Question

“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實驗中．（規(guī)格不同的導(dǎo)體有若干）

（1）小明設(shè)計了如圖甲所示電路．為判斷a、b兩點間導(dǎo)體電阻的大小，小明應(yīng)注意觀察

電流表的示數(shù)變化

，方案存在的不足：

ab間電阻小時，可導(dǎo)致電路中電流過大燒壞電路中的元件

．
（2）小紅設(shè)計了如圖乙所示的電路，當(dāng)她將一段導(dǎo)體接入a、b兩點間并閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，經(jīng)檢查電路無斷路、短路故障，你認(rèn)為燈不亮的原因是

ab間電阻太大時，燈泡兩端實際電壓遠(yuǎn)小于額定電壓（或電路中電流太小或ab電阻太大）

．
（3）小麗設(shè)計了如圖丙所示電路，該電路中燈泡的作用有哪些？
①

保護(hù)電路

；②

粗略反映電路中電流變化

．
（4）“科學(xué)研究表明：在導(dǎo)體的材料、橫截面積和溫度相同的條件下，導(dǎo)體電阻的大小與長度成正比”．若利用小麗的方案無法直接探究得出該結(jié)論，理由是

無法測量ab兩端的電壓大小

，請你在她的方案中添加一件器材，完成以上探究，在方框中畫出實驗電路圖．

Answer 1

分析：（1）在電壓不變的情況下，電流表的示數(shù)大小就反映了電阻的大小．但此電路中如果ab間電阻太小，則有可能造成電路中的元件被燒壞；
（2）在電路無故障的情況下，燈泡不發(fā)光可能是因為ab間的電阻太大，電路中電流太小造成的；
（3）圖丙中燈泡可起到保護(hù)電路的作用，同時，燈泡的亮度也可反映電路中電流的變化；
（4）要想探究導(dǎo)體的電阻大小與長度成正比，必須具體測量ab之間的電壓大小，并結(jié)合是電流表的示數(shù)，計算電阻的值，為了達(dá)到這一目的，可考慮增加一個電壓表．

解答：解：（1）圖甲中觀察電流表的示數(shù)變化，可判斷導(dǎo)體電阻的大小，但這一方案中，如果導(dǎo)體電阻過小，有可能導(dǎo)致電路中的元件被燒壞；
（2）圖乙中將電流表換成了燈泡，燈泡的亮度也能間接反映電阻的大小，如果在電路無故障的情況下燈泡不亮，有可能是ab間電阻太大，造成電路中電流太小，燈泡的實際功率遠(yuǎn)小于額定功率；
（3）在圖丙的電路中，燈泡的存在既可以保證電路不會短路，起到保護(hù)電路的作用，同時通過燈泡的亮度也可以粗略反映電路中是流的變化，同時也能判斷ab間電阻的大小；
（4）要想具體驗證導(dǎo)體電阻與長度成正比的關(guān)系，應(yīng)具體測量ab兩端的電壓大小，再通過電流的大小，計算電阻的大小．而小麗的方案無法具體測量ab間電壓的大小，故可考慮增加一個電壓表．
電路如圖所示．

故答案為：（1）電流表的示數(shù)變化；ab間電阻小時，可導(dǎo)致電路中電流過大燒壞電路中的元件；
（2）ab間電阻太大時，燈泡兩端實際電壓遠(yuǎn)小于額定電壓（或電路中電流太小或ab電阻太大）；
（3）①保護(hù)電路；②粗略反映電路中電流變化；
（4）無法測量ab兩端的電壓大小（合理即可）．

點評：本實驗為我們呈現(xiàn)了一個不斷完善的實驗設(shè)計過程，圖甲中的電流表可反映電阻的大小，圖乙中的燈泡亮度同樣可反映電阻的大小，學(xué)會合理設(shè)計和分析電路是本實驗的主要要求．在實驗中，燈泡的作用不可忽視，既可保護(hù)電路，也可反映電阻的大小．為了更準(zhǔn)確探究電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系，還應(yīng)增加電壓表，以測量導(dǎo)體兩端的電壓大小．