Question

8．在探究“導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的問(wèn)題時(shí)，某老師引導(dǎo)學(xué)生作了如下的猜想：
猜想1：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；
猜想2：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)；
猜想3：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的材料有關(guān)．
如圖1是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的器材，演示板上固定了四條金屬電阻絲，a、b、c三條長(zhǎng)度均是1m，d的長(zhǎng)度0.5m；a、b的橫截面積相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的橫截面積大于a；a、d的材料和橫截面積都相同．

（1）在探究電阻跟橫截面積的關(guān)系時(shí)，可依次把M、N跟a、c的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)，分析比較這兩根金屬絲電阻的大�。�
（2）依次把M、N跟a、d的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表示數(shù)，分析比較a、d兩根金屬絲電阻的大小，可探究電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系，其結(jié)論是：在導(dǎo)體材料和橫截面積相同時(shí)，導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻越大．
（3）以上方法在研究物理問(wèn)題時(shí)經(jīng)常用到，被稱為控制變量法．試根據(jù)學(xué)過(guò)的物理知識(shí)再列出兩例用這種方法研究的問(wèn)題：研究電流與電壓和電阻的關(guān)系，研究壓強(qiáng)與壓力和受力面積的關(guān)系．
（4）一般說(shuō)來(lái)，所有物體都有電阻．探究過(guò)程中，又有同學(xué)提出猜想4：電阻還可能跟溫度有關(guān)．請(qǐng)用一個(gè)廢燈泡的燈芯（圖2）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題，要求：
①說(shuō)出方法．
②在圖2中畫出你設(shè)計(jì)的電路圖．

Answer 1

分析 （1）控制變量法的核心是要研究?jī)蓪?dǎo)體電阻的大小與哪個(gè)因素有關(guān)，就要控制這兩個(gè)因素不同，同時(shí)也要控制兩導(dǎo)線其它因素相同．
（2）通過(guò)兩導(dǎo)線的異同點(diǎn)，結(jié)合控制變量法的思路可以確定探究的是電阻與哪個(gè)因素的關(guān)系．結(jié)論的得出要從條件中挖掘出電阻的不同是由哪個(gè)不同的條件引起的．
（3）研究一個(gè)物理量與其它多個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，這是物理學(xué)中常用的一種方法．
（4）要探究電阻與溫度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，就要讓導(dǎo)體在其它因素不變的情況下，只改變導(dǎo)體的溫度，然后確定電阻的變化．

解答 解：
（1）要研究電阻跟橫截面積的關(guān)系，必須選取材料、長(zhǎng)度都相同的兩根導(dǎo)線，a、c材料相同且長(zhǎng)度相同，橫截面積不同，所以應(yīng)選擇a、c；
（2）比較a、d兩導(dǎo)線的異同點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，兩者的材料、橫截面積相同，而長(zhǎng)度不同，由此可知探究的是電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系．結(jié)論為：在其他條件相同的情況下，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大；
 （3）物理學(xué)中探究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，如：①研究電流與電壓和電阻的關(guān)系；②研究壓強(qiáng)與壓力和受力面積的關(guān)系；③研究物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系；
（4）①方法和步驟：
A、將廢日光燈燈管的燈芯與一個(gè)小燈泡和電流表串聯(lián)接入電路；
B、閉合開關(guān)，觀察電流表的示數(shù)和小燈光的發(fā)光情況；
C、用點(diǎn)燃的火柴加熱日光燈燈絲，同時(shí)觀察電流表的示數(shù)和小燈泡的發(fā)光情況．
②將電阻、燈泡以及電流表串聯(lián)連接，如下圖所示：

故答案為：
（1）a、c；
（2）導(dǎo)體長(zhǎng)度；在導(dǎo)體材料和橫截面積相同時(shí)，導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻越大；
（3）研究電流與電壓和電阻的關(guān)系；研究壓強(qiáng)與壓力和受力面積的關(guān)系；
（4）①方法：
A、將廢日光燈燈管的燈芯與一個(gè)小燈泡和電流表串聯(lián)接入電路；
B、閉合開關(guān)，觀察電流表的示數(shù)和小燈光的發(fā)光情況；
C、用點(diǎn)燃的火柴加熱日光燈燈絲，同時(shí)觀察電流表的示數(shù)和小燈泡的發(fā)光情況．
②將電阻、燈泡以及電流表串聯(lián)連接，如下圖所示：

點(diǎn)評(píng) 物理學(xué)中對(duì)于多因素的問(wèn)題，常常采用控制因素的辦法，把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)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．