题目内容
【题目】现有一个电压表,若干导线、两节干电池和一个开关,请你设计一个实验来判断两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小.
(1)画出实验电路图.
(2)说明实验的步骤以及需要测量的物理量.
(3)小金认为,根据上述操作即可判断这两种材料导电性能的强弱,你认为小金得出结论的依据是什么?(不考虑温度对电阻的影响)
【答案】(1)(2)实验的步骤:以两节干电池为电源,用导线把两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,闭合开关,读出电压表示数为U1,断开开关,读出电压表示数U2.(3)见解析所示
【解析】解答:(1)将两节干电池串联,甲、乙合金丝串联接入电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,如图所示:
(2)实验的步骤:以两节干电池为电源,用导线把两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,闭合开关,读出电压表示数为U1,断开开关,读出电压表示数U2.
(3)甲合金丝两端的电压为U1U2,乙合金丝两端的电压为U2,根据欧姆定律,导体两端的电压等于电流和电阻的乘积,而串联电路中,电流处处相等,所以导体电压之比等于电阻之比,所以比较U1U2和U2的大小关系,若U1U2>U2,则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻,若U1U2<U2,则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻,若U1U2=U2,则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻,导体电阻越大,导电性能越弱,又因为影响电阻大小的因素有长度、横截面积、材料和温度,而长度、横截面积都相同,又不考虑温度对电阻的影响,则可判断两种材料导电性能的强弱。所以根据电压大小关系判断出电阻大小关系,再根据电阻关系判断材料导电性能的强弱。
