《2025年同步练习册分层检测卷九年级物理全一册人教版》

24.家里装修时，小明发现电工师傅在墙壁里埋线时，挑选非常粗的铜导线，且导线与导线之间连接时往往打一个漂亮的结。于是他设计了以下实验，请帮助他完成。
(1)探究导体的电阻大小与哪些因素有关。
①从实验室中找到四段电阻线A、B、C、D，将它们安装到实验板上，并连接好实验电路如图甲所示，用夹子a、b夹住电阻线的两端将电阻线接入电路。

②电路既安装了电流表又安装了灯泡，除了可以通过灯泡亮度判断导体电阻的大小，灯泡还有的作用。
③为了探究导体电阻与材料的关系，应先将电阻线D接入电路，再将电阻线接入电路，发现电阻线D接入电路时电流表示数大。
④将电阻线B、C分别接入电路，电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数，说明：在相同时，，电阻越大。
⑤在其他条件相同时，电工师傅用非常粗的铜导线是因为它的电阻。
(2)小明准备比较一下几种打结法的电阻，用等长的镍铬导线制作出三种打结导线(如图乙所示)，将它们和标有0.2 A字样的小灯泡接入如图丙所示电路并闭合所有开关，灯泡正常发光。

①只断开开关S₁，读出电流表的示数为0.26 A。
②只断开开关S₂，读出电流表的示数为0.28 A。
③只断开开关S₃，读出电流表示数为1.1 A。小明发现灯泡亮度却比正常发光时暗，说明他，正确的电流值应为A。
④通过比较可以知道：打结法的电阻最小。

答案： $(1)$探究导体的电阻大小与哪些因素有关
- ② 灯泡在电路中除了可以通过亮度判断导体电阻大小外，还有保护电路的作用。因为如果电路中电阻过小，电流会过大，灯泡可以限制电流，防止电路元件损坏。
③ 探究导体电阻与材料的关系时，要控制导体的长度和横截面积相同。电阻线$D$是康铜$0.5mm^{2}$，所以应再将电阻线$A$（镍铬$0.5mm^{2}$）接入电路。
④ $B$、$C$材料和长度相同，横截面积不同。$C$接入电路时电流表示数大于$B$接入电路时电流表示数，根据$I = \frac{U}{R}$（$U$一定），电流越大，电阻越小。所以说明：在材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
⑤ 根据$R=\rho\frac{l}{S}$（$\rho$为电阻率，$l$为长度，$S$为横截面积），在其他条件相同时，横截面积$S$越大，电阻$R$越小。所以电工师傅用非常粗的铜导线是因为它的电阻小。
$(2)$比较几种打结法的电阻
③ 灯泡标有$0.2A$字样，正常发光时电流为$0.2A$。只断开开关$S_{3}$，读出电流表示数为$1.1A$，灯泡亮度却比正常发光时暗，说明他读错了电流表量程（电流表有$0\sim0.6A$和$0\sim3A$两个量程，指针位置相同时，大量程示数是小量程示数的$5$倍）。正确的电流值应为$1.1A÷5 = 0.22A$。
④ 闭合所有开关，灯泡正常发光，电流$I = 0.2A$。只断开开关$S_{1}$，电流$I_{1}=0.26A$，则打结法$1$的电流$I_{结1}=0.26A - 0.2A= 0.06A$；只断开开关$S_{2}$，电流$I_{2}=0.28A$，则打结法$2$的电流$I_{结2}=0.28A - 0.2A = 0.08A$；只断开开关$S_{3}$（正确电流$0.22A$），则打结法$3$的电流$I_{结3}=0.22A - 0.2A=0.02A$。根据$R = \frac{U}{I}$（$U$一定），电流越大，电阻越小。因为$I_{结3}＞I_{结1}＞I_{结2}$，所以打结法$3$的电阻最小。
综上，答案依次为：$(1)$② 保护电路；③ $A$；④ 材料、长度；横截面积越小；⑤ 小；$(2)$③ 读错了电流表量程；$0.22$；④ $3$。