Question

（2008?南通一模）某同學在溫度一定的條件下，做“探究影響導體電阻大小的因素”的活動，采用了控制變量的方法，下表給出了實驗中所用到的導體情況．

導線代號	A	B	C	D	E	F
長度/m	1.0	0.5	1.5	1.0	1.5	1.5
橫戴面積/mm2	1.2	0.8	1.0	0.6	0.8	1.0
材料	錳銅	鎢	鎳鉻	錳銅	鎢	錳銅

（1）選擇B、E導體進行對比，是為了探究導體電阻大小與

長度

的關系；
（2）為了探究導體電阻與橫截面積的關系，應選擇的兩根導體是D和

A

（選填導體的代號）．
（3）以上方法在研究物理問題時經常用到，被稱為控制變量法．試根據學過的物理知識再列出一例用這種方法研究的問題：

探究電流與電壓、電阻的關系

．
（4）一般說來，所有物體都有電阻．探究過程中，有同學提出猜想：電阻還可能跟溫度有關．請用一個廢燈泡的燈芯設計一個實驗來研究這個問題，
要求：①說出方法．
②畫出電路圖．

Answer 1

分析：決定導體電阻大小的因素有三個：導體的材料、長度、橫截面積，并且與長度成正比，與橫截面積成反比．
由于導體的電阻與三個因素有關，所以探究影響導體電阻大小的因素時要用到控制變量法．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，只讓這一個因素變化．
（1）根據BE兩根導線的特點，利用控制變量法的思路可以確定探究的目的．
（2）根據控制變量法的思路，利用實驗目的：探究導體的電阻與橫截面積的關系，就要求兩根導線的材料、長度相同，橫截面積不同，由此選取符合特征的實驗器材．
（3）在物理學中，當探究一個物理量與多個物理量之間的關系時，就要利用控制變量法．如探究電流與電壓、電阻的關系；影響蒸發快慢的因素；電磁鐵磁性強弱的決定因素；摩擦力大小的決定因素等，都用到了該方法．
（4）①要探究導體的電阻是否與溫度有關，就要控制導體材料、長度橫截面積都不變，改變導體的溫度．具體方法是將電阻絲、小燈泡、電流表串聯起來，接在電源上，可以利用酒精燈來加熱燈絲，使燈絲的溫度改變，通過電路中電流表示數的變化，來確定燈絲的阻值變化情況．
電路圖的設計：根據實驗方法可以確定電路圖的設計方案．

解答：解：（1）BE兩根導線，材料相同、橫截面積相同，長度不同，根據控制變量法的思路，可以確定選取這兩根導線做實驗是為了探究導體的電阻大小與長度的關系．
（2）要研究橫截面積與導體電阻大小的關系，就要控制導體的材料、長度相同，導體的橫截面積不同，在表格中給的導線中，只有A與D的材料、長度相同，而橫截面積不同，故選A．
（3）導體中的電流大小與導體兩端的電壓和導體的電阻有關，因此在探究導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻之間的關系時，要用到控制變量法．
（4）①同一根電阻絲，導體的材料、長度、橫截面積都相同，將該電阻絲與小燈泡、電流表串聯接在電源上，利用酒精燈對電阻絲加熱，通過觀察電流表的示數變化，來確定電阻與溫度的關系．
②根據上面的實驗方法設計電路如下圖所示：

故答案為：（1）長度；   
（2）A；  
（3）如：研究動能與哪些因素有關； 
（4）①將該電阻絲與小燈泡、電流表串聯接在電源上，利用酒精燈對電阻絲加熱，通過觀察電流表的示數變化，來確定電阻與溫度的關系．
②略

點評：控制變量法是物理學中非常重要的一種研究方法，當探究一個物理量與多個物理量之間的關系時，就要用到控制變量法．具體使用時，探究該物理量與哪個物理量的關系時，就要控制其他的物理量不變，只讓要探究的這個物理量變化．
燈絲電阻的變化通過電流表的示數或燈泡的亮度變化來認識，此處用到了控制變量法．