Question

12．學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻知識(shí)后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)電流與水管中的水流相似、電壓與水壓差相似．李明和同學(xué)們提出：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用可能與水管對(duì)水流的阻礙作用相似，所以影響導(dǎo)體電阻大小的因素，他們提出了以下猜想：
猜想一：（類比管道長短）導(dǎo)體電阻大小可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)；
猜想二：（類比管道粗細(xì)）導(dǎo)體電阻的大小可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)．
于是他們從實(shí)驗(yàn)室老師那兒借來了某合金材料制成的各種長度和橫截面積的電阻絲，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．
（1）連接電路時(shí)，開關(guān)S應(yīng)處于斷開 狀態(tài)（選填“斷開”或“閉合”），閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于b （選填“a”或“b”）位置；
（2）閉合開關(guān)后，他們發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，但電壓表示數(shù)接近電源電壓，你判斷他們的電路出現(xiàn)的故障可能是電阻絲處斷路．
（3）電路連接正確后，他們經(jīng)過認(rèn)真測量，得到了下表所示的數(shù)據(jù)：
比較表中數(shù)據(jù)，要驗(yàn)證他們的猜想一，可選哪三組數(shù)據(jù)做比較？1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）；
比較表中數(shù)據(jù)，要驗(yàn)證他們的猜想二，可選哪三組數(shù)據(jù)做比較？1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）；
（4）本實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是控制變量法；
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)影響電阻的因素沒有研究，這個(gè)因素是材料；

物理量序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	…
長度L/m	2.0	4.0	6.0	2.0	4.0	6.0	2.0	4.0	6.0	…
橫截面S/mm2	1.0	1.0	1.0	2.0	2.0	2.0	4.0	4.0	4.0	…
電阻R/Ω	2.0	4.0	6.0	1.0	2.0	3.0	0.5	1.0	1.5	…

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（2）電流表無示數(shù)，電路發(fā)生斷路，電壓表等于電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）根據(jù)影響電阻的因素及控制變量法進(jìn)行分析；
（4）導(dǎo)體的電阻與多個(gè)因素有關(guān)，探究過程中應(yīng)用控制變量法；
（5）電阻大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，通常情況下忽略溫度的影響，根據(jù)其分析即可．

解答 解：
（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；由電路圖知，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于b端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大；
（2）電流表無示數(shù)，電路發(fā)生斷路，電壓表等于電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的電阻絲斷路；
（3）根據(jù)題意，導(dǎo)體的材料和溫度是相同的；
要探究電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系，需使橫截面積相同，則需選擇1、2、3（或4、5、6或7、8、9）進(jìn)行比較；
要探究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，需使導(dǎo)體的長度相同，則需選擇1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；
（4）由（3）分析知，實(shí)驗(yàn)中用到了控制變量法；
（5）由于導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，通常情況下忽略溫度的影響，實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)探究了電阻與長度和橫截面積的關(guān)系，還未探究電阻與材料的關(guān)系．
故答案為：
（1）斷開；b；
（2）電阻絲處斷路；
（3）1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）；1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）；
（4）控制變量法；
（5）材料．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究影響電阻大小的因素實(shí)驗(yàn)，主要考查了控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，控制變量法是物理實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)方法，應(yīng)熟練掌握．