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  4. 影响电阻大小的因素电路的连接

小李同学在做“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验中,设计的电路图如图1所示,需按要求完成下列任务。(1)图2所示的实物电路中,有一根导线尚未连接,请按图所示的连接情况用

一、题文

小李同学在做“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验中,设计的电路图如图1所示,需按要求完成下列任务。
(1)图2所示的实物电路中,有一根导线尚未连接,请按图所示的连接情况用笔画线代替导线在图2中正确连接。 
(2)为了探究电阻的大小是否与材料有关,必须选用长度和               都相同、          不同的导线分别接入电路中MN两点间,进行实验。
(3)为了探究电阻的大小是否与长度有关,小李同学选用符合要求的导线进行实验,并将第一次实验测得的数据记录在下表内;接着选择较短的导线接入电路中MN两点间,闭合电键做第二次时,发现电流表的指针所指位置如图3所示的现象,这表明                    ;若要继续正确探究这一关系,这时需要小李同学做出的调整是                                    
探究电阻大小与长度的关系

考点提示:影响电阻大小的因素,电路的连接

二、答案

(1)
(2)横截面积;材料;
(3)电路中的电流超出电流表0.6安的量程。打开开关,更换电压较低的电源(或将电流表的测量范围换成0~3安),继续实验。

三、考点梳理

知名教师分析,《小李同学在做“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验中,设计的电路图如图1所示,需按要求完成下列任务。(1)图2所示的实物电路中,有一根导线尚未连接,请按图所示的连接情况用》这道题主要考你对 影响电阻大小的因素电路的连接 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:影响电阻大小的因素,电路的连接

考点名称:影响电阻大小的因素
  • 影响电阻大小的因素:
    1.电阻是导体的属性,它的大小只与材料、长度和横截面积有关;与导体两端的电压和通过导体的电流无关。在材料相同时,长度越长,横截面积越小,电阻越大。

    2.导体的电阻还与温度有关。一般来说,导体的电阻随温度的升高而增大,如金属导体;也有少数导体的电阻随温度的升高而减小,如石墨类导体。

  • 易错点:
    ①电阻是导体本身固有的一种属性,不同导体的导电能力是不同的。
    ②绝缘体之所以能起到绝缘的作用,就是由于其电阻很大的缘故。

    典型例题:
    例题一:有一段导体电阻为8欧姆。
    (1)如果把它截去一半,则阻值为多少?
    (2)如果把它对折重叠,则阻值为多少? 分析与提示:导体电阻与长度和横截面积有关。
    解题过程:(1)导体长度为原来一半,所以电阻为原来一半为4欧。(2)对折重叠后,长度为原来一半,横截面积为原来的两倍,所以电阻为原来的四分之一为2欧。

    易错情况分析:第(1)问一般没有问题,第二问容易错答为4欧或8欧,答4欧的原因是忘了重叠后横截面积发生的变化影响了电阻的大小,答8欧的原因是以为横截面积变大使得电阻变大,其实电阻与横截面积成的是反比,横截面积变为原来2倍使得电阻应在减小为二分之一,只有2欧。

    选题角度:第一是检查学生是否知道哪些因素会影响电阻大小,第二是运用知识“导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比”。

    例题二:如图所示,开关闭合后,用酒精灯对串联在电 路中的电阻丝进行加热,这电流表的示数将____ (变大、变小、不变),小灯泡的亮度将____ (变亮、变暗、不变)。
    分析与提示:导体电阻受温度的影响。

    解题过程:用酒精灯对串联在电路中的电阻丝进行加热后, 电阻温度升高,电阻将变大,所以使得电路中的电流减小,所以电流表的示数将变小,小灯泡的亮度将变暗。

    易错情况分析:有些学生可能会认为电阻温度升高,电阻将变小,所以答为电流表的示数将变大,小灯泡的亮度将变亮。

    选题角度:温度对电阻的影响在初中的基础学习中不常提起,但在实际科技中,这一点不可忽视,所以目的在使学生记得导体电阻除了受自身因素(材料、长度、横截面积)影响之外,其实还应强调当时的温度情况。
  • 用控制变量法研究电阻大小的影响因素:
         使用控制变量法的一般步骤是:
    (1)明确研究的问题中有多少个物理量,搞清研究对象是哪个物理量。
    (2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时,要使其他物理量保持不变。
    (3)把这些单一关系综合起来。
    例如:在“研究电阻的大小与什么因素有关”时,就用到了控制变量法。因为影响电阻大小的因素有四个,即材料、长度、横截面积和温度。如要研究材料对电阻的影响,则需控制其他三个因素不变。

