Question

5．小張、小王兩同學學習了電流、電壓和電阻知識后，發(fā)現(xiàn)電流與水管中的水流相似、電壓與水壓差相似，小張同學提出：導體對電流的阻礙作用可能與水管對水流阻礙作用相似，隨后小王同學便提出：導體的電阻可能跟導體的長度、橫截面積有關．
為了研究導體的電阻與哪些因素有關，他們設計了如圖所示的電路，且在常溫下選用手頭擁有的長度、橫截面積不同的鋁絲接入電路的MN兩點間，利用電流表和電壓表測量后計算出阻值，將數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中．
表一 鋁絲  

實驗 序號	長度l （米）	橫截面積S （毫米2）	電阻R （歐）
1	0.1	0.1	0.028
2	0.2	0.4	0.014
3	0.45	0.3	0.042

表二 鋁絲

實驗 序號	長度l （米）	橫截面積S （毫米2）	電阻R （歐）
4	0.1	0.2	0.014
5	0.2	0.2	0.028
6	0.3	0.2	0.042

（1）分析比較實驗序號1與4或2與5可得出的定性結論是：常溫下，鋁絲長度相同，鋁絲的橫截面積越小，電阻越大．
（2）分析比較表二（選填“表一”或“表二”）的相關數(shù)據(jù)可得出的定量結論是：常溫下，鋁絲橫截面積相同時，鋁絲的電阻與長度成正比（選填“正”或“反”）．
（3）請進一步綜合分析表一、表二的相關數(shù)據(jù)，并歸納得出結論．
（a）分析比較（1與5）、（2與4）或（3與6）的數(shù)據(jù)及相關條件，可得出的初步結論是：常溫下，鋁絲長度與橫截面積的比值相同，電阻相同．
（b）分析比較（1與5）、（2與4）和（3與6）的數(shù)據(jù)及相關條件，可得出的初步結論是：常溫下，鋁絲長度與橫截面積的比值不同，電阻不相同；鋁絲長度與橫截面積的比值越大，電阻越大．
（4）他們繼續(xù)分析表一和表二的數(shù)據(jù)及相關條件，發(fā)現(xiàn)無法得到導體的電阻與材料的關系．為了進一步探究導體的電阻與材料的關系，需添加的器材為導體乙和導體丙（選填“導體甲”、“導體乙”、“導體丙”）．
器材：
導體甲    長度為0.2米、橫截面積為0.2毫米²的鋁絲
導體乙    長度為0.2米、橫截面積為0.4毫米²的鎳鉻合金絲
導體丙    長度為0.45米、橫截面積為0.3毫米²的康銅絲．

Answer 1

分析 （1）分析1與4或2與5可知，它們的材料相同，長度相同，橫截面積不同，電阻不同，分析導體橫截面積與與電阻的關系，得出結論；
（2）影響電阻大小的因素是材料、長度、橫截面積，根據(jù)控制變量法，要研究其中一個因素與電阻的關系，就必控制其他兩個相同，分析表一和表二的數(shù)據(jù)結合控制變量法得到答案；
（3）①分析比較1與6、2與4或3與5的數(shù)據(jù)及相關條件與數(shù)據(jù)，可得出相關結論；
②分析比較1與6、2與4和3與5的數(shù)據(jù)及相關條件，根據(jù)導體條件的異同與實驗數(shù)據(jù)的關系得出相關結論；
（4）要探究導體的電阻與材料的關系，需要控制長度和橫截面積相同，選擇材料不同的導體進行實驗，根據(jù)數(shù)據(jù)選擇合適的器材．

解答 解：
（1）從表中數(shù)據(jù)可知，1與4或2與5的材料相同，長度相同，橫截面積不同，電阻不同，故而得到結論：常溫下，導體的材料、長度相同，導體的橫截面積越小，電阻越大；
（2）根據(jù)控制變量法，可知表二中的材料相同、橫截面積相同，長度不同，可以探究長度與電阻大小的關系，從數(shù)據(jù)可知，長度越長，電阻越大，即常溫下，導體的材料和橫截面積相同時，導體的電阻與長度成正比；
（3）①從表中數(shù)據(jù)可知，1與5、2與4或3與6的電阻相同，比較發(fā)現(xiàn)它們的長度與橫截面積的比值相同，故而得到結論：常溫下，同種材料的導體，長度與橫截面積的比值相同，電阻相同；
②從表中數(shù)據(jù)可知，1與5、2與4或3與6的長度與橫截面積的比值越大，電阻越大，故而得到結論：常溫下，同種材料的導體，長度與橫截面積的比值越大，電阻越大；
（4）分析可知，導體乙的橫截面積和長度與2的橫截面積和長度相同，導體丙的橫截面積和長度與3的橫截面積和長度相同，材料不同，故可用來探究材料與電阻的關系；
故答案為：
（1）大；
（2）表二；正比；
（3）（a）比值；（b）鋁絲長度與橫截面積的比值不同，電阻不相同；鋁絲長度與橫截面積的比值越大，電阻越大；
（4）導體乙和導體丙．

點評 本題是一道實驗題，解題時注意控制變量法的應用，分析實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)導體條件的不同及對應的實驗數(shù)據(jù)的不同得出結論，是正確解題的前提與關鍵．