Question

在探究“導體的電阻跟哪些因素有關”的問題時，同學們作了如下的猜想：
猜想1：導體的電阻可能跟導體的橫截面積有關；
猜想2：導體的電阻可能跟導體的長度有關；
猜想3：導體的電阻可能跟導體的材料有關．
結果除其他實驗器材外，老師只帶來了一根電阻絲（長約1米的粗細均勻的鎳鉻合金絲）．

（1）經過同學們討論設計了如圖甲電路，并判斷：利用這根鎳鉻合金絲進行實驗，猜想________（填序號）一定不能完成．
（2）某同學為了驗證猜想1，利用圖甲做了如下設計：
①先將電夾M、N分別接到鎳鉻合金絲兩端，閉合開關，記下電流表示數；
②然后將鎳鉻合金絲從中間對折，再將電夾M、N分別接到對折后的鎳鉻合金絲兩端，閉合開關，記下電流表示數；
比較兩次實驗記下的電流表示數大小，即可驗證猜想1是否正確．
請問：通過你分析，該同學的設計是否能驗證猜想1？________
你的理由是：________
（3）一般說來，所有物體都有電阻．探究過程中，又有同學提出猜想4：電阻還可能跟溫度有關．便找來了一個廢白熾燈泡的燈芯如圖乙，利用圖甲實驗如下：
①將電夾M、N分別與廢燈芯上的A、B金屬線相連，閉合開關，發現小燈泡L發光，記下電流表示數I₁
②用酒精燈對廢燈芯上的鎢絲加熱，發現小燈泡L發光越來越暗，最后不發光了，記下電流表示數I₂，比較時發現I₂比I₁小得多
由此實驗現象可以得出結論：電阻跟溫度________關，且鎢絲的電阻隨溫度的升高而________．

Answer 1

解：（1）電阻的大小在不考慮溫度的前提下，有三個決定因素：材料、長度、橫截面積．
因此要研究電阻的大小與每一個因素的具體關系時，要用到控制變量法．即研究電阻的大小與哪個因素有關，就要讓這個因素變化，其余的因素都相同，去做對比實驗．
在本題中只有一根電阻絲，故不能改變電阻的材料，不能完成猜想3；
（2）探究導體的電阻可能跟導體的橫截面積有關，需要控制材料和長度相同，改變橫截面積，在本題中材料相同，但長度不同（第一次是1m，第二次是對折后的0.5m），故不能驗證猜想；
（3）用酒精燈對廢燈芯上的鎢絲加熱，發現小燈泡L發光越來越暗，最后不發光了，利用了轉換法，說明電阻與溫度有關，溫度越高，電阻越大．
故答案為：（1）3；（2）不能；沒有控制長度相同；（3）有；增大．
分析：（1）影響電阻大小的因素包括材料、長度、橫截面積以及溫度，利用控制變量法分析；
（2）驗證導體的電阻可能跟導體的橫截面積有關，根據控制變量法，需要控制材料和長度相同，改變橫截面積，據此分析；
（3）利用轉換法分析可知，燈泡發光越來越暗，說明電阻越來越大．
點評：物理學中對于多因素的問題，常常采用控制因素的辦法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法，一定要掌握控制變量法．