Question

在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们作了如下的猜想：
猜想A：导体的电阻可能跟导体的材料有关
猜想B：导体的电阻可能跟导体的长度有关
猜想C：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关
现有以下器材：待用金属丝的规格如下表、电源（电压未知）、小灯泡、开关和若干导线．

序号	材料	长度/m	横截面积/mm2
1	锰铜合金丝	0.5	0.1
2	镍铬合金丝	0.5	0.1
3	镍铬合金丝	0.5	0.2
4	镍铬合金丝	1	0.1

（1）为了验证上述A猜想是否正确，小明选择序号为______的两根金属丝，将金属丝分别接入如图15所示的A、B间，闭合开关，观察灯泡的亮暗来比较金属丝电阻的大小．此实验采用的方法叫______．
（2）小明选择序号为2、3两根金属丝，将金属丝分别接入A、B间，闭合开关，观察到灯泡第一次的亮度小于第二次的亮度，说明第二次接入电路的金属丝的阻值______（填“较大”或“较小”）．由此可验证上述______（填“A”、“B”或“C”）猜想，结论是______．
（3）在探究导体的电阻可能跟导体的长度有关的实验时，小灯泡已被损坏了，如果仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否有关，给你换用一只电压表，请画出一个能探究该实验原理的电路图．（用“”表示金属丝，导线根数不限）
（4）除了上述猜想外，请你再提出一个导体的电阻跟哪些因素有关的猜想______，并举一实例来验证你的猜想______．

Answer 1

解：（1）研究电阻与导体材料的关系，要保持导线的长度和横截面积相同而材料不同，所以选1、2两根导线；该实验中通过观察灯泡的亮暗来比较金属丝电阻的大小，这种方法是转化法；
（2）第一次的亮度小于第二次的亮度，说明第一次通过接入电阻丝的电流小，电阻丝的电阻大，第二次通过接入电阻丝的电流大，电阻丝的电阻较小；
序号为2、3的两根电阻丝，材料相同、长度相同，只是横截面积不同，所以由此实验可以验证导体的电阻可能跟导体的横截面积是否有关；
通过实验得到的结论是：在材料、长度相同的情况下，导体横截面积越大，电阻越小；
（3）如果换用电压表来做实验，要根据串联电阻的分压作用--导体两端的电压与其电阻成正比，依此来设计实验，即让两电阻串联，观察两电压表的示数来比较电阻的大小，电路图如下：
或
（4）除了上述猜想外，导体的电阻可能跟导体的温度有关；
例如：家里的白炽在刚开灯的瞬间，灯丝的温度低，通过的电流大，灯丝容易烧断．
故答案为：（1）1、2；控制变量法；（2）较小；C；在材料、长度相同的情况下，导体横截面积越大，电阻越小；（3）电路图如上图所示；
（4）导体的电阻可能跟导体的温度有关；家里的白炽在刚开灯的瞬间，灯丝容易烧断．
分析：导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，在研究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时需根据控制变量法进行分析．
（1）在探究电阻跟材料的关系时，需控制导体的横截面积、长度相同，材料不同．
（2）从题目中找出2、3的相同因素和不同因素，研究的是电阻与不同因素的关系．
（3）根据串联电路的分压作用--导体两端的电压与其电阻成正比来做出分析；
（4）导体的电阻和温度有关，随着温度的升高其电阻不断增大．
点评：本探究实验中用到了两种物理学方法：一是控制变量法，二是转换法（通过电流大小比较电阻大小），注意物理实验方法在物理实验中的运用．同时考查了学生分析电路的能力，以及应用欧姆定律分析问题解决问题的能力，难度较大．