Question

10．在研究電阻的大小與哪些因素有關時，小明猜想電阻與電壓、電流有關，小李猜想電阻與導體的長度、橫截面積有關．他們設計了如圖所示的電路，選用同種材料制成的不同導體、若干節(jié)干電池及其他必要器材進行實驗．
（1）在設計電路時，小明認為還需在M、N兩端并聯(lián)一個電壓表才能正確測出導體兩端的電壓；小李認為干電池的電壓是已知的，所以實驗中不需要電壓表；經(jīng)討論后他們達成了共識并完成了實驗．你認為小李（選填“小明”或“小李”）的觀點是錯誤的．
（2）兩位同學正確連接電路，并將實驗測得數(shù)據(jù)記錄在表一、表二和表三中．

表一　　導體A 長度0.4米　橫截面積0.3毫米2					表二　導體B 長度1.2米　橫截面積0.3毫米2					表三　導體C 長度1.5米　橫截面積0.3毫米2
實驗序號	1	2	3		實驗序號	4	5	6		實驗序號	7	8	9
U（V）	1.2	2.4	3.6		U（V）	2.4	3.6	4.8		U（V）	1.5	3.0	4.5
I（A）	0.30	0.60	0.90		I（A）	0.20	0.30	0.40		I（A）	0.10	0.20	0.30

分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)，可判斷小明（選填“小明”或“小李”）的猜想是正確的．
分析比較表一和表二和表三中的數(shù)據(jù)，可初步得出：材料和橫截面積相同的導體，長度越長，電阻越大．
（3）為了在表三的基礎上繼續(xù)研究導體的電阻與導體橫截面積的關系，請你在表四中填寫需選用這種材料制成的導體還需滿足的條件．

表四
導體	長度 （米）	橫截面積 （毫米2）
D
E

小明認為在后續(xù)實驗中，D、E兩端的電壓必須與表三中的電壓值相同；小李認為在后續(xù)實驗中，通過D、E的電流必須與表三中的電流值相同．請你判斷：小明的觀點是錯誤的，小李的觀點是錯誤的．（均選填“正確”或“錯誤”）

Answer 1

分析 （1）一節(jié)干電池的電壓是1.5V，但在使用過程中，電流表和導線等會有一部分消耗；
（2）通過數(shù)據(jù)分析判斷出對錯，利用控制變量法分析得出結論；
（3）研究導體的電阻與導體橫截面積的關系，需要控制材料相同，長度相同，結合數(shù)據(jù)完成表格；
（4）影響電阻大小的因素是材料、長度和橫截面積，與導體兩端電壓和通過導體的電流無關．

解答 解：
（1）雖然干電池的電壓是已知的，但電流表和導線會分擔一部分電壓，從而導致M、N兩端電壓小于電源電壓，故小明的觀點是正確的，小李的觀點錯誤，只有通過電壓表的測量才能正確測出導體兩端的電壓；
（2）①比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)可知，在同一導體兩端的電壓增大時，通過導體的電流也增大，并且電壓與電流的比值相等，說明導體的電阻與導體兩端的電壓和流過導體的電流無關，故小明的觀點是錯誤的；
②比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)可知，在材料和橫截面積相同時，導體的長度越長，導體的電阻越大；
（3）表三中的導體C的長度是1.5m，橫截面積是0.3毫米²，根據(jù)控制變量法，選擇長度1.5m，橫截面積不是0.3毫米²的即可，如下表：

表四
導體	長度（米）	橫截面積（毫米2）
D	1.5	0.2
E	1.5	0.4

（4）影響電阻大小的因素是材料、長度和橫截面積，與導體兩端電壓和通過導體的電流無關，故小明和小李的觀點都是錯誤的．
故答案為：（1）小李；（2）小明；材料和橫截面積相同的導體，長度越長，電阻越大；（3）如上表格；錯誤；錯誤．

點評 本題是一道實驗探究題，探究影響導體電阻大小的因素，實驗中應用了控制變量法，解題時要注意控制變量法的應用．