小明想探究鐵絲的電阻是否與溫度有關,可家里沒有電流表,也沒有電壓表,他能找到的器材有一個電壓穩(wěn)定的電池組,一個小燈泡,一個酒精燈,適量的鐵絲和導線.請你為小明設計一個簡明的探究方案.完成下列探究過程的內容:寫出探究過程中提出的問題、猜想與假設、實驗設計、進行實驗時的觀察要點以及對實驗結果進行分析的辦法.
(1)提出問題:______
(2)猜想與假設:______
(3)實驗步驟:______;______;
(4)實驗過程中,主要是通過觀察______來判斷電阻阻值的大小是否與溫度有關.最后通過實驗發(fā)現(xiàn)電阻阻值的大小與它的溫度______(選填“有關”或“無關”).
【答案】分析:(1)根據(jù)此實驗的實驗目的(探究鐵絲的電阻是否與溫度有關)來提出問題.
(2)根據(jù)生活經(jīng)驗或已有知識提出合理的猜想.
(3)①由于沒有電流表,要確定鐵絲的電阻是否與溫度有關,就需要通過燈泡的亮度的變化來確定電路中電流的變化,進而確定電阻與溫度的關系.由此可以確定燈泡與鐵絲的連接方式.
②研究的是鐵絲的電阻與溫度是否有關,因此要改變鐵絲的溫度.
(3)燈泡的亮度變化可以確定電流大小的變化,電路中電流的大小可以確定電路中電阻的大小,因此利用燈泡的亮度可以間接的確定電路中電阻的大;根據(jù)影響導體電阻大小的因素可知,導體的電阻與溫度有關.
解答:解:(1)實驗的目的是探究鐵絲的電阻是否與溫度有關,因此提出的問題應該是:鐵絲的電阻與溫度有關嗎?
(2)鐵絲的電阻大小與溫度是否有關,一種可能是有關,一種可能是無關,因此可以猜想就有兩種:①鐵絲的電阻大小與溫度有關,②鐵絲的電阻大小與溫度無關.
(3)①鐵絲的電阻大小是通過燈泡的亮度來體現(xiàn)的:燈泡的亮度變化,電路中的電流就發(fā)生變化,電流的變化反應了電路中的鐵絲電阻的變化,因此為了使燈泡的亮度能夠反應鐵絲電阻的變化,就需要將兩者串聯(lián)在一起.
②要改變鐵絲的溫度,所以要將鐵絲放置在酒精燈的火焰上加熱.
(4)由于燈泡與鐵絲串聯(lián)在一起,當鐵絲的電阻變化時,電路中的電路發(fā)生變化,通過小燈泡的電流就發(fā)生變化,小燈泡的亮度也發(fā)生變化,由此可知,可以通過觀察小燈泡的亮度來認識鐵絲的電阻是否與溫度有關.導體的電阻大小與溫度有關,對于金屬而言,溫度越高電阻越大.
故答案為:(1)鐵絲的電阻是否與溫度有關;
(2)鐵絲的電阻與溫度有關;
(3)用電池組、小燈泡、鐵絲和導線組成一個串聯(lián)電路;點燃酒精燈,并將鐵絲置于酒精燈的火焰之上.
(4)燈泡的亮度;有關.
點評:本題考查了學生按照科學探究的步驟分析設計實驗的能力,在探究影響電阻大小的因素時,由于沒有直接測量電阻大小的測量工具要用到轉換法,在導線兩端電壓不變的情況下,通過導體中電流的變化來確定導體阻值的變化.