Question

18．在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗中，小明設(shè)計了如圖1電路．
（1）本實驗中，小明通過觀察燈泡的亮度現(xiàn)象，來粗略判斷a、b兩點間導體電阻的大小．
（2）考慮到當a、b兩點間導體電阻的大小差別不大時，燈泡亮度變化不明顯，另有甲、乙兩位同學分別對小明的電路作了如下的改進：甲把燈泡更換為電流表；乙在原電路中串聯(lián)接入電流表．你認為乙同學的改進更好一些，理由是除了可以精確反映電阻值大小的微小差別外，多一個燈泡還可以起到保護電路的作用．
（3）小亮設(shè)計了如圖2所示的電路圖，做“探究導體電阻大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，在A、B間接入表中待研究的電阻絲，電源電壓U恒定，

序號	材料	長度	橫截面積
1	錳銅合金絲	L	S
2	鎳鉻合金絲	L	S
3	鎳鉻合金絲	L	2S
4	鎳鉻合金絲	2L	S

①小亮選擇序號為2、4的兩根電阻絲來探究探究導體電阻大小與導體長度的關(guān)系．
②依次把序號為2、3的兩根電阻絲與A、B的兩端連接，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)接序號為3的電阻絲時電流表的示數(shù)大，由此可以得出的結(jié)論是在導體的材料、長度相同時，導體的橫截面積越大，電阻越小．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電阻是阻礙電流大小的因素，而與其串聯(lián)的燈泡通過燈泡的明暗程度可以反映電流的大小進行分析；
（2）電路的總電阻越大，電路中的電流會越小，電路以及電路中的各元件越安全，因此根據(jù)保護電路的思路進行分析；
（3）影響電阻大小的因素有：材料、長度、橫截面積這三個，要研究電阻與某個決定因素的關(guān)系，就要根據(jù)控制變量法的思路，來選取合適符合條件的金屬絲：即只有要研究的那個因素不同，其余的其他的幾個因素相同，這種方法物理學上叫做控制變量法．

解答 解：
（1）因為通過燈泡的電流越大，燈泡越亮，因此a、b間的電阻越大，電路中的電流越小，燈泡的越亮；反之，燈泡越暗；故根據(jù)燈泡的亮度反映a、b間電阻的大小；
（2）將燈泡換為電流表，a、b間的電阻決定電路中的電流，因此，當a、b間電阻過小時，電流會過大，電路可能會被燒壞；
在原電路中串聯(lián)一個電流表，燈泡可以起到保護電路的作用．因此乙同學的方案更好，可以起到保護電路的作用；
（3）①要研究電阻與導體長度有關(guān)，應(yīng)選用導線材料、橫截面積都相同，長度不同的導線，故2、4符合要求；
②導線2、3的材料、長度都相同，導線3的橫截面積是導線2橫截面積的2倍，通過導線3的電流大，說明導線3的電阻小于導線2的電阻，說明在導體的材料、長度相同時，導體的橫截面積越大，電阻越小．
故答案為：（1）燈泡的亮度；（2）乙；保護電路；（3）①2、4；②在導體的材料、長度相同時，導體的橫截面積越大，電阻越小．

點評 本題通過影響電阻大小的實驗，考查電路的組成以及歐姆定律的應(yīng)用，本題的關(guān)鍵是知道燈泡中的電流可以影響燈泡的亮度，要學會應(yīng)用控制變量法來解決物理問題．