Question

圖甲學(xué)生設(shè)計的“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系”的實驗電路：

幾種合金絲，其規(guī)格如下表所示：

編號	材料	長度（m）	橫截面積（m2）
A	鎳鉻合金	0.8	0.8
B	鎳鉻合金	0.5	0.5
C	鎳鉻合金	0.3	0.5
D	鎳鉻合金	0.3	1.0
E	康銅絲	0.3	0.5
F	康銅絲	0.8	0.8

（1）電路圖中四種金屬絲a、b、c、d應(yīng)分別選上表中的______（用編號表示）．
（2）實驗時，將圖甲中P端分別和1、2、3、4相接，通過比較______的示數(shù)，可探究出導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系．
（3）在交流與合作時，有位學(xué)生提出用圖甲所示的電路，不僅能出導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系，還能探究能探究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，同學(xué)們在討論時認(rèn)為這種方法不可行，理由是______．
（4）在交流時，又有學(xué)生提出用圖乙所示的電路，能探究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，同學(xué)們在討論時認(rèn)為這種方法是可行的，理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）要研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料三者之間的關(guān)系，而要求選取四根導(dǎo)線，根據(jù)控制變量法的思路，可以確定選取的導(dǎo)線．
（2）電阻是導(dǎo)體對電流的阻礙作用，電阻大小不能直接觀察，但電阻變化引起電路電流的變化可以通過電流表指針的位置變化顯示．
（3）要利用圖甲裝置來探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，首先要保證導(dǎo)體兩端的電壓不變，因此確定選擇開關(guān)的位置改變時，這四根導(dǎo)線兩端的電壓是否相等是確定這種方案是否可行的依據(jù)．
（4）在圖乙中，實際上是利用在串聯(lián)電路中（I相同）導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，通過電壓表示數(shù)的大小來反映電阻大小的．
解答：解：
（1）要探究導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積三者的關(guān)系，就要求選取的四根導(dǎo)線中：有兩根材料、橫截面積相同、長度不同，用以探究電阻大小與長度的關(guān)系（BC滿足條件）；有兩根材料、長度相同，橫截面積不同，用以探究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系（CD滿足條件）；還要有兩根長度、橫截面積相同，材料不同，用以探究導(dǎo)體的電阻和材料的關(guān)系（CE滿足條件）．
故答案為：BCDE．
（2）實驗時，將圖甲中P端分別和1、2、3、4相接，通過比較電流表的示數(shù)，可探究出導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系．
故答案為：電流表．
（3）當(dāng)通過導(dǎo)體的電流相同時，根據(jù)歐姆定律可知，導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體中的電流成正比，可以利用電壓表的示數(shù)來反映導(dǎo)體電阻的大小．
根據(jù)歐姆定律可得：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．因此要用電流表來反映電阻的大小，首先要保證導(dǎo)體兩端的電壓相等．
而在圖甲所示的電路中，當(dāng)選擇開關(guān)在不同位置時，不同的電阻絲接入電路．
不同電阻絲的阻值不同，導(dǎo)致了電路的總電阻不同，從而電路中的電流也不相同，滑動變阻器兩端的電壓也隨之變化；
而電源電壓不變，所以根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的特點可知：電阻絲兩端的電壓等于電源電壓減去滑動變阻器兩端的電壓，由于滑動變阻器兩端的電壓的變化，可以確定電阻絲兩端的電壓發(fā)生變化，因此該裝置沒有滿足電壓不變這一前提條件，所以這個電路不可行．
故答案為：不能控制導(dǎo)體兩端的電壓相同．
（4）圖乙的方法因為組成了串聯(lián)電路，所以保證了通過每段導(dǎo)線的電流都相同，從而可以研究電阻與影響因素的定量關(guān)系．
故答案為：能控制通過導(dǎo)體的電流相同．
點評：電阻的大小有三個因素決定，因此探究電阻與決定因素的關(guān)系時，要用到控制變量法，而導(dǎo)線的選取也正是以這個思路為依據(jù)進行選擇．另外通過電流表示數(shù)的大小間接得到電阻的大小，采用的是轉(zhuǎn)換法．