （选填“等于”或“不等于”）原来的2倍。
【答案】(1)电阻 电流表的示数 转换
(2)A、B
(3)导体横截面积 越小
(4)不等于
【解析】（1）[1]为了保护电路，实验前最好在导线a、b间连接电阻。
[2]在M、N之间分别接上不同的导体，电路通过电流不同，可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，这里用到了转换法。
（2）要验证猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关，应控制导体材料与横截面积相同而长度不同，由表中数据可知，应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
（3）[1][2]分别将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间，导体A、C的材料与长度相同而横截面积不同，可以探究导体的电阻可能与导体的横截面积有关。C横截面积较大，将导体C接入电路时，电流表的示数较大，因此可得出结论：导体的长度和材料一定时，横截面积越大，其阻值越小。
（4）若将电阻丝C均匀拉伸，使其横截面积变为原来的一半，则其长度也变长了，因此此时该电阻的阻值不等于原来的2倍。
【典例2】
在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳猜想电阻的大小可能与导体的材料、长度、横截面积有关，她利用如图1所示的实验盘进行探究：
(1)她设计了如图2所示的两种方案，将电阻丝分别接入M、N之间进行探究，你认为方案 更合理，该方案通过观察 来比较电阻的大小；
(2)通过观察对比，她发现A、B的长度相同粗细不同，A、C、D的粗细相同，C、D的长度相同。选择 两根电阻丝，可以探究电阻的大小与导体的长度的关系（用A、B、C、D表示，下同）；
(3)利用A、B两根电阻丝，结合实验现象，她得出的结论是：其他条件相同时，导体的横截面积越大，导体的电阻越 ；
(4)选择 两根电阻丝，可以探究导体的电阻与导体的材料有关；
(5)为了使结论更有说服力，每次更换电阻丝时，电源电压 （选填“保持不变”或“及时改变”）；
(6)小丽设计了方案3，利用开关、导线和电源，将电压表并联或串联，通过电压表的示数 （选填“能”或“不能”）判断电阻A、B的大小；
(7)下列关于电阻的说法正确的是______（单选）。
A．铜线的电阻一定比铁线的电阻小
B．导体A、B、C、D通电后才有电阻，开关断开后电阻为0
C．滑动变阻器上方的金属杆与下方的电阻丝的材料一定不同
【答案】(1)2 电流表示数的大小
(2)A、C
(3)小
(4)C、D
(5)保持不变
(6)不能
(7)C
【解析】（1）[1][2]选择方案2更合理，因为通过电流反映电路中电阻的大小比通过观察小灯泡的亮度反映电路的大小更可靠。
（2）根据控制变量法的思想，要探究电阻的大小与导体的长度的关系，应控制材料和横截面积都相同，故选择A、C。
（3）A、B两根电阻丝，材料、长度都相同，横截面积A比B大，导体的电阻与横截面积等反比，故导体的横截面积越大导体的电阻越小。
（4）根据控制变量法的思想，要探究导体的电阻与导体材料的关系，要控制导体的长度和横截面积都相同，不同的材料进行实验，故选C、D。
（5）根据控制变量法，实验中是通过电路中的电流来反映电阻的大小，所以要保持电源电压不变进行实验。
（6）小丽设计了方案3，利用开关、导线和电源，将电压表串联电路会使电路处于断路状态，并联在电阻丝两端，电压表均为电源电压，故不能通过电压表的示数来判断电阻丝A、B的大小。
（7）A．铜丝和铁丝的电阻的大小还与长度和横截面积有关，故A错误；
B．导体A、B、C、D的电阻是导体的特性，与通电是否没有关系，故B错误；
C．滑动变阻器的工作原理是通过改变接入部分电阻丝的来改变电阻的，通常单位长度电阻较大，而滑动变阻器上方的金属杆通常电阻非常小，忽然不计，故C正确。故选C。
【训练1】
利用图所示的电路进行探究影响电阻大小的因素的实验，该实验是通过观察 间接地比较电阻丝电阻的大小；选用电阻丝b、d分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的 是否有关。
【答案】电流表示数 横截面积
【解析】[1]实验中电流表与电阻丝串联后连接在电源的两端，电阻丝的电压等于电源电压，电源电压不变，电阻丝的电压不变，根据公式可知，电阻丝阻值越大，电路中电流越小，电流表示数越小，则实验中可通过观察电流表示数间接地比较电阻丝电阻的大小。
[2]电阻丝b、d的材料相同，长度相同，横截面积不同，选用电阻丝b、d分别接入电路中，可以探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关。
【训练2】
在“探究影响电阻大小的因素”实验时，天天选取如表所示的四个导体，分别连接在如图乙所示电路的M、N间进行实验。
(1)实验时，通过观察 能更准确比较导体电阻的大小。在探究“导体电阻大小与长度的关系”时，应选取 两个导体进行探究；
(2)接下来，他分别将A和C两导体接入电路进行实验，发现对应电路中的电流，这表明 相同时，导体的 ，导体的电阻越大；
(3)他把C、D两导体接入电路进行实验，对应电路中的电流，则说明 ；
(4)在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强，某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象。如果能实现在常温下超导，请列举一个常温下超导体的实际应用 。
