Question

8．在“探究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小軍所利用的實(shí)驗(yàn)電路和合金絲的規(guī)格如圖甲和下表所示．

序號(hào)	材料	長(zhǎng)度	橫截面積
a	鎳鉻	2l0	S0
b	鎳鉻	l0	S0
c	鎳鉻		2S0

（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中將實(shí)物電路圖連接完整；
（2）要探究合金絲電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系，應(yīng)選擇a和b合金絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；若選擇b、c兩根合金絲來探究電阻與橫截面積的關(guān)系，則合金絲c的長(zhǎng)度應(yīng)為l₀；
（3）若某次測(cè)得電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.3A和1.8V，則合金絲電阻為6Ω；
（4）為完成上述實(shí)驗(yàn)探究，小明設(shè)計(jì)了另一個(gè)如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路．用圖中已知器材，在不改變電路連接方式的前提下，他只需增加一個(gè)器材，也能完成上述實(shí)驗(yàn)，則該器材是電壓表（選填“電壓表”或“電流表”），你在實(shí)驗(yàn)中使用該器材的具體做法是用電壓表依次測(cè)出各合金絲兩端的電壓．

Answer 1

分析 （1）電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，采用一上一下的接法，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表和電流表的正接線柱與電源正極相連，負(fù)接線柱與負(fù)極相連；
（2）影響電阻大小的因素有：材料、長(zhǎng)度、橫截面積這三個(gè)，要研究電阻與某個(gè)決定因素的關(guān)系，就要根據(jù)控制變量法的思路，來選取合適符合條件的金屬絲：即只有要研究的那個(gè)因素不同，其余的其他的幾個(gè)因素相同，這種方法物理學(xué)上叫做控制變量法；
（3）知道電阻兩端的電壓和電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻值；
（4）在串聯(lián)電路中，電流處處相等，電阻兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，據(jù)此分析需要的電表和實(shí)驗(yàn)方法．

解答 解：
（1）由題意可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，變阻器采用一上一下的接法，電流表串聯(lián)在電路中，如圖所示：

（2）要研究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)，應(yīng)使用導(dǎo)線材料、橫截面積都相同，長(zhǎng)度不同的導(dǎo)線，從表中數(shù)據(jù)可以看出，導(dǎo)線a和導(dǎo)線b的材料和橫截面積相同，長(zhǎng)度不同，因此選擇導(dǎo)線a、b；
要研究電阻與導(dǎo)體橫截面積有關(guān)，就要控制導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同，橫截面積不同，若選擇b、c兩根合金絲來探究電阻與橫截面積的關(guān)系，則合金絲c的長(zhǎng)度應(yīng)為l₀；
（3）根據(jù)歐姆定律可得電阻的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.3A}$=6Ω；
（4）由圖乙可知，三個(gè)電阻絲串聯(lián)，在串聯(lián)電路中電路處處相等，根據(jù)U=IR可知，電阻兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，要比較電阻的大小，只有比較電阻兩端的電壓即可，所以在不改變電路連接方式的前提下，只需增加一個(gè)電壓表，也能完成上述實(shí)驗(yàn)；
所以，具體做法是：用電壓表依次測(cè)出各合金絲兩端的電壓．
故答案為：（1）見上圖；（2）b；l₀；（3）6；（4）（4）電壓表；用電壓表依次測(cè)出各合金絲兩端的電壓．

點(diǎn)評(píng) 此題通過實(shí)驗(yàn)考查控制變量法在探究影響電阻大小因素中的應(yīng)用，要記住控制變量法和辨別影響電阻大小的因素．