Question

在探究“導體的電阻跟哪些因素有關”的問題時，老師引導同學們作了如下的猜想：
猜想A：導體的電阻可能跟導體的材料有關
猜想B：導體的電阻可能跟導體的長度有關
猜想C：導體的電阻可能跟導體的橫截面積有關
現有以下器材：待用金屬絲的規格如下表、電源（電壓未知）、小燈泡、開關和若干導線．

序號	材料	長度/m	橫截面積/mm2
1	錳銅合金絲	0.5	0.1
2	鎳鉻合金絲	0.5	0.1
3	鎳鉻合金絲	0.5	0.2
4	鎳鉻合金絲	1	0.1

（1）為了驗證上述A猜想是否正確，小明選擇序號為______的兩根金屬絲，將金屬絲分別接入如圖15所示的A、B間，閉合開關，觀察燈泡的亮暗來比較金屬絲電阻的大小．此實驗采用的方法叫______．
（2）小明選擇序號為2、3兩根金屬絲，將金屬絲分別接入A、B間，閉合開關，觀察到燈泡第一次的亮度小于第二次的亮度，說明第二次接入電路的金屬絲的阻值______（填“較大”或“較小”）．由此可驗證上述______（填“A”、“B”或“C”）猜想，結論是______．
（3）在探究導體的電阻可能跟導體的長度有關的實驗時，小燈泡已被損壞了，如果仍然利用上述器材來探究導體電阻的大小與長度是否有關，給你換用一只電壓表，請畫出一個能探究該實驗原理的電路圖．（用“”表示金屬絲，導線根數不限）
（4）除了上述猜想外，請你再提出一個導體的電阻跟哪些因素有關的猜想______，并舉一實例來驗證你的猜想______．

Answer 1

解：（1）研究電阻與導體材料的關系，要保持導線的長度和橫截面積相同而材料不同，所以選1、2兩根導線；該實驗中通過觀察燈泡的亮暗來比較金屬絲電阻的大小，這種方法是轉化法；
（2）第一次的亮度小于第二次的亮度，說明第一次通過接入電阻絲的電流小，電阻絲的電阻大，第二次通過接入電阻絲的電流大，電阻絲的電阻較小；
序號為2、3的兩根電阻絲，材料相同、長度相同，只是橫截面積不同，所以由此實驗可以驗證導體的電阻可能跟導體的橫截面積是否有關；
通過實驗得到的結論是：在材料、長度相同的情況下，導體橫截面積越大，電阻越小；
（3）如果換用電壓表來做實驗，要根據串聯電阻的分壓作用--導體兩端的電壓與其電阻成正比，依此來設計實驗，即讓兩電阻串聯，觀察兩電壓表的示數來比較電阻的大小，電路圖如下：
或
（4）除了上述猜想外，導體的電阻可能跟導體的溫度有關；
例如：家里的白熾在剛開燈的瞬間，燈絲的溫度低，通過的電流大，燈絲容易燒斷．
故答案為：（1）1、2；控制變量法；（2）較小；C；在材料、長度相同的情況下，導體橫截面積越大，電阻越小；（3）電路圖如上圖所示；
（4）導體的電阻可能跟導體的溫度有關；家里的白熾在剛開燈的瞬間，燈絲容易燒斷．
分析：導體的電阻與導體的材料、長度、橫截面積有關，在研究“導體的電阻跟哪些因素有關”的問題時需根據控制變量法進行分析．
（1）在探究電阻跟材料的關系時，需控制導體的橫截面積、長度相同，材料不同．
（2）從題目中找出2、3的相同因素和不同因素，研究的是電阻與不同因素的關系．
（3）根據串聯電路的分壓作用--導體兩端的電壓與其電阻成正比來做出分析；
（4）導體的電阻和溫度有關，隨著溫度的升高其電阻不斷增大．
點評：本探究實驗中用到了兩種物理學方法：一是控制變量法，二是轉換法（通過電流大小比較電阻大小），注意物理實驗方法在物理實驗中的運用．同時考查了學生分析電路的能力，以及應用歐姆定律分析問題解決問題的能力，難度較大．