Question

小明用電源、電流表、開關、導線和四根合金絲等器材做“探究影響導體電阻大小的因素”的實驗，實驗電路如圖甲所示．

（1）實驗中是如何比較金屬絲電阻大小的？
答： 　 ．
（2）現有幾根鎳鉻合金絲和錳銅絲，其規格如下表所示．

編號	材料	長度/m	橫截面積/mm2
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	錳銅絲	0.3	0.5
F	錳銅絲	0.8	0.8

 

小明在實驗中所用四根金屬絲應選用上表中的    (用編號表示)．
（3）如將電流表換成電壓表也能完成這一實驗，請在乙圖虛線框內畫出實驗所用電路圖．

Answer 1

（1）在保持金屬絲兩端電壓相同的情況下，通過比較電路中接入不同金屬絲時電流的大小來比較金屬電阻的大小．電流小，則電阻大；電流大，則電阻小．（2分）
（2）BCDE（2分，有漏選、錯選不給分）
（3）．電路如圖乙所示（3分）

分析：（1）電路中的電壓一定，當電阻絲的阻值變化時，電路中的電流也隨之變化，利用電路中電流的變化，可以確定電阻的變化．即電流表的示數變化，因此可以根據電流表示數的變化來確定電阻的大小關系．
（2）由于導體的電阻材料、長度、橫截面積三個因素有關，所以探究影響導體電阻大小的因素時要用到控制變量法．即探究電阻大小與哪個因素有關時，就要控制其他的因素不變，只讓這個要探究的因素變化；然后逐個探究．
而題目要求只選取其中的四根導線，這四根導線中必須有兩根材料不同、長度、橫截面積相同；兩根長度不同、橫截面積、材料相同；兩根橫截面積不同，材料、長度相同．由此入手確定答案．
（3）在串聯電路中，電壓的分配與電阻成正比，即導體兩端的電壓越大，導體的電阻就越大．由此入手設計電路．
解答：解：（1）在電壓一定的情況下，導體的電阻越大，電路中的電流就越小，電阻越小，電路中的電流就越大，由此可知，電路中的電流大小可以確定電路中電阻的阻值大小．此實驗中就是在保持金屬絲兩端電壓相同的情況下，通過比較電路中接入不同金屬絲時電流的大小來比較金屬電阻的大小．
（2）根據表格中的數據可知，A、F這兩根金屬絲的材料不同，長度、橫截面積相同，利用這兩根金屬絲可以確定導體的電阻大小與材料的關系，但它們與其他的金屬絲相比，長度和橫截面積都沒有相同的地方，不能在于其他金屬絲組合，研究電阻與其他因素的關系，受只選取四根電阻絲的影響，所以要排除這兩根金屬絲．
選取BC可以研究導體的電阻大小與長度的關系．
選取CD可以研究導體電阻與橫截面積的關系．
選取CE可以研究導體電阻與材料的關系．
故選取的四根金屬絲是：BCDE．
（3）根據公式：U=IR，在電流相同的情況下，導體的電阻越大，導體兩端的電壓就越大，因此，為了保證四根金屬絲中的電流相等，所以將它們串聯在一起，利用電壓表分別測量出它們兩端的電壓值，通過比較它們兩端電壓的高低來確定它們電阻的大小．故電路圖如下圖所示：

（1）在保持金屬絲兩端電壓相同的情況下，通過比較電路中接入不同金屬絲時電流的大小來比較金屬電阻的大小；
（2）BCDE；
（3）電路如上圖所示．