Question

15．小明和小华做“探究导体电阻的大小与长度关系”的实验，他们准备在如图所示电路的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响：
（1）实验中他们将通过观察电流表的示数变化或灯泡的亮暗来比较灯丝电阻的大小．
（2）正确选择电阻丝后，他们将所选择的电阻丝分别接入A、B两点间．闭合开关，实验中两次电流表的指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的电阻大（选填“大”或“小”），同时小华发现第二次实验中灯泡不亮，你认为的原因是灯的实际功率太小．
（3）以上判断电阻大小的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是C
A、水压使水管中形成水流，类似的电压使电路中形成电流
B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可以将物质分为三态
C、通过观察鼓面上跳动的纸屑，可以知道发声的物体在振动
D、研究滑动摩擦力与压力大小的关系，应控制接触面的粗糙程度相同
（4）科学研究表明：在导体的材料、截面积和温度相同的条件下，导体的电阻与长度成正比关系．你认为他们用上述的方案能否得到这个结论？请用欧姆定律加以解释．

Answer 1

分析 （1）电源电压不变、灯泡电阻不变，接入电路的电阻不同，电路中电流变化，灯泡亮度不同，可观察电流表示数变化或灯泡的亮暗来比较电阻的大小．
（2）在电压一定的情况下，电路电阻越大，电路电流越小，反之电路电阻越小，电路电流越大，根据电路电流的大小可以判断电阻阻值的大小．
（3）导体电阻的大小是通过电流的大小来反映的，这在物理学中称之为“转换法”；分析各选项所用的实验方法，然后答题．
（4）要根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，当电压相同时，导体中的电流与电阻成反比，在电路图中，导体与灯泡串联，所以当换接导体时，导体两端的电压也会发生变化．

解答 解：
（1）不同的电阻丝电阻不同，将电阻丝分别接入A、B间时，电路电流不同、灯泡的亮度不同，可观察电流表的示数变化或灯泡的亮暗来比较电阻丝电阻的大小．
（2）电源电压一定，电路电阻越大，电路电流越小，第二次实验时电流表示数小于第一次实验时电流表的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较大；
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡越暗，灯泡的实际功率越小；
（3）判断电阻大小的方法是转换法；
A、水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流，应用了类比法；
B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态，应用了归纳法；
C、通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小，应用了转换法；
D．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同，应用了控制变量法；故选C．
（4）根据欧姆定律，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比；灯泡与电阻丝串联，不能控制电阻丝两端的电压保持不变，因此不能研究导体的电阻与长度的比例关系；
故答案为：
（1）电流表的示数变化或灯泡的亮暗；
（2）大；灯的实际功率太小；
（3）C；
（4）不能；根据欧姆定律，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，此方案不能控制电阻丝两端的电压保持不变．

点评 本题考查了影响导体电阻大小的因素；该题探究的过程中用到了两种物理学方法：一是控制变量法，二是转换法．同时涉及到了欧姆定律公式的应用．