Question

【題目】現有一個電壓表，若干導線、兩節干電池和一個開關，請你設計一個實驗來判斷兩段材料不同，長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲電阻的大小．

（1）畫出實驗電路圖．

（2）說明實驗的步驟以及需要測量的物理量．

（3）小金認為，根據上述操作即可判斷這兩種材料導電性能的強弱，你認為小金得出結論的依據是什么？（不考慮溫度對電阻的影響）

Answer 1

【答案】（1）（2）實驗的步驟：以兩節干電池為電源，用導線把兩段材料不同，長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯進電路，把開關并聯在甲合金絲兩端，把電壓表并聯在乙合金絲兩端，閉合開關，讀出電壓表示數為U1，斷開開關，讀出電壓表示數U2．（3）見解析所示

【解析】解答：(1)將兩節干電池串聯，甲、乙合金絲串聯接入電路，把開關并聯在甲合金絲兩端，把電壓表并聯在乙合金絲兩端，如圖所示：

(2)實驗的步驟：以兩節干電池為電源,用導線把兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯進電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,閉合開關,讀出電壓表示數為U1,斷開開關,讀出電壓表示數U2.

(3)甲合金絲兩端的電壓為U1U2,乙合金絲兩端的電壓為U2,根據歐姆定律,導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積,而串聯電路中,電流處處相等,所以導體電壓之比等于電阻之比,所以比較U1U2和U2的大小關系,若U1U2>U2,則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻,若U1U2<U2,則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻,若U1U2=U2，則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻，導體電阻越大，導電性能越弱，又因為影響電阻大小的因素有長度、橫截面積、材料和溫度，而長度、橫截面積都相同，又不考慮溫度對電阻的影響，則可判斷兩種材料導電性能的強弱。所以根據電壓大小關系判斷出電阻大小關系，再根據電阻關系判斷材料導電性能的強弱。