【答案】(1)电流表示数 AB
(2)导体的长度、材料 横截面积越小
(3)>
(4)远距离输电
【解析】（1）[1]电阻的大小无法直接观察得出，因此实验中运用转换法，通过观察电流表的示数和灯泡的亮度比较导体电阻的大小，灯泡的亮度不易分辨，通过观察电流表的示数能更准确比较导体电阻的大小。
[2]探究“导体电阻大小与长度的关系”时，需要控制导体的材料、横截面积相同，长度不同，因此选择AB两导体。
（2）[1][2]A和C两导体长度和材料相同，横截面积不同，且C导体的横截面积大，若发现电路中的电流，说明C导体的电阻小，则可得结论为：在导体的长度、材料相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。
（3）C、D两导体长度和横截面积相同，材料不同，若对应电路中的电流，则说明C导体的电阻大于D导体的电阻。
（4）超导体可实际应用在远距离输电，超导体的低电阻特性能够降低电力传输中的能量损失。
【训练3】
某兴趣小组在探究影响导体电阻大小的因素时，实验室提供了四根电阻丝，规格、材料如表所示，他们做出了如下猜想：①导体电阻与导体的长度有关；②导体电阻与导体的横截面积有关；③导体电阻与导体的材料有关。为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路。
(1)实验中通过比较 的大小来比较合金丝电阻的大小，滑动变阻器的作用是 。
(2)为了验证猜想①，应该选用编号 两根合金丝进行实验。选用c、d两根合金丝进行实验时，目的是为了验证 。
【答案】(1)电流表的示数 保护电路
(2)b、c 猜想③
【解析】（1）[1]实验中采用了转换法比较电阻大小，即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小，电流表示数越大，说明导体电阻越小。
[2]连接电路时，将滑动变阻器的滑片滑到电阻最大位置，使电路中的电流不至于过大，起保护电路的作用。
（2）[1]猜想①是：导体电阻与导体的长度有关，所以在实验中应控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，故应该选用编号b、c两根合金丝进行实验。
[2]c、d两根合金丝长度和横截面积相同，材料不同，所以是用来验证导体电阻与导体的材料有关，即验证猜想③。
【训练4】
小明做“探究影响导体的电阻大小的因素”时用到如题图的器材与电路。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材料有关。
(1)小钢认为小明做实验时灯光的亮度变化不够明显，请你帮他改进电路 ；
(2)依次把A、B跟a、b的两端连接，闭合开关，根据实验现象，分析比较a、b两根金属电阻丝的电阻大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是猜想 正确；
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到，被称为 法；
(4)小明连接某根电阻较大的电阻丝时长时间没有断开开关，发现电灯暗了（电灯没有老化，电源电压不变），请你用学过的物理知识解释其现象 ；
(5)小明了解到某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化，这种性质可做成专用开关，请你举一例 。
【答案】(1)在电路中串联一个电流表
(2)横截面积 ①
(3)控制变量
(4)灯丝电阻随温度升高而增大
(5)光敏电阻
【解析】（1）小明做实验时灯光的亮度变化不够明显，可以在电路中串联一个电流表，根据电流表示数比较导体电阻大小，电流表示数越大，说明导体电阻越小。
（2）[1][2]依次把A、B跟a、b的两端连接，闭合开关，a、b导体的长度和材料相同，横截面积不同，则可探究电阻跟横截面积的关系，观察到电流表示数不同，说明猜想①正确。
（3）探究影响导体的电阻大小的因素时，因为存在多个因素，要用到控制变量法。
（4）灯丝电阻随温度升高而增大，时间越长，灯丝温度越高，电阻越大，则电路中电流越小，所以电灯暗了。
（5）某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化，这种性质可做成专用开关，如光敏电阻、压敏电阻等。
【训练5】
某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图所示的实验电路，电源电压不变，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将、、、四根电阻丝接入电路，得到如表格所示的数据。
(1)在、间分别接入、电阻丝，探究的是电阻跟导体的 的关系。电阻丝的阻值 （填“大于”“等于”或“小于”）电阻丝的阻值。
(2)要探究电阻与横截面积的关系，可选择 （填编号）进行实验。其结论是其他因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越 。
(3)某同学在、间接入电阻丝后，又在其两端并联一个电压表，这样测出电阻丝的电阻大小，其测量原理是 。
(4)另一位同学不用电压表，在已知滑动变阻器最大阻值为的情况下，利用图中电路测出了电阻丝的电阻大小，操作如下：
①在、之间接入电阻丝，闭合开关，将滑片P滑到最左端，读出电流表示数为；
