Question

19．李明用如表中长度相同但规格不同的铅笔芯，探究铅笔芯的电阻跟哪些因素有关，表中所标B的级数反应了铅笔芯的硬度，数值越大，硬度越小，HB芯的硬度最大．所用电路如图甲所示．

长度相同的铅笔芯
代号	硬度	直径（mm）
A	HB	2.0
B	HB	1.0
C	2B	1.0
D	4B	1.0

（1）请完成图3电路的连接．闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器的最右端．（选填“最左端”、“最右端”或“正中间”）
（2）要探究铅笔芯的电阻与横截面积的关系，应将铅笔芯A和B分别接入电路中进行实验．（选填表中的铅笔芯代号）
（3）将铅笔芯B、C、D两端分别与M、N相连，测得B、C的电阻分别为20Ω、15Ω，而铅笔芯D两端的电压为2.4V，电流表示数（如图乙所示）为0.24A，则铅笔芯D的电阻为10Ω．这说明铅笔芯硬度越小，电阻越小．（选填“大”或“小”）
（4）用导电夹M、N夹住铅笔芯B的两端，当导电夹M向N端移动时，电压表的示数将减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．实验得出其电阻与长度的关系如图丙所示，可见铅笔芯的电阻与长度成正比．（选填“成正比”或“成反比”）

Answer 1

分析 （1）在连接电路中，开关应断开，在闭合开关前，滑片应移至最大阻值处；
（2）影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积这三个；要探究电阻大小的决定因素，就要运用控制变量法的方法去解决；
（3）确定电路表量程、最小分度值，读出电路表示数，由欧姆定律可求出待测电阻阻值；根据铅笔芯B、C、D的硬度和测量的电阻值，得出铅笔芯硬度与电阻的关系；
（4）当导电夹M向N端移动时，改变铅笔芯B连入电路的长度变短，电阻变小，从而得出电压表示数的变化；根据图象的特点可以判断R与L的关系．

解答 解：
（1）连接电路时，为防止电路中电流过大，开关S应当处于断开状态；
由于滑动变阻器接了下面的左边一个接线柱，所以在闭合开关前，滑片应移至最右端，使其阻值最大；
（2）电阻的决定因素由长度、材料、横截面积有关，要研究铅笔芯的电阻与横截面积的关系，就需要选取一组铅笔芯，它的材料、长度、硬度相同，只有横截面积不同，故选A和B；
（3）由图知，电流表的量程是0.6A，由电流表图示知，电流表的最小分度值是0.02A，电流表示数是0.24A；待测电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
铅笔芯B、C、D的硬度的关系是：B＜C＜D；电阻分别为20Ω、15Ω和10Ω，说明铅笔芯硬度越小，电阻越大；
（4）用导电夹M、N夹住铅笔芯B的两端，当导电夹M向N端移动时，铅笔芯B连入电路的长度变短，电阻变小，电压表示数的减小；
根据电阻与长度的关系图可知笔芯的电阻与长度成正比．
故答案为：（1）最右端；（2）A；B；（3）0.24；10；小；（4）减小；成正比．

点评 导体的电阻决定因素有四个，此题考查了其中的三个，这种题目一般要用到控制变量法去解决，本题同时考查了滑动变阻器的连接及使用，考查了电流表的读数以及电阻的计算．