Question

9．在探究“導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的問題時，某老師引導(dǎo)學(xué)生作了如下的猜想：
猜想1：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；
猜想2：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的長度有關(guān)；
猜想3：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的材料有關(guān)．
圖1中是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的器材，演示板上固定了四條金屬電阻絲，a、b、c三條長度均是1m，d的長度0.5m；a、b的橫截面積相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的橫截面積大于a；a、d的材料和橫截面積都相同，

（1）在探究電阻跟橫截面積的關(guān)系時，可依次把M、N跟a、c的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)，分析比較這兩根金屬絲電阻的大�。�
（2）依次把M、N跟a、d的兩端連接，閉合開關(guān)，記下電流表示數(shù)，分析比較a、d兩根金屬絲電阻的大小，可探究電阻跟長度的關(guān)系，其結(jié)論是：在導(dǎo)體材料和橫截面積相同時，導(dǎo)體越長，電阻越大．
（3）以上方法在研究物理問題時經(jīng)常用到，被稱為控制變量法．試根據(jù)學(xué)過的物理知識再列出兩例用這種方法研究的問題：研究電流與電壓和電阻的關(guān)系．
（4）一般說來，所有物體都有電阻．探究過程中，又有同學(xué)提出猜想4：電阻還可能跟溫度有關(guān)．請用一個如圖2廢燈泡的燈芯設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來研究這個問題，要求：①說出方法．②畫出電路圖．

Answer 1

分析 （1）控制變量法的核心是要研究兩導(dǎo)體電阻的大小與哪個因素有關(guān)，就要控制這兩個因素不同，同時也要控制兩導(dǎo)線其它因素相同．
（2）通過兩導(dǎo)線的異同點(diǎn)，結(jié)合控制變量法的思路可以確定探究的是電阻與哪個因素的關(guān)系．結(jié)論的得出要從條件中挖掘出電阻的不同是由哪個不同的條件引起的．
（3）研究一個物理量與其它多個物理量的關(guān)系時，要用到控制變量法，這是物理學(xué)中常用的一種方法．
（4）要探究電阻與溫度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，就要讓導(dǎo)體在其它因素不變的情況下，只改變導(dǎo)體的溫度，然后確定電阻的變化．

解答 解：（1）要研究電阻與橫截面積的關(guān)系，就要選用材料、長度都相同，橫截面積不同的兩導(dǎo)線作為實(shí)驗(yàn)器材．由題意可知a、c符合要求．
（2）比較a、d兩導(dǎo)線的異同點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，兩者的材料、橫截面積相同，而長度不同，由此可知探究的是電阻與長度的關(guān)系．結(jié)論為：在導(dǎo)體材料和橫截面積相同時，導(dǎo)體越長，電阻越大．
（3）物理學(xué)中探究一個物理量與多個物理量的關(guān)系時，要用到控制變量法，如：①研究電流與電壓和電阻的關(guān)系；②研究壓強(qiáng)與壓力和受力面積的關(guān)系；③研究物體的動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系
（4）①用導(dǎo)線把廢燈炮燈芯和電源、開關(guān)、電流表連成電路，再用酒精燈給燈芯加熱，同時觀察電流表示數(shù)的變化，并進(jìn)行分析，從而得出電阻與溫度的關(guān)系．
②用導(dǎo)線將電源、開關(guān)、電阻和電流表順次連接起來．如圖所示：

故答案為：（1）a、c；
（2）長度；在導(dǎo)體材料和橫截面積相同時，導(dǎo)體越長，電阻越大（或?qū)�體越長，電阻越大，或?qū)�體電阻跟長度成正比等）；
（3）研究電流與電壓和電阻的關(guān)系（或研究壓強(qiáng)與壓力和受力面積的關(guān)系；研究物體的動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系等）；
（4）①方法：用導(dǎo)線把廢燈炮燈芯和電源、開關(guān)、電流表連成圖示電路，再用酒精燈給燈芯加熱，同時觀察電流表示數(shù)的變化，并進(jìn)行分析，探究結(jié)論．②電路圖略．

點(diǎn)評 本題考查影響電阻大小的因素探究實(shí)驗(yàn)，通過本類型題的練習(xí)會使自己的邏輯思維更加嚴(yán)密；控制變量法在實(shí)驗(yàn)中具體的運(yùn)用和學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力是此題考查的主要目的．