②将滑片P滑到最右端，读出电流表示数为；
③电阻丝的阻值表达式为= （用、、表示）。
【答案】(1)材料 小于
(2)b、c 小
(3)
(4)
【解析】（1）[1]由表格数据可知，a、b电阻丝的长度、横截面积均相同，材料不同，根据控制变量法，选用a、b电阻丝可研究电阻与导体材料的关系。
[2]实验中通过观察电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。a中的电流较大，说明a的电阻较小，即a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值。
（2）[1]要探究电阻与横截面积的关系，需要控制材料、长度相同，改变横截面积，由表格数据可知b、c两电阻丝符合要求。
[2]由表格数据可知，b的横截面积大，通过的电流大，说明b的电阻小，其结论是：在材料、长度相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越小。
（3）由题意可知，该同学是电流表和电压表来测d电阻丝的电阻，其实验原理是。
（4）①在、之间接入电阻丝，闭合开关，将滑片P滑到最左端，读出电流表示数为，此时滑动变阻器的电阻为零，只有电阻接入电路，则电源电压为
②将滑片P滑到最右端，此时变阻器接入电路的阻值最大，读出电流表示数为，与串联，则电源电压为
根据电源电压不变，则有
整理可得。
【训练6】
在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，分别将图2中甲、乙、丙、丁四根电阻丝接入图1中M、N之间进行探究。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小；
(2)为了探究导体电阻与导体材料的关系，应将 两根电阻丝分别接入M、N之间；
(3)将乙、丁两根电阻丝先后接入M、N之间，发现接入乙电阻丝时电流表的示数比接入丁电阻丝时的小，由此可得结论：在其他条件相同时，导体横截面积越小，电阻越 ；
(4)在我国城乡许多地区进行输电线路的改造，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，减小电能损失。
【答案】(1)电流表示数
(2)甲乙
(3)大
(4)减小
【解析】（1）根据转换法，实验中通过观察电流表示数比较电阻丝电阻的大小。
（2）为了探究导体电阻与导体材料的关系，应将只有材料不同的甲乙两根电阻丝分别接入M、N之间。
（3）乙、丁两根电阻丝只有横截面积不同，乙的横截面积较小，将乙、丁两根电阻丝先后接入M、N之间，发现接入乙电阻丝时电流表的示数比接入丁电阻丝时的小，则乙电阻丝阻值较小。由此可得结论：在其他条件相同时，导体横截面积越小，电阻越大。
（4）在其他条件相同时，导体横截面积越小，电阻越大。将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，横截面积变大，电阻变小，减小了电能损失。
【训练7】
在探究影响导体电阻大小的因素时，小明做出了如下猜想：导体的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关。
(1)按照如图所示连接电路，在电路中分别接上不同的导体，则通过观察 来比较导体电阻的大小；
(2)为了验证上述猜想①，应该闭合 两个开关；
(3)闭合开关S1和S3，观察到灯泡L1和L3发光，且L3比L1亮，初步得到的结论是：其它条件相同的情况下， ，电阻越大；
(4)实验中发现实验现象不明显，小明将灯泡换成了 （选填“电流表”或“电压表”），电表的示数越大，说明电表所在支路的导体电阻越 ；
(5)接下来，小明又做了如下实验：将镍合金丝A接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机先对镍铭合金丝吹一段时间热风，再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同，这说明导体的电阻与 有关。
【答案】(1)灯泡的亮度
(2)S1和S2
(3)横截面积越小
(4)电流表 小
(5)温度
【解析】（1）在探究影响导体电阻大小的因素时，通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小，运用了转换法。
（2）为了验证上述猜想①：导体的电阻可能与导体的长度有关；在一定温度下，应控制导体材料与横截面积相同，而长度不同，由电路图和表中数据可知，应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验，应闭合开关S1和S2。
（3）闭合开关S1和S3，分别将A和C两电阻丝接入电路中，观察到灯泡L1和L3发光，且L3比L1亮，在一定温度下，此时导体的长度、材料都相同，但横截面积不同，故得到的结论是：其它条件相同的情况下，横截面积越小，电阻越大。
（4）[1][2]将灯泡换成电流表，电流表串联在电路中，电源电压一定，电流表的示数越大，说明电流表所在支路的导体电阻越小。
（5）用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风，此时会改变导体的温度，根据电流表示数变化可以得出电阻大小与温度的关系。故小明所做的这一实验基于的假设是导体的电阻与温度有关。
【训练8】
如图所示，是探究“影响电阻大小的因素”实验电路，实验室备有几种电阻丝，规格如下表，实验小组中甲、乙、丙三位同学做出如下猜想：
