Question

“探究導體電阻與導體長度、橫截面積、材料”的實驗電路如圖1所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲．

現有幾種康銅合金絲和鎳鉻合金絲，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	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應分別選上表中的

BCDE

（用編號表示）．
（2）某學生對實驗數據分析歸納出：電路圖中四種金屬絲的電阻R與長度L、橫截面積S的關系可用比例式R∝L/S來表示（“∝”是正比符號）．你認為是否正確，為什么？
（3）在交流與合作時，有位學生提出用圖示2的電路，只要將圖中P端分別和1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關系，也能探究出導體電阻與其影響因素的定量關系，請你對其作出評價．（提示：如可行，請說明好在哪，如不行，請說出問題所在）

Answer 1

分析：（1）要研究導體的電阻與導體長度、橫截面積、材料三者之間的關系，而要求選取四根導線，根據控制變量法的思路，可以確定選取的導線．
（2）根據導體的電阻與材料、長度、橫截面積三者有關，而答案只告訴了與長度和橫截面積的關系，沒有涉及材料，可以確定這個結論是錯誤的．
（3）在圖1中，實際上是利用在串聯電路中（I相同）導體兩端的電壓與導體的電阻成正比，通過電壓表示數的大小來反映電阻大小的．
要利用圖2裝置來探究，要利用電流跟電阻成反比的關系，首先要保證導體兩端的電壓不變，因此確定選擇開關的位置改變時，這四根導線兩端的電壓是否相等是確定這種方案是否可行的依據．

解答：解：（1）要探究導體的電阻與材料、長度、橫截面積三者的關系，就要求選取的四根導線中：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，用以探究導體的電阻與橫截面積的關系（CD滿足條件）；還要有兩根長度、橫截面積相同，材料不同，用以探究導體的電阻和材料的關系（CE滿足條件）．
綜上分析故選：BCDE．
（2）導體的電阻不僅與導體的長度成正比，與橫截面積成反比，還與導體的材料有關，而這四根電阻絲中有一根其材料與其它三根不同，因此該結論不正確．
（3）當通過導體的電流相同時，根據歐姆定律可知，導體兩端的電壓與導體中的電流成正比，可以利用電壓表的示數來反映導體電阻的大小．
根據歐姆定律可得：當導體兩端的電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比．因此要用電流表來反映電阻的大小，首先要保證導體兩端的電壓相等．
而在圖2所示的電路中，當選擇開關在不同位置時，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，所以根據串聯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：（1）BCDE；（2）不正確；因為它們不是同種材料；（3）不能；實驗過程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓不變．

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系時，要用到控制變量法，而導線的選取也正是以這個思路為依據進行選擇．