Question

21、在探究“導體的電阻跟哪些因素有關”的問題時，某老師引導學生作了如下的猜想：
猜想1：導體的電阻可能跟導體的橫截面積有關；
猜想2：導體的電阻可能跟導體的長度有關；
猜想3：導體的電阻可能跟導體的材料有關．
如圖所示是他們進行實驗探究的器材，演示板上固定了四條金屬電阻絲，a、b、c三條長度均是1m，d的長度0.5m；a、b的橫截面積相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的橫截面積大于a；a、d的材料和橫截面積都相同，
（1）在探究電阻跟橫截面積的關系時，可依次把M、N跟

ac

的兩端連接，閉合開關，記下電流表的示數，分析比較這兩根金屬絲電阻的大小．
（2）依次把M、N跟a、d的兩端連接，閉合開關，記下電流表示數，分析比較a、d兩根金屬絲電阻的大小，可探究電阻跟

長度

的關系，其結論是：

在導體材料和橫截面積相同時，導體越長，電阻越大

．
（3）以上方法在研究物理問題時經常用到，被稱為控制變量法．試根據學過的物理知識再列出兩例用這種方法研究的問題：

研究電流與電壓和電阻的關系；

、

研究壓強與壓力和受力面積的關系；

．
（4）一般說來，所有物體都有電阻．探究過程中，又有同學提出猜想4：電阻還可能跟溫度有關．請用一個如圖廢燈泡的燈芯設計一個實驗來研究這個問題，要求：寫出實驗方法．

Answer 1

分析：（1）控制變量法的核心是要研究兩導體電阻的大小與哪個因素有關，就要控制這兩個因素不同，同時也要控制兩導線其它因素相同．
（2）通過兩導線的異同點，結合控制變量法的思路可以確定探究的是電阻與哪個因素的關系．結論的得出要從條件中挖掘出電阻的不同是由哪個不同的條件引起的．
（3）研究一個物理量與其它多個物理量的關系時，要用到控制變量法，這是物理學中常用的一種方法．
（4）要探究電阻與溫度的關系，根據控制變量法的思路，就要讓導體在其它因素不變的情況下，只改變導體的溫度，然后確定電阻的變化．

解答：解：（1）要研究電阻與橫截面積的關系，就要選用材料、長度都相同，橫截面積不同的兩導線作為實驗器材．由題意可知a、c符合要求．
（2）比較a、d兩導線的異同點，可以發現，兩者的材料、橫截面積相同，而長度不同，由此可知探究的是電阻與長度的關系．結論為：在導體材料和橫截面積相同時，導體越長，電阻越大．
（3）物理學中探究一個物理量與多個物理量的關系時，要用到控制變量法，如：①研究電流與電壓和電阻的關系；②研究壓強與壓力和受力面積的關系；③研究物體的動能與質量和速度的關系
（4）用導線把廢燈炮燈芯和電源、開關、電流表連成電路，再用酒精燈給燈芯加熱，同時觀察電流表示數的變化，并進行分析，從而得出電阻與溫度的關系．
故答案為：（1）a、c；
（2）長度；在導體材料和橫截面積相同時，導體越長，電阻越大（或導體越長，電阻越大，或導體電阻跟長度成正比等）；
（3）研究電流與電壓和電阻的關系；研究壓強與壓力和受力面積的關系；研究物體的動能與質量和速度的關系
（4）方法：用導線把廢燈炮燈芯和電源、開關、電流表連成電路，再用酒精燈給燈芯加熱，同時觀察電流表示數的變化，并進行分析，探究結論．

點評：控制變量法在實驗中具體的運用是此題考查的主要目的．