甲：导体电阻与导体长度有关；
乙：导体电阻与导体材料有关；
丙：导体电阻与导体横截面积有关。
(1)实验中通过比较 ，来间接比较电阻丝电阻的大小；这种实验方法叫 （选填“转换法”或“控制变量法”）；
(2)若要验证乙同学猜想，应该选用 两根电阻丝对比实验（填材料编号）；
(3)选用a、b电阻丝对比实验，是验证 （选填“甲”“乙”或“丙”）同学猜想；
(4)通过多组实验发现：同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越 ；同种材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越 。
【答案】(1)电流表示数的大小 转换法
(2)cd
(3)丙
(4)大 小
【解析】（1）[1][2]电阻是导体对电流的阻碍作用，电阻越大，阻碍作用越大，通过的带你留越小，故可以通过观察电流表的示数可以判断电阻的大小，应用的实验方法叫转换法。
（2）探究电阻大小跟导体的材料是否有关，根据控制变量法要求，应选择横截面积和长度相同的电阻丝，而材料不同的导体，所以应选用cd两根电阻丝分别接入电路中。
（3）选择编号为ab的两根电阻丝进行实验，a和b的材料和长度相同，横截面积不同，根据控制变量法知，探究的是导体电阻大小与导体横截面积的关系，即猜想丙。
（4）[1][2]通过多组实验发现：同种材料、横截面积相同的导体，长度越大，电流越小，说明导体的电阻越大；同种材料、长度相同的导体，横截面积越大，电流越大，说明导体的导电性越好，电阻越小。
【训练9】
小明利用自制器具探究“盐水柱的电阻大小与哪些因素有关”，他将玻璃管（管中的金属活塞可以左右移动）等器材组装成图的电路进行实验。小明提出了以下猜想：
A．可能与盐水柱的横截面积有关；
B．可能与盐水柱的长度有关；
(1)小明向玻璃管内注入适量盐水，闭合开关后灯泡发光，实验中他可根据 判断盐水柱的电阻大小；
(2)在探究猜想A时，小明断开开关，用针筒从注水口向外抽取部分盐水，保持 不变，闭合开关后，发现小灯泡变暗。可得出：盐水柱的长度一定时，盐水柱的横截面积越小，盐水柱的电阻越 ；
(3)实验中，小明仅将活塞向左移动， （选填“能”或“不能”）探究猜想B。
【答案】(1)灯泡亮度
(2)盐水柱的长度 大
(3)不能
【解析】（1）盐水浓度不同，灯泡的亮度不同，可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小，运用了转换法。
（2）[1][2]探究猜想A时，断开开关，用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水，保持活塞位置不变，此时液体的长度不变，横截面积变小，闭合开关后观察到小灯泡变暗了，说明在盐水的浓度和液柱长度一定时，盐水柱的横截面积越小，盐水电阻越大。
（3）探究猜想B时，仅将活塞向左移动，改变了盐水柱的长度，但没有保持横截面积不变，所以不能验证猜想B。
【训练10】
小明同学在“探究影响导体电阻大小的因素”时，他猜想可能与以下因素有关：
猜想一：导体的长度；
猜想二：导体的横截面积
猜想三：导体的材料。
(1)为了进行验证，小明设计了题图电路：在M、N之间分别接上不同的导体，应通过观察 （选填“电流表示数”或“灯的亮度”）可以更加准确地比较导体电阻的大小；
(2)还提供了A、B、C、D四根导体，对应的材料、长度、横截面积如图所示。为了验证猜想二，应该选用序号为 的两根电阻丝进行实验；如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想 （填序号）；
(3)小明又做探究：将镍铬合金丝A接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机对镍铬合金丝吹热风，发现电流表示数逐渐变小，这说明 。
【答案】(1)电流表示数
(2)A和C 三
(3)导体的电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）灯泡的亮度变化有时不明显，实验中，在两个金属夹子之间接上不同的导体，闭合开关，通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，这里采用了转换法。
（2）[1]为了验证猜想二，即电阻与导体的横截面积的关系，要控制导体的长度和材料均相同，而导体的横截面积不同，由题中信息可知应选择编号A、C的两根金属丝分别接入电路进行实验。
[2]如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验，此时导体的长度和横截面积均相同，导体的材料不同，所以是为了探究电阻与材料关系，即验证猜想三。
（3）用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，此时会改变导体的温度，发现电流表示数变小了，说明导体的电阻较大，说明导体的电阻与温度有关。
【训练11】
实验桌上有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个，已调零的电流表、电压表各一块，导线若干。另外还有六根粗细均匀、长度相同、横截面为圆形的镍铬合金丝，直径D分别为0.20mm，0.30mm，0.40mm，0.50mm，0.60mm，0.70mm。小明利用上述实验器材设计实验证明“导体电阻大小与导体横截面积的关系”。