    例: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时所用的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c的长度均是lm, d的长度是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的横截面积;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____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电阻丝的电阻大小。
    (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两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟____的关系,其结论是: __________.
    (3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为控制变量法。试根据学过的物理知识再列出两例可用这种方法研究的问题:___、____。
    (4)一般来说,所有物体都有电阻。在探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这个问题,要求:①说出方法,②画出电路图。

    解析:本实验探究过程中采用控制变量法,通过研究电阻与材料、长度、横截面积和温度的关系,得出电阻的大小与这些影响因素之间的关系。

    答案:(1)a、c
    (2)长度在导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大(或导体的电阻跟长度成正比等)
    (3)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)①方法:用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成如图所示的电路,再用酒精灯给灯芯加热,同时观察电流表示数的变化,并进行分析,得出结论;
    ②电路图:如图所示。
考点名称:电路的连接
  • 电路连接的类型:
    ①按电路图连接实物图;
    ②根据要求设计电路一般步骤是:从电源的一极开始,顺着或逆着电流方向连接实物元件,最后连在电源的另一极。,连接实物图时要注意导线不能交叉,导线的端点要接在各元件的接线柱上。
  •  四种连接类型的作图说明:
    (一)看实物画电路图,关键是在看图,图看不明白,就无法作好图,中考有个内部规定,混联作图是不要求的,那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路,一种串联,另一种是并联,串联电路非常容易识别,先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置,然后作图。顺序是:先画电池组,按元件排列顺序规范作图,横平竖直,转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压,在检查电路无误的情况下,将电压表并在被测电路两端。对并联电路,判断方法如下,从电源正极出发,沿电流方向找到分叉点,并标出中文“分”字,(遇到电压表不理它,当断开没有处理)用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进,直至两支笔尖汇合,这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路,每条支路中有几个元件,分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路,分点到电源负极之间也是干路,看一看干路中分别有哪些元件,在都明确的基础上开始作电路图,具体步骤如下:先画电池组,分别画出两段干路,干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范,作图要求横平竖直,铅笔作图检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。

    (二)看电路图连元件作图方法:先看图识电路:混联不让考,只有串,并联两种,串联容易识别重点是并联。若是并联电路,在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。(首先弄清楚干路中有无开并和电流表)连实物图,先连好电池组,找出电源正极,从正极出发,连干路元件,找到分点后,分支路连线,千万不能乱画,顺序作图。直到合点,然后再画另一条支路[注意导线不得交叉,导线必须画到接线柱上(开关,电流表,电压表等)接电流表,电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器,必须一上,一下作图,检查电路无误后,最后将电压表接在被测电路两端。

    (三)设计电路方法如下:首先读题、审题、明电路,(混联不要求)一般只有两种电路,串联和并联,串联比较容易,关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路,支路中的电流表和开关只管本支路的用电器,明确后分支路作图,最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路,电路作图必须用铅笔,横平竖直,转弯处不得画元件,作图应规范。

    (四)识别错误电路一般错误发生有下列几种情况:
    1、是否产生电源短路,也就是电流不经过用电器直接回到电源负极;
    2、是否产生局部短接,被局部短路的用电器不能工作;
    3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了,或者量程选的不合适(过大或过小了);
    4、滑动变阻器错接了(全上或全下了)。

    并联电路中电流表的连接问题:
        如图,要保证L1和L2并联,只要线头M接在从灯 L2的左接线柱到电流负极的任一接线柱上都可以。但当M接在灯泡L1的左接线柱上或电流表的右接线柱上时,电流表被留在干路中;当M接在电源负极或电流表的左接线柱上时,电流表被留在了L2的支路上。所以两种接法电流表所处的位置不同,所测的电流也不同。

    例如:图甲是小亮同学测量并联电路中的总电流时连接的电路。
    (1)请你在a、b导线中撤掉一根多余的导线,使电路符合实验要求。你选择撤掉的是_____导线。
    (2)撤掉多余的导线后,闭合开关,电流表的读数如图乙所示,其读数为_____A。

    解析从图示可以看出导线6是多余的,去掉b 后,两灯泡并联,电流表测干路的电流,从电流表的量程和指针偏转可以看出,此时的示数为0.34A。

    答案(1)b(2)0.34

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