Question

【題目】現(xiàn)有一個(gè)電壓表，若干導(dǎo)線、兩節(jié)干電池和一個(gè)開關(guān)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來判斷兩段材料不同，長(zhǎng)度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲電阻的大小．

（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（2）說明實(shí)驗(yàn)的步驟以及需要測(cè)量的物理量．

（3）小金認(rèn)為，根據(jù)上述操作即可判斷這兩種材料導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱，你認(rèn)為小金得出結(jié)論的依據(jù)是什么？（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）

Answer 1

【答案】（1）（2）實(shí)驗(yàn)的步驟：以兩節(jié)干電池為電源，用導(dǎo)線把兩段材料不同，長(zhǎng)度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯(lián)進(jìn)電路，把開關(guān)并聯(lián)在甲合金絲兩端，把電壓表并聯(lián)在乙合金絲兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表示數(shù)為U1，斷開開關(guān)，讀出電壓表示數(shù)U2．（3）見解析所示

【解析】解答：(1)將兩節(jié)干電池串聯(lián)，甲、乙合金絲串聯(lián)接入電路，把開關(guān)并聯(lián)在甲合金絲兩端，把電壓表并聯(lián)在乙合金絲兩端，如圖所示：

(2)實(shí)驗(yàn)的步驟：以兩節(jié)干電池為電源,用導(dǎo)線把兩段材料不同,長(zhǎng)度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯(lián)進(jìn)電路,把開關(guān)并聯(lián)在甲合金絲兩端,把電壓表并聯(lián)在乙合金絲兩端,閉合開關(guān),讀出電壓表示數(shù)為U1,斷開開關(guān),讀出電壓表示數(shù)U2.

(3)甲合金絲兩端的電壓為U1U2,乙合金絲兩端的電壓為U2,根據(jù)歐姆定律,導(dǎo)體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積,而串聯(lián)電路中,電流處處相等,所以導(dǎo)體電壓之比等于電阻之比,所以比較U1U2和U2的大小關(guān)系,若U1U2>U2,則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻,若U1U2<U2,則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻,若U1U2=U2，則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻，導(dǎo)體電阻越大，導(dǎo)電性能越弱，又因?yàn)橛绊戨娮璐笮〉囊蛩赜虚L(zhǎng)度、橫截面積、材料和溫度，而長(zhǎng)度、橫截面積都相同，又不考慮溫度對(duì)電阻的影響，則可判斷兩種材料導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱。所以根據(jù)電壓大小關(guān)系判斷出電阻大小關(guān)系，再根據(jù)電阻關(guān)系判斷材料導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱。