Question

2．小兵、小紅在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時，他們作出了如下猜想：
①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)；
②導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；
③導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)．
實驗室提供了4根電阻絲，規(guī)格、材料如表

編號	材料	長度/m	橫截面積/mm2
A	鎳鉻合金	0.5	0.5
B	鎳鉻合金	1.0	0.5
C	鎳鉻合金	0.5	1.0
D	錳銅合金	0.5	0.5

為了驗證上述猜想，他們設(shè)計了如圖1所示的實驗電路．
（1）該實驗運(yùn)用的物理研究方法是控制變量．
（2）為了驗證上述猜想①，應(yīng)該選用編號為A、B兩根電阻絲進(jìn)行實驗；如果選用編號為A、C兩根電阻絲進(jìn)行實驗，是為了驗證猜想②（填序號）；如果選用編號為A、D兩根電阻絲進(jìn)行實驗，是為了驗證猜想③（填序號）．分別將A和D兩電阻絲接入電路中M、N兩點間時，電流表示數(shù)不相同，由此，初步得到的結(jié)論是：長度和橫截面積相同時，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)．
（3）有同學(xué)認(rèn)為：可以根據(jù)燈泡亮度的變化來判斷接入的電阻絲的變化情況．老師指出：此實驗中這種方法不可取．這是因為電源電壓一定時，所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化不明顯（選填“明顯”或“不明顯”）．
（4）在最近幾年，我國城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行了輸電線路的改造，將原來細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線，這樣就減小了輸電線的電阻，從而可以減小輸電線上的電能損失（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）若一個因素受多個因素的影響時，需用到控制變量法；
（2）為了驗證①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)，應(yīng)保證導(dǎo)體的材料與橫截面積相等，分析所給電阻絲，找出符合要求的電阻絲編號；編號為A、C的兩根電阻絲材料與長度都相同，而橫截面積不同，利用A、C可驗證電阻與橫截面積的關(guān)系；A、D兩電阻絲長度、橫截面積相等，而材料不同，利用它們可以研究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系．
（3）電壓一定時，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，導(dǎo)體電阻變化不大時，燈泡的功率變化不大，燈泡的亮暗變化不明顯，不能反映電阻變化情況．
（4）影響電阻大小的因素有材料、長度和橫截面積，當(dāng)材料和長度都一定時，導(dǎo)線的橫截面積越大，導(dǎo)線的電阻值就會越小．

解答 解：（1）根據(jù)猜想，電阻大小與多個因素有關(guān)，所以探究過程中需用到控制變量法；
（2）由表知：電阻絲A與B的材料、橫截面積相同而長度不同，可用A與B驗證①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)；
A、C兩根電阻絲材料與長度相同而長度不同，可用A與C驗證②導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；A、D兩根電阻絲長度與橫截面積相同而材料不同，用A與D可驗證③導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)；A、D兩根電阻絲長度與橫截面積相同而材料不同，分別將A和D兩電阻絲接入電路中M、N兩點間時，電流表示數(shù)不相同，由此，初步得到的結(jié)論是：長度和橫截面積相同時，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)．
（3）有同學(xué)認(rèn)為：可以根據(jù)燈泡亮度的變化來判斷接入的電阻絲阻值的變化情況．老師指出：此實驗中這種方法不可�。�這是因為電源電壓一定時，所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化不明顯．
（4）細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線，導(dǎo)線的橫截面積增大了，電阻值減小了，導(dǎo)線上消耗損失的電能也就減小了，從而起到節(jié)能的效果．
故答案為：（1）控制變量；（2）A、B；②；③；導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)；（3）不明顯；（4）減小；減小．

點評 本題是一道實驗題，考查了影響導(dǎo)體對電流的阻礙作用與導(dǎo)體的長度和橫截面積的關(guān)系，解題時注意控制變量法的應(yīng)用，分析實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)導(dǎo)體條件的不同及對應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)的不同得出結(jié)論，是正確解題的前提與關(guān)鍵．