(1)画出实验电路图。
(2)请帮他将主要实验步骤补充完整。
①按电路图把一根镍铬合金丝当作电阻R接入电路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置，在表格中记录电压表、电流表的示数U、I和镍铬合金丝直径D。
②断开开关S， ，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置，在表格中记录电压表、电流表的示数U、I和镍铬合金丝直径D。
③仿照步骤②再做四次实验，并将相关数据记录在表格中。
④利用S=计算6根不同镍铬合金丝的横截面积S，利用 计算6根不同镍铬合金丝的电阻值R并记录。
(3)画出实验数据表格 。
【答案】(1)
(2)更换另一根镍铬合金丝接入电路，闭合开关S
(3)
见解析
【解析】（1）证明“导体电阻大小与导体横截面积的关系”时，应将电源、导体、电流表串联在电路中，电压表并联在导体两端，为了保护电路，还应该在电路中串联一个电阻，如图所示：
（2）[1]实验时，应该保持导体的长度、材料不变，改变横截面积进行多次实验，所以断开开关S，更换另一根镍铬合金丝接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置，在表格中记录电压表、电流表的示数U、I和镍铬合金丝直径D。
[2]根据欧姆定律计算电阻，即计算得出电阻值。
（3）[3]实验时，要记录电压表示数、电流表示数、镍铬合金丝直径D等数据，如表所示：
1．（2022·黑龙江绥化）“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如下表所示。
（1）实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小；
（2）实验中采用的研究方法是 和转换法；
（3）分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关；
（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的 有关；
（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中；
A．电压表 B．电流表 C．滑动变阻器
（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用 代替小灯泡完成实验。
【答案】小灯泡亮度 控制变量法 A、B 横截面积 C 电流表
【解析】（1）[1]在实验中，电阻的大小是通过观察灯泡的亮度来体现的，灯泡的亮度越暗，说明电阻越大。
（2）[2]导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，因此要研究电阻大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法；通过观察灯泡的亮度来体现电阻的大小，这是用到转换法，故本实验中采用的研究方法有控制变量法和转换法。
（3）[3]电阻大小若不考虑温度的前提下，要研究导体的电阻大小与导体的材料有关，就要使导体的长度和横截面积保持不变，故选用编号A、B。
（4）[4]编号B、C两根电阻丝，材料、长度都相同，横截面积不同，将电阻丝分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，故可以得出结论：导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
（5）[5]编号C、D两根电阻丝，材料、横截面积都相同，长度不同，把他们分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，且接编号D的电阻丝比接编号C的电阻丝，灯泡发光情况要暗，相当于改变电阻丝接入电路中的长度来改变接入电路中电阻的大小，与滑动变阻器的工作原理相同，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（6）[6]更换电阻丝后，小灯泡的亮度不明显，说明电阻丝的电阻太大，流过小灯泡的电流太小，为了完成实验可以用电流表代替小灯泡。通过观察电流表示数的大小，来判断接入电路中电阻丝阻值的大小。
2．（2024·山东济南）学习了“伏安法”测电阻后，某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了图甲所示的器材，并连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象，并标记为等长的五段，a、f为铅笔芯的两个端点，中间四点分别标记为b、c、d、e、
(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大。需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 （选填“A”“B”或“C”）接线柱连接；
(2)将电路连接完整后，把线夹夹在f点，闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障，将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电压表和电流表仍无示数；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障，则故障是
(3)该小组排除故障后继续实验，闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数，然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示，该读数为 A。调节滑动变阻器，多次测量并计算出电阻的平均值；
(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点，重复步骤（3），得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据，如表所示：
①请在坐标纸上描点，并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像；
②通过分析图像可得实验结论：在材料和横截面积一定的条件下， ；
(5)在实验评估环节，有的同学认为，只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性，为了使证据更充分，接下来还应该 。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路
(3)0.26
(4) 铅笔芯的电阻与长度成正比
(5)选不同规格的铅笔芯和不同材料的导线进行试验，多次测量得到普遍规律
【解析】（1）滑动变阻器按一上一下接入电路，若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大，则滑动变阻器的电阻减小，因此滑动变阻器的B接线柱与电源正极相连，如图所示：
（2）闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数，说明电路可能存在断路，用一根导线检测电路故障，将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电路被短路，电压表和电流表无示数；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数，说明故障在滑动变阻器处，若电路中只有一处元件故障，则故障是滑动变阻器断路。
（3）电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表接入小量程，分度值0.02A，该读数为0.26A。
（4）①[1]在坐标纸上依次描点各点，用平滑的线把各点连接起来，得到铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像，如图
②[2]图像为一条过原点的直线，导线的长度增大为原来的几倍，电阻也增大为原来的几倍，通过分析图像可得实验结论：在材料和横截面积一定的条件下，铅笔芯的电阻与长度成正比。
（5）只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性，为了使证据更充分，接下来还应该选不同规格的铅笔芯和不同材料的导线进行试验，多次测量得到普遍规律。
3．（2022·广西贺州）在“探究影响导体电阻大小的因素”中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关
A、导体的材料 B、导体的长度 C．导体的横截面积
为了验证上述猜想，他用如图甲所示的器材进行实验，编号①②③是镍铭合金导体，④是锰铜导体。
（1）实验前开关应处于 状态。
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想 （选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）。
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的 有关。
（4）用②导体接在M、N两点间后，用电压表测出其两端电压如图乙所示，读数为 V，此时电路中电流表的示数为0.2A，则②导体的电阻为 Ω。
【答案】断开 B 材料 2.2 11
【解析】（1）[1]为避免误操作引起短路现象，保护电路各个原件，连接电路时要求开关断开。
（2）[2]①②两根导体的材料和模截面积相同，长度不同，根据控制变量法的要求，选择编号①②分别接入电路进行实验，可验证猜想导体的电阻与导体长度的关系，即验证猜想B。
（3）[3]①④两根导体的长度和横截面积相同，材料不同，分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，说明电路中的电阻不同，由此可知：在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。
（4）[4]如图乙，电压表使用的是的量程，分度值为0.1V，示数是2.2V。
[5]电路中电流表的示数为0.2A，则②导体的电阻为
4．（2022·江苏苏州）小华用电源（3V）、电流表（0~0.6A 0~3A）、刻度尺、鳄鱼夹等器材，探究粗细均匀电阻丝的电阻与长度的关系，实验电路如图甲所示，测得数据如下表：
（1）根据实验数据，可求得1cm该电阻丝的电阻为 Ω；
（2）小明在小华实验的基础上，利用该电阻丝测量未知电阻RX的阻值（约10Ω）
①按图甲连好电路，闭合开关，在电阻丝上移动鳄鱼夹M，使电流表的示数为0.50A；
②保持M位置不变，把RX接入电路，如图乙所示。闭合开关，此时电流表的示数为0.20A。请在虚线框内画出图乙的电路图 ，并求出此时RX的电阻为 Ω；
