题目内容

在探究影响导体电阻大小的因素时,小明、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
编号材料长度/m横截面积/mm2
A镍铬合金0.50.5
B镍铬合金1.00.5
C镍铬合金0.51.0
D锰铜合金0.50.5
(1)为了验证猜想②,应该选用编号为______两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想______(填序号).
(2)实验中将电阻丝分别接在图所示的a、b两点间,有同学认为:通过观察灯泡亮度变化可粗略比较电阻丝阻值的大小,老师指出:此实验中这种方法不可取.这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化______选填(“明显”或“不明显”),要能比较准确比较电阻丝阻值的大小,可在原电路中串联接入______.

解:(1)若想研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变,只改变导体的横截面积,所以应选择A和C两电阻丝即可;
分析A、D两电阻丝不难看出,这两个电阻丝的长度、横截面积相同,只是材料不同,故能研究导体的导体的电阻与导体的材料有关的实验,即可以验证猜想③;
(2)由于电阻的大小是不便于直接观察的,实验中我们通过小灯泡的亮度来观察,即灯泡越亮,表明电阻越小.但电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化不明显,要能比较准确比较电阻丝阻值的大小,可在原电路中串联接入电流表.
故答案为:
(1)A与C;③;
(2)不明显;电流表.
分析:(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,所以在分析时应用控制变量的思维来考虑,即在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;若想研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变.
(2)在该实验中,由于电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电阻越小;但是种方法有缺点是灯泡亮度有时不明显,因此可换用电流表来进行实验.
点评:知道影响电阻大小的因素,并能利用控制变量的思维分析和判断是解决该题的关键.同时,通过灯泡或电流表来反映电阻的大小,体现了转换法的运用.
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