Question

在“探究導體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實驗中：
甲同學的猜想是：電阻可能與導體的材料有關(guān)．
乙同學的猜想是：電阻可能與導體的長度有關(guān)．
丙同學的猜想是：電阻可能與導體的橫截面積有關(guān)．

金屬絲代號	材料	長度/n	橫截面積/mm2
A	金屬甲	1	0.2
B	金屬甲	1	0.1
C	金屬乙	1	0.1
D	金屬乙	0.5	0.1

（1）現(xiàn)有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規(guī)格的金屬絲，規(guī)格如上表．選用導線A和B進行實驗，可以探究______（選填“甲”“乙”或“丙”）同學的猜想．要想探究甲同學的猜想應該選用______（選上面表格中導線的字母代號）兩根導線進行實驗．
（2）小明設(shè)計了如圖甲所示電路．為判斷a、b兩點間導線電阻的大小，小明應注意觀察______，具體指明該方案存在的不足：______．
（3）小紅設(shè)計了如圖乙所示的電路，當她將一段導線接入a、b兩點間并閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，經(jīng)檢查電路無斷路、短路故障，你認為燈不亮的原因是______，
（4）小剛設(shè)計了如圖丙所示電路，該電路中燈泡的作用有哪些？①______；②______．
（5）小剛想用圖丙的電路驗證“在電壓相同時，流過導體的電流跟電阻成反比”，于是選用了幾個阻值不同的定值電阻分別先后接入a、b兩點間．你認為小剛的方案是否可行？請加以解釋？______，______．

Answer 1

解：（1）因為A、B導線的長度和材料均相同，而橫截面積不同，因此選用導線A和B進行實驗，可以探究丙同學的猜想；
要探究甲同學的猜想，根據(jù)控制變量法的思路，應該控制導體的長度、橫截面積都不變，因此應該選擇導線B和C．
（2）為判斷a、b兩點間導體電阻的大小，應知道流過電阻的電流大小，所以應注意觀察電流表的示數(shù)變化．該電路無保護電阻，當ab間電阻太小時，可導致電路中電流過大，燒壞電路中的元件．
（3）燈泡與電阻串聯(lián)，電路無任何故障，但燈不亮，是因為電路中ab間導線電阻太大，比燈泡的電阻大得多，燈的分壓太小，燈兩端的電壓遠小于燈的額定電壓，故燈不亮．
（4）圖乙所示的電路，燈泡與電阻串聯(lián)，一方面增大了電路電阻，對電路起限流；防止燒毀電流表和電源；另一方面，通過燈泡的亮暗變化，也可以可直觀比較阻值大�。�
（5）圖丙的電路，由電路中電流表可以讀出流經(jīng)電阻的電流大小，電阻與燈串聯(lián)，當電路電阻一定時，電阻兩端的電壓也一定，由歐姆定律I=，可求出電阻R=．按照設(shè)計的電路，當ab間電阻長度變化時，ab間電阻也發(fā)生了變化，電路電流變了，從而ab間的電壓U也變了，由R=，不能判斷電阻大小的變化，從而達不到實驗目的．
故答案為：（1）丙；B、C；
（2）電流表示數(shù)的變化；若ab間導線電阻太小，使電流過大會燒毀電流表和電源；
（3）ab間導線電阻太大，比燈泡的電阻大得多．
（4）①由燈泡亮度可直觀比較阻值大��；②限流；防止燒毀電流表和電源；
（5）不可行．a(chǎn)b間的電阻改變時，其兩端的電壓會改變，不能保證電壓相同．
分析：（1）已知導線A和B的長度和材料都相同，而橫截面積不同，根據(jù)控制變量法分析其探究的因素；要探究電阻與材料是否有關(guān)，應控制除了材料以外的其余因素都相同．電阻的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積以及溫度．
（2）為判斷a、b兩點間導體電阻的大小，應觀察電流表的示數(shù)變化，該電路的最大缺點是，當電路電流較大時，容易燒壞電路元件．
（3）如果a、b間電阻太大，燈泡與電阻串聯(lián)，燈的分壓太小，遠小于額定電壓，所以燈不亮．
（4）燈泡的接入，增大了電路電阻，使電路電流不至于太大，對電路起保護作用，另外，通過燈的亮度也可知電路電流的變化．
（5）小剛的設(shè)計不能達到實驗目的，因為當改變電阻長度時，電路總電阻變了，ab間的電壓也變了，無法由歐姆定律判斷電阻的大小變化．
點評：本題通過“探究影響導體電阻大小的因素”實驗，考查了學生分析電路的能力，以及應用歐姆定律分析問題解決問題的能力，難度較大．