③小明实验时电源的实际电压比3V略低，则他测算出的电阻值 （偏大/偏小/不变）；
④为了消除因电源电压降低对电阻测量结果的影响，小明用原实验电路，改变测量方法就可以消除影响。其做法是：
i、连接图甲电路，闭合开关，移动M使电流表的示数为0.20A，记下M的位置A；
ii、把Rx接入电路，闭合开关，移动M使电流表示数为 A，记下M的位置B；
iii、用刻度尺量出AB间距离为Lcm，则RX= 。
【答案】0.5 9 偏大 0.20 0.5L
【解析】（1）[1]电源电压为3V，当长度为30cm时，电流的大小为0.2A，则接入的电阻为
1cm该电阻丝的电阻为
（2）②[2][3]根据实物图，依次画电源、开关、电流表、待测电阻、滑动变阻器，并用导线依次连接，故如图所示：
当闭合开关，在电阻丝上移动鳄鱼夹M，使电流表的示数为0.50A，此时滑动变阻器的阻值为
保持M位置不变，把RX接入电路，此待测电阻与滑动变阻器串联，电流表的示数为0.2A，则总电阻为
待测电阻的阻值为
③[4]这待测电阻两端的电压为U0，电源电压为U，则滑动变阻器两端的电压为
待测电阻与滑动变阻器的电阻之比为
则待测电阻为
电源电压变小，故待测电阻偏大。
④[5][6]用等效替代的方法测量电阻，连接图甲电路，闭合开关，移动M使电流表的示数为0.20A，记下M的位置A；把Rx接入电路，闭合开关，移动M使电流表示数为0.2A，记下M的位置B，电源电压一定，电流相同，故两次实验的总电阻相同，用刻度尺量出AB间距离为Lcm，则待测电阻的阻值即为AB间的电阻，每1cm，电阻为0.5Ω，故待测电阻的阻值为0.5L。
5．（2022·四川乐山）某小组同学在学习了欧姆定律后，对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良，结合实验室所提供的几种规格的导体（如表1），设计了如图1所示的电路图。
表1
（1）图1中，将三个电阻串联是为了保证 三（选填“电压”或“电流”）相等；
（2）在探究“导体电阻与横截面积的关系”时，R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数，电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数如图2所示为 V。由欧姆定律分析得出，电压表示数越大，导体电阻越 （选填“大”或“小”）多次调节滑动变阻器重复读数，可得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越 （选填“大”或“小”）；
（3）在探究“导体电阻与长度的关系”时，选用B、 和 （填导体代号），重复上述操作，可得出结论：材料和横截面积相同时，长度越长，导体电阻越大；
（4）本实验主要运用的物理方法是 （选填“控制变量法”或“模型法”）。
【答案】电流 0.5 大 小 D E 控制变量法
【解析】（1）[1]将三个电阻串联是为了保证电流相等，因为串联时，电流处处相等。
（2）[2][3][4]如图2所示为电压表，选择小量程，分度值为0.1V，故读数为0.5V；由欧姆定律分析得出，电阻之比为
电阻之比即为电压之比，电压表示数越大，导体电阻越大；电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数为0.5V可知，导体的电阻越变越小，而从A、B、C三段导体横截面积越变越大，故可以得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越小。
（3）[5][6]在探究“导体电阻与长度的关系”时，应该控制材料和横截面积相同时，长度不同，故选择B、D、E三段导体进行实验。
（4）[7]探究“影响导体电阻大小的因素”，有材料、长度、粗细都影响电阻的大小，有多个变量影响实验结果，故需要采用控制变量法。
导体编号
材料
横截面积/mm2
长度/m
电流表示数/mA
A
镍络合金
0.5
0.5
B
镍络合金
1.0
0.5
C
镍络合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
编号
材料
横截面积
长度
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
导体编号
长度/m
横截面积/
材料
A
0.6
0.4
镍铬合金
B
1.0
0.4
镍铬合金
C
0.6
0.6
镍铬合金
D
0.6
0.6
锰铜合金
编号
材料
长度/m
横截面积/mm²
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
导体编号
长度/
横截面积/
材料
电流大小/
a
0.5
0.4
锰铜
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
材料编号
材料
长度/m
横截面积/
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
实验序号
1
2
3
4
5
6
D/m
S/m2
U/V
I/A
R/Ω
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
序号
长度L/cm
电流I/A
1
30.0
0.20
2
20.0
0.30
3
10.0
0.60
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