2.研究导体的电阻跟哪些因素有关运用的是控制变量法,即把多变量的问题,转化为多个单变量的问题,分别加以研究,最后加以综合。

[范例精析]

[例1]铅笔芯的主要成分是石墨。软硬程度不同的铅笔其用途是不同的,例如作画用6B软铅笔,写字用软硬道中的HB铅笔,制图用6H硬铅笔。铅笔芯是导体,那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度有什么关系呢?请你设计一个实验方案对这个问题进行探究。

(1)写出主要实验步骤及所要测量的物理量(用字母表示)。

(2)分析测得的物理量,说明铅笔芯电阻大小与铅笔芯软硬度的对应关系。

[解析]根据电阻的定义,利用电流与电阻的关系来设计实验方案,主要通过测量电流,根据电流的的变化,反映电阻的不同,设计过程中要运用控制变量的思想。

[答案]a.用导线将电源、开关和电流表,依次与长度和横截面积都相同的软铅笔芯和硬铅笔芯连成串联电路。

b.闭合开关,分别读出电流表的示数I1、I2、I3

(2)若I1=I2=I3,则铅笔芯的电阻大小与软硬度无关。

若I1>I2>I3,则长度、横截面积相同时,铅笔芯的硬度越大,电阻越大。

若I1<I2<I3,则长度、横截面积相同时,铅笔芯的硬度越大,电阻越小。

[点评]“勇于探究日常用品中的物理学原理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识”是新课程目标之一.本题以铅笔芯为情境,围绕“铅笔芯的电阻大小与其软硬度有什么关系?”这一疑问的解决,考查学生利用身边有限的常用工具,解决实际问题的能力。

[例2]如图所示,AC、EG分别为长度和粗细都相同的锰铜丝和镍铬合金丝,B、F分别为这两段电阻丝的中点,张明同学用该装置做“探究决定电阻大小的因素”实验,记录数据见下表:

步骤
M接
N接
   电流/A
   1
   A
   C
   0.5
   2
   A
   B
   1.0
   3
A和C
   B
   2.0
   4
   E
   G
   0.2
   5
   E
   F
   0.4
   6
E和C
   F
   0.8

(1)比较步骤  ,得出结论:导体电阻大小与材料有关。

(2)比较步骤1和2(或4与5),得出结论:         

(3)比较步骤2和3(或5与6),得出结论:         

(4)张明同学在完成上述实验后,将M同时接到A和E,N同时接到C和G,读出电流表示数为0.7A,再与步骤1与4结果相比较,又悟出一个