Question

（2013?鞍山模擬）在“探究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中：
甲同學(xué)的猜想是：電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)．
乙同學(xué)的猜想是：電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)．
丙同學(xué)的猜想是：電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)．

金屬絲代號(hào)	材料	長(zhǎng)度/n	橫截面積/mm2
A	金屬甲	1	0.2
B	金屬甲	1	0.1
C	金屬乙	1	0.1
D	金屬乙	0.5	0.1

（1）現(xiàn)有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規(guī)格的金屬絲，規(guī)格如上表．選用導(dǎo)線A和B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以探究

丙

（選填“甲”“乙”或“丙”）同學(xué)的猜想．要想探究甲同學(xué)的猜想應(yīng)該選用

B、C

（選上面表格中導(dǎo)線的字母代號(hào)）兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路．為判斷a、b兩點(diǎn)間導(dǎo)線電阻的大小，小明應(yīng)注意觀察

電流表示數(shù)的變化

，具體指明該方案存在的不足：

若ab間導(dǎo)線電阻太小，使電流過大會(huì)燒毀電流表和電源

．
（3）小紅設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，當(dāng)她將一段導(dǎo)線接入a、b兩點(diǎn)間并閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，經(jīng)檢查電路無斷路、短路故障，你認(rèn)為燈不亮的原因是

ab間導(dǎo)線電阻太大，比燈泡的電阻大得多

，
（4）小剛設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路，該電路中燈泡的作用有哪些？①

由燈泡亮度可直觀比較阻值大小

；②

限流；防止燒毀電流表和電源

．
（5）小剛想用圖丙的電路驗(yàn)證“在電壓相同時(shí)，流過導(dǎo)體的電流跟電阻成反比”，于是選用了幾個(gè)阻值不同的定值電阻分別先后接入a、b兩點(diǎn)間．你認(rèn)為小剛的方案是否可行？請(qǐng)加以解釋？

不可行

，

ab間的電阻改變時(shí)，其兩端的電壓會(huì)改變，不能保證電壓相同

．

Answer 1

分析：（1）已知導(dǎo)線A和B的長(zhǎng)度和材料都相同，而橫截面積不同，根據(jù)控制變量法分析其探究的因素；要探究電阻與材料是否有關(guān)，應(yīng)控制除了材料以外的其余因素都相同．電阻的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積以及溫度．
（2）為判斷a、b兩點(diǎn)間導(dǎo)體電阻的大小，應(yīng)觀察電流表的示數(shù)變化，該電路的最大缺點(diǎn)是，當(dāng)電路電流較大時(shí)，容易燒壞電路元件．
（3）如果a、b間電阻太大，燈泡與電阻串聯(lián)，燈的分壓太小，遠(yuǎn)小于額定電壓，所以燈不亮．
（4）燈泡的接入，增大了電路電阻，使電路電流不至于太大，對(duì)電路起保護(hù)作用，另外，通過燈的亮度也可知電路電流的變化．
（5）小剛的設(shè)計(jì)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�因�(yàn)楫?dāng)改變電阻長(zhǎng)度時(shí)，電路總電阻變了，ab間的電壓也變了，無法由歐姆定律判斷電阻的大小變化．

解答：解：（1）因?yàn)锳、B導(dǎo)線的長(zhǎng)度和材料均相同，而橫截面積不同，因此選用導(dǎo)線A和B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以探究丙同學(xué)的猜想；
要探究甲同學(xué)的猜想，根據(jù)控制變量法的思路，應(yīng)該控制導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積都不變，因此應(yīng)該選擇導(dǎo)線B和C．
（2）為判斷a、b兩點(diǎn)間導(dǎo)體電阻的大小，應(yīng)知道流過電阻的電流大小，所以應(yīng)注意觀察電流表的示數(shù)變化．該電路無保護(hù)電阻，當(dāng)ab間電阻太小時(shí)，可導(dǎo)致電路中電流過大，燒壞電路中的元件．
（3）燈泡與電阻串聯(lián)，電路無任何故障，但燈不亮，是因?yàn)殡娐分衋b間導(dǎo)線電阻太大，比燈泡的電阻大得多，燈的分壓太小，燈兩端的電壓遠(yuǎn)小于燈的額定電壓，故燈不亮．
（4）圖乙所示的電路，燈泡與電阻串聯(lián)，一方面增大了電路電阻，對(duì)電路起限流；防止燒毀電流表和電源；另一方面，通過燈泡的亮暗變化，也可以可直觀比較阻值大小．
（5）圖丙的電路，由電路中電流表可以讀出流經(jīng)電阻的電流大小，電阻與燈串聯(lián)，當(dāng)電路電阻一定時(shí)，電阻兩端的電壓也一定，由歐姆定律I=

U

I

，可求出電阻R=

U

I

．按照設(shè)計(jì)的電路，當(dāng)ab間電阻長(zhǎng)度變化時(shí)，ab間電阻也發(fā)生了變化，電路電流變了，從而ab間的電壓U也變了，由R=

U

I

，不能判斷電阻大小的變化，從而達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?BR>故答案為：（1）丙；B、C；
（2）電流表示數(shù)的變化；若ab間導(dǎo)線電阻太小，使電流過大會(huì)燒毀電流表和電源；
（3）ab間導(dǎo)線電阻太大，比燈泡的電阻大得多．
（4）①由燈泡亮度可直觀比較阻值大小；②限流；防止燒毀電流表和電源；
（5）不可行．a(chǎn)b間的電阻改變時(shí)，其兩端的電壓會(huì)改變，不能保證電壓相同．

點(diǎn)評(píng)：本題通過“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生分析電路的能力，以及應(yīng)用歐姆定律分析問題解決問題的能力，難度較大．