Question

同學(xué)們?cè)谧鼋滩纳系碾妼W(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)2B、HB鉛筆芯的軟硬不同，其實(shí)驗(yàn)效果亦不同．他們猜想鉛筆芯的電阻可能與其軟硬程度有關(guān)．于是同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)其猜想是否正確．
（1）林清同學(xué)的設(shè)計(jì)思路如圖所示，請(qǐng)指出她設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不足．
（2）偉鵬同學(xué)說(shuō)：“不如直接用‘伏安法’測(cè)量它們的電阻進(jìn)行比較”．請(qǐng)你寫(xiě)出他的實(shí)驗(yàn)方案．要求：
①畫(huà)出電路圖；（鉛筆芯用“”表示）
②寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟；
③進(jìn)行分析淪征．

Answer 1

分析：（1）導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積、材料有關(guān)．從電阻大小影響因素來(lái)考慮錯(cuò)誤之處．
實(shí)驗(yàn)中先后兩次比較燈泡的亮度不容易比較．
（2）畫(huà)出電路圖：電壓表與鉛筆芯并聯(lián)測(cè)電壓，電流表與鉛筆芯串聯(lián)測(cè)電流．滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中起保護(hù)作用．開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中控制電路．根據(jù)各元件的連接方式，畫(huà)出電路圖．
用伏安法分別測(cè)量2B、HB鉛筆芯的電阻，進(jìn)行比較，如果電阻相等與鉛筆芯的硬度無(wú)關(guān)，如果不相等與鉛筆芯的硬度有關(guān)．

解答：解：（1）探究電阻大小跟材料的關(guān)系時(shí)，要保證鉛筆芯的長(zhǎng)度和橫截面積相等．
分別把2B、HB鉛筆芯接入電路，先后兩次觀察燈泡亮度變化不可靠．
（2）①電流表與鉛筆芯串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在鉛筆芯兩端．
根據(jù)各元件的連接方法，畫(huà)出電路圖．如圖．

②實(shí)驗(yàn)步驟：1、按照電路圖連接實(shí)物圖電路，取長(zhǎng)度和橫截面積相同的2B和HB鉛筆芯分別接入A、B間．
2、閉合開(kāi)關(guān)S，分別讀出電壓表和電流表的示數(shù)為U和I．
3、根據(jù)R=

U

I

，計(jì)算2B和HB鉛筆芯的電阻值，并進(jìn)行比較．
③若2B和HB鉛筆芯的電阻值相等，則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度無(wú)關(guān)；
若2B和HB鉛筆芯的電阻值不相等，則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度有關(guān)．
故答案為：（1）錯(cuò)誤：沒(méi)有控制兩只鉛筆芯的長(zhǎng)度和橫截面積相同．
不足：先后兩次觀察比較燈泡的亮度不如同時(shí)觀察燈泡的亮度更可靠．
（2）①電路圖如上圖；
②實(shí)驗(yàn)步驟：取長(zhǎng)度和橫截面積相同的2B和HB鉛筆芯分別接入A、B間；
閉合開(kāi)關(guān)S，讀出電壓表和電流表的示數(shù)為U和I；
計(jì)算2B和HB鉛筆芯的電阻值．
③若2B和HB鉛筆芯的電阻值相等，則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度無(wú)關(guān)；
若2B和HB鉛筆芯的電阻值不相等，則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度有關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：（1）本題利用了控制變量法的探究鉛筆芯的硬度與電阻大小的關(guān)系．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，需要測(cè)量的物理量，掌握各種元件的連接方法和用途．根據(jù)各元件的連接方法畫(huà)出電路圖．