Question

17．小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想．
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关．
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示

编号	材料	长度/m	横截面积/mm2
A	镍铬合金	0.25	1.0
B	镍铬合金	0.50	1.0
C	镍铬合金	0.25	2.0
D	锰铜合金	0.25	1.0

（1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点：
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小．
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小．
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表．
你赞同小亮 （选填：“小明”、“小红”或“小亮”）的观点．
（2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟电阻丝A、C（选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小．
（3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同（I_A＞I_B），分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟导体的长度的关系，其结论是当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大．
（4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想三（选填“一”、“二”或“三”）的实验验证．
（5）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法．下列4个实验中没有用到此方法的是C
A．探究影响弦乐器音调的因素实验
B．探究影响压力作用效果的因素实验
C．探究平面镜成像的特点实验
D．探究影响摩擦力大小的因素实验．

Answer 1

分析 （1）电流表串联在电路中，电源电压一定，导体电阻越大，电路电流越小，导体电阻越小，电路电流越大，可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小，根据串联电路的特点分析小灯泡的作用．
（2）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变．

解答 解：
（1）在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，同时灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表，故小亮的观点正确；
（2）要验证猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验．
（3）A、B两根电阻丝材料相同、横截面积相同，长度不同，可以探究导体的电阻与导体的长度的关系．
分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大．
（4）要探究电阻大小与导体材料的关系时，需保证电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证．
（5）A．因为电路与电压、电阻都有关系，在探究电流与电压、电阻的关系实验中运用了控制变量法；
B．压力的作用效果跟压力大小、受力面积有关，在探究影响压力作用效果的因素实验中运用了控制变量法；
C．在探究“平面镜成像特点”实验中用到的是等效替代法；
D．摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关，在探究影响摩擦力大小的因素实验中运用了控制变量法．
以上4个实验中没有运用控制变量法的是C．
故答案为：（1）小亮；（2）A、C； （3）导体的长度；当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大；（4）三；（5）C．

点评 探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想，电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的，这里采用了转换法的思想．