Question

4．张明同学想探究影响导体电阻大小的有关因素，他想到道路越细长就越难走，所以猜想电阻大小与导体的长度和横截面积有关．于是，他找来了同种材料制成的各种长度和横截面积的金属线，并设计了如图甲所示的电路．

（1）请你根据电路图，用笔画线帮助他把图乙中的元件连成实验电路（电流表选0～0.6A量程）．
（2）在连接电路的过程中，开关应处于断开状态，闭合开关之前，首先要将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（或A）的位置上．
（3）张明同学利用上述装置做“探究决定电阻大小的因素”实验，经过测量记录数据如表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
长度L（cm）	10	20	40	10	20	40	10	20	40
横截面积 S（mm2）	1.0	1.0	1.0	2.5	2.5	2.5	4.0	4.0	4.0
电流I（A）	0.2	0.1	0.05	0.5	0.25	0.125	0.8	0.4	0.2

①分析第1，2，3（或4，5，6；或7，8，9）次实验数据可以得出结论：同种材料，在横截面积相同的情况下，导体越长，导体的电阻越大．
②分析第1，4，7（或2，5，8；或3，6，9）次实验数据可以得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小．
（4）这次找到的金属线都是用同种材料制成的，不同材料对导体电阻的大小有没有影响呢？
请你帮助张明同学设计一个实验来探究导体材料对电阻的大小有无影响，写出实验的主要过程及判断方法．

Answer 1

分析 （1）连接实物图要根据电路图去连接，注意电流表的量程、正负接线柱、滑动变阻器的连接方法；
（2）根据连接电路时应该注意的问题可以确定开关所处的状态以及滑动变阻器滑片P的位置；
（3）结论的得出要从选用器材的异同点，结合控制变量法的思想去突破，
①比较表中的第l、2、3或4，5，6；或7，8，9组数据的材料、长度、横截面积的异同点，结合三者电阻的大小关系可得结论；
②比较电阻丝1、4、7或2、5、8或3、6、9的材料、长度、横截面积的异同点，结合三者电阻的大小关系；
（4）研究“导体电阻与材料有关”，根据控制变量法的思想，应该控制导体的长度和横截面积相同，改变导体的材料，记录电流表的示数，分析电阻与材料的关系．

解答 解：
（1）将实物图按照电路图的连接情况一一对应连接，如下图所示：

（2）为了保护电路，开关要处于断开状态，滑动变阻器的滑片P要位于最大阻值处，由于此时滑片右边的电阻接入电路，所以P位于最左边的A点时的阻值最大；
（3）①根据表中的数据，比较电阻丝1、2、3可看出，这些电阻丝的材料、横截面积相同，且越长的电阻越大，故得出结论：导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大；
②比较电阻丝1、4、7或2、5、8或3、6、9实验数据能看出，此时实验中导体的材料、长度相同，横截面积越大的电阻越小，故得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小；
（4）研究“导体电阻导体材料的关系”，需要控制导体的长度和横截面积相同，改变导体的材料，可以通过电流表测量电路中的电流，或通过小灯泡亮度反映导体电阻的变化；
实验过程：将电源、开关、导线、电流表、电阻丝串联，观察电流表的示数，再把不同材料、长度和横截面积相同的电阻丝接入电路，观察电流表的示数是否发生变化，如果电流表的示数发生变化，说明导体的电阻与导体的材料有关．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；阻值最大 （或A）；（3）①越大；②导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小；（4）见解答过程．

点评 知道电路连接时的注意事项，并能利用控制变量法进行分析是解决该题的关键．