Question

13．小明用一个电压表，两节干电池、两个开关和若干导线，设计了如图所示的电路图，用来判断两段材料不同、长度、横截面积都相同的甲、乙两根合金丝电阻的大小，要求实验过程中各元件的位置固定不变．
（1）实验的主要步骤：①闭合开关S₁和S₂，读出电压表的示数U₁；
②闭合开关S₂，断开开关S₁，读出电压表的示数U₂；
（2）分析并得出的结论：甲合金丝两端的电压为U₁-U₂，乙合金丝两端的电压为U₂，根据欧姆定律，导体两端的电压等于电流和电阻的乘积，而串联电路中，电流处处相等，所以导体电压之比等于电阻之比，所以比较U₁-U₂和U₂的大小关系，若U₁-U₂＞U₂，则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻；若U₁-U₂＜U₂，则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻；若U₁-U₂=U₂，则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻．

Answer 1

分析 根据串联电路的特点，电阻之比等于电压之比，所以可根据电压大小关系判断电阻大小关系，又因为电阻越大说明对电流的阻碍作用越大，导电性能越差，影响电阻大小的因素有长度、横截面积、材料和温度，因为长度、横截面积都相同，又不考虑温度对电阻的影响，则可判断两种材料导电性能的强弱．

解答 解：
（1）根据串联电路的特点，电阻之比等于电压之比，所以可根据电压大小关系判断电阻大小关系，据此实验步骤如下：
①闭合开关S₁和S₂，读出电压表的示数U₁；
②闭合开关S₂，断开开关S₁，读出电压表的示数U₂；
（2）分析并得出的结论：甲合金丝两端的电压为U₁-U₂，乙合金丝两端的电压为U₂，根据欧姆定律，导体两端的电压等于电流和电阻的乘积，而串联电路中，电流处处相等，所以导体电压之比等于电阻之比，所以比较U₁-U₂和U₂的大小关系，若U₁-U₂＞U₂，则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻；若U₁-U₂＜U₂，则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻；若U₁-U₂=U₂，则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻．
故答案为：
（1）①闭合开关S₁和S₂，读出电压表的示数U₁；
②闭合开关S₂，断开开关S₁，读出电压表的示数U₂；
（2）甲合金丝两端的电压为U₁-U₂，乙合金丝两端的电压为U₂，根据欧姆定律，导体两端的电压等于电流和电阻的乘积，而串联电路中，电流处处相等，所以导体电压之比等于电阻之比，所以比较U₁-U₂和U₂的大小关系，若U₁-U₂＞U₂，则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻；若U₁-U₂＜U₂，则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻；若U₁-U₂=U₂，则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻．

点评 本题是探究影响电阻大小的因素，能够根据电压的大小判断出电阻的大小是关键，分析时注意控制变量法的应用，此题有一定的拔高难度，属于难题．