说明:①l1、l2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线(镍铬丝);②l2、l3为长度相同、材料相同但横截面积不同的合金导线(镍铬丝);③l3、l4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线(l3为镍铬丝,l4为康铜丝)。
【实验结论】从实验知道,电流与导线的长度成反比,表明导线的电阻与导线的长度成正比;电流与导线的横截面积成正比,表明导线的电阻与导线的横截面积成反比,电流与导线的材料有关,表明导线的电阻与材料的性质有关。
(3)测量方法
①横截面积:如图所示,将导体密绕,然后用刻度尺测出它的宽度,除以圈数,便是导体的直径,则可以算出导体的横截面积S。
测量导体的直径可直接利用更精密的长度测量仪器--游标卡尺或螺旋测微器。
②导体长度:将导体拉直,用毫米刻度尺测量其接入电路的有效长度。
③导体电阻:用伏安法测导体电阻,,改变滑动变阻器滑片的位置,能获得多组数据,以所测电阻的平均值作为测量值R。
【例1】在做"决定电阻大小的因素"实验时,每次需挑选下表中两根合适的导线,测出通过它们的电流大小,然后进行比较,最后得出结论。
导线号码 A B C D E F G 长度/m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积/mm2 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料 锰铜 钨 镍铬 锰铜 钨 锰铜 镍铬 (1)为了研究电阻与导体材料有关,应选用的两根导线是(填号码)______;
(2)为了研究电阻与导体的长度有关,应选用的两根导线是______;
(3)为了研究电阻与横截面积的关系,应选用的两根导线是______;
(4)本实验所采用的方法是__________。
解析:(1)研究电阻与导体材料的关系,应该选长度和横截面积都相同的两根导线,即选C、F;(2)研究电阻与导体长度的关系,应该选材料和横截面积都相同的两根导线,即选C、G;(3)研究电阻与导体横截面积的关系,应该选长度和材料都相同的两根导线,即选A、D。
答案:(1)CF (2)CG (3)AD (4)控制变量法
2.电阻定律
(1)内容:同种材料的导体其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关。这就是电阻定律。
(2)公式:R=ρl/S。
①电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定,只与导体的材料、导体的长度和导体的横截面积和温度有关,与其他因素无关。
②表达式中的l是沿电流方向导体的长度,横截面积是垂直电流方向的横截面。如图所示,一块长方形铜块,若通以电流I1,则长度为a,横截面积为bc;若通以电流I2,则长度为b,横截面积为ac。