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探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素。

實(shí)驗(yàn)原理

同種材料、橫截面積相同的超導(dǎo)體，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大；同種材料、長(zhǎng)度相同的導(dǎo)體，橫截面積越小，電阻越大。

實(shí)驗(yàn)器材

電阻定律實(shí)驗(yàn)器、電流傳感器、電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器、紅黑香蕉導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、電池盒（或?qū)W生電源）、數(shù)據(jù)線、計(jì)算機(jī)和樂(lè)百仕數(shù)字化軟件等。

實(shí)驗(yàn)步驟

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖

一、探究同種材料導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系

1、按圖1搭建實(shí)驗(yàn)裝置，選擇鎳鉻絲=0.2mm做為研究對(duì)象。

2、連接電流和電壓傳感器到采集器上，采集器連接到電腦的USB口，打開(kāi)樂(lè)百仕數(shù)字化軟件，在表格區(qū)點(diǎn)右鍵選擇“插入列”，在跳出的對(duì)話框中，列名稱設(shè)為“L”，單位為“m”說(shuō)明為長(zhǎng)度，設(shè)置完畢后點(diǎn)擊確定，在下方表格里依次填入0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。然后再“插入列”，在跳出的對(duì)話框中，名稱設(shè)為“R”，單位為“Ω”，點(diǎn)擊表達(dá)式，在表達(dá)式里輸入“U/I”（變量U/變量I），設(shè)置完畢后點(diǎn)擊確定。

3、將電流和電壓傳感器調(diào)零，選擇1.5V，將紅色鱷魚(yú)夾插在電阻定律左面紅色插孔上，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，點(diǎn)擊手動(dòng)采集，將黑色鱷魚(yú)夾右邊夾在10刻度上，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值（電流不宜過(guò)大），數(shù)據(jù)穩(wěn)定后點(diǎn)擊記點(diǎn)，記錄一組數(shù)據(jù)，依次將右邊鱷魚(yú)夾換到20、30、40、50刻度上，再記錄多組數(shù)據(jù)，停止實(shí)驗(yàn)，如下圖。

圖2 同種導(dǎo)體電阻和長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)圖

4、觀察“R-L”圖像，進(jìn)行線性擬合，分析橫截面積相同時(shí)，金屬絲電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系。

圖3 同種導(dǎo)體電阻和長(zhǎng)度的線性關(guān)系圖

二、探究同種材料、同樣長(zhǎng)度導(dǎo)體電阻大小與橫截面積的關(guān)系

1、按圖20.1搭建實(shí)驗(yàn)裝置，將紅色鱷魚(yú)夾插在鎳鉻絲（d=0.2）0刻度紅色螺絲上，右邊夾在30刻度上，滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)成最大值。

2、打開(kāi)樂(lè)百仕數(shù)字化軟件，將電流和電壓傳感器調(diào)零，打開(kāi)電源，設(shè)置直流電壓為1.5V，點(diǎn)擊手動(dòng)采集，點(diǎn)擊記點(diǎn)，記錄一組數(shù)據(jù)。

圖4 同種導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體橫截面積不同的數(shù)據(jù)圖

3、將電阻實(shí)驗(yàn)器上的鱷魚(yú)夾整體依次換到鎳鉻絲（d=0.4和d=0.6）同樣刻度位置上，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓相同，點(diǎn)擊記點(diǎn)記錄數(shù)據(jù)。

4、觀察實(shí)驗(yàn)記錄，得出同種材料、長(zhǎng)度相同的導(dǎo)體，橫截面積越小，電阻越大。

三、探究相同長(zhǎng)度導(dǎo)體電阻大小與不同材料的關(guān)系

1、按圖1搭建實(shí)驗(yàn)裝置，將紅色鱷魚(yú)夾插在鎳鉻絲（d=0.2）0刻度紅色螺絲上，右邊夾在30刻度上。

2、打開(kāi)樂(lè)百仕數(shù)字化軟件，在圖表區(qū)右鍵點(diǎn)擊插入列，列名稱設(shè)為“不同材質(zhì)金屬”，點(diǎn)擊確定，在表格里下方依次輸入鎳絡(luò)絲、錳銅絲和鐵鉻絲。

3、將電流和電壓傳感器調(diào)零，打開(kāi)電源，點(diǎn)擊手動(dòng)采集，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，點(diǎn)擊記點(diǎn)，記錄一組數(shù)據(jù)。

4、將電阻實(shí)驗(yàn)器上的鱷魚(yú)夾整體依次換到錳銅絲（d=0.6）、鐵鉻絲（d=0.6）同樣位置上，再點(diǎn)擊記點(diǎn)，停止實(shí)驗(yàn)。

圖5相同長(zhǎng)度導(dǎo)體電阻和不同材料導(dǎo)體的數(shù)據(jù)圖

5、觀察記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試分析不同材料的導(dǎo)體電阻有何不同。

注意：1、電壓使用1.5-3V，切勿長(zhǎng)時(shí)間使用電阻絲通電，防止過(guò)熱，實(shí)驗(yàn)完畢后關(guān)閉電源。

      2、電流過(guò)大，要求電路加入滑動(dòng)變阻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，安全第一。