Question

图甲学生设计的“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路：

几种合金丝，其规格如下表所示：

编号	材料	长度（m）	横截面积（m2）
A	镍铬合金	0.8	0.8
B	镍铬合金	0.5	0.5
C	镍铬合金	0.3	0.5
D	镍铬合金	0.3	1.0
E	康铜丝	0.3	0.5
F	康铜丝	0.8	0.8

（1）电路图中四种金属丝a、b、c、d应分别选上表中的

BCDE

（用编号表示）．
（2）实验时，将图甲中P端分别和1、2、3、4相接，通过比较

电流表

的示数，可探究出导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系．
（3）在交流与合作时，有位学生提出用图甲所示的电路，不仅能出导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系，还能探究能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，同学们在讨论时认为这种方法不可行，理由是

不能控制导体两端的电压相同

．
（4）在交流时，又有学生提出用图乙所示的电路，能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，同学们在讨论时认为这种方法是可行的，理由是

能控制通过导体的电流相同

．

Answer 1

分析：（1）要研究导体的电阻与导体长度、横截面积、材料三者之间的关系，而要求选取四根导线，根据控制变量法的思路，可以确定选取的导线．
（2）电阻是导体对电流的阻碍作用，电阻大小不能直接观察，但电阻变化引起电路电流的变化可以通过电流表指针的位置变化显示．
（3）要利用图甲装置来探究导体电阻与其影响因素的定量关系，首先要保证导体两端的电压不变，因此确定选择开关的位置改变时，这四根导线两端的电压是否相等是确定这种方案是否可行的依据．
（4）在图乙中，实际上是利用在串联电路中（I相同）导体两端的电压与导体的电阻成正比，通过电压表示数的大小来反映电阻大小的．

解答：解：
（1）要探究导体的电阻与材料、长度、横截面积三者的关系，就要求选取的四根导线中：有两根材料、横截面积相同、长度不同，用以探究电阻大小与长度的关系（BC满足条件）；有两根材料、长度相同，横截面积不同，用以探究导体的电阻与横截面积的关系（CD满足条件）；还要有两根长度、横截面积相同，材料不同，用以探究导体的电阻和材料的关系（CE满足条件）．
故答案为：BCDE．
（2）实验时，将图甲中P端分别和1、2、3、4相接，通过比较电流表的示数，可探究出导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系．
故答案为：电流表．
（3）当通过导体的电流相同时，根据欧姆定律可知，导体两端的电压与导体中的电流成正比，可以利用电压表的示数来反映导体电阻的大小．
根据欧姆定律可得：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．因此要用电流表来反映电阻的大小，首先要保证导体两端的电压相等．
而在图甲所示的电路中，当选择开关在不同位置时，不同的电阻丝接入电路．
不同电阻丝的阻值不同，导致了电路的总电阻不同，从而电路中的电流也不相同，滑动变阻器两端的电压也随之变化；
而电源电压不变，所以根据串联电路中电压的特点可知：电阻丝两端的电压等于电源电压减去滑动变阻器两端的电压，由于滑动变阻器两端的电压的变化，可以确定电阻丝两端的电压发生变化，因此该装置没有满足电压不变这一前提条件，所以这个电路不可行．
故答案为：不能控制导体两端的电压相同．
（4）图乙的方法因为组成了串联电路，所以保证了通过每段导线的电流都相同，从而可以研究电阻与影响因素的定量关系．
故答案为：能控制通过导体的电流相同．

点评：电阻的大小有三个因素决定，因此探究电阻与决定因素的关系时，要用到控制变量法，而导线的选取也正是以这个思路为依据进行选择．另外通过电流表示数的大小间接得到电阻的大小，采用的是转换法．