[题目]实验桌上有满足实验要求的电源.电阻箱.滑动变阻器.开关各一个.已调零的电流表和电压表各一块.导线若干.小明利用上述实验器材“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系 .小明的主要实验过程如下:①如图所示.连接实验电路.将电阻箱的阻值R调为5Ω.记录阻值R.②闭合开关S.用电压表测量电阻箱两端的电压U.用电流表测量通过电阻箱的电流I.记录U� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】实验桌上有满足实验要求的电源、电阻箱、滑动变阻器、开关各一个，已调零的电流表和电压表各一块，导线若干。小明利用上述实验器材“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”。小明的主要实验过程如下：

①如图所示，连接实验电路。将电阻箱的阻值R调为5Ω，记录阻值R。

②闭合开关S，用电压表测量电阻箱两端的电压U，用电流表测量通过电阻箱的电流I，记录U和I的数值。

③断开开关S，将电阻箱的阻值R调为10Ω。闭合开关S，记录电压U、电流I和阻值R的数值。

④仿照步骤③再做四次实验，每次改变电阻箱阻值，记录各次相应的电压U、电流I和阻值R的数值。

请根据以上叙述回答下列问题：

（1）小明的实验过程中，存在的问题是：。

（2）请你针对小明实验过程中存在的问题，写出改进措施：。

【答案】（1）实验中没有控制电阻箱两端电压不变（或：没有控制电压表示数不变）；（2）在步骤③闭合开关S后加入：调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为U。

【解析】

试题分析：（1）在探究电流与电阻的关系时，应利用控制变量法，也就是要控制电阻两端的电压一定，而在本实验中没有控制电阻箱两端电压不变；（2）在步骤③闭合开关S后加入：调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为U。

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纳米材料的小尺寸效应

物质的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳米材料”。

纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象。随着颗粒尺寸变小，在一定条件下会引起颗粒性质改变。由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”。纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：

1．特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色。尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑。金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于l％，约几微米厚度就能完全消光。利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能。还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等。

2．特殊热学性质：通常晶体具有固定的熔点，当晶体达到纳米尺寸时却截然不同。例如：金的熔点为1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃，直径为5nm的金粉熔点降低到830℃。此特性可应用于粉末冶金工业。

3．特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变。例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电。此外，纳米材料呈现出超顺磁性，科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领。

4．特殊力学性质：氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂。研究表明，人的牙齿具有高强度，是因为它由磷酸钙等纳米材料构成。纳米金属要比传统金属硬3～5倍。金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好，制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。

纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性，介电性能、声学特性以及化学性能等方面。

纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用，图34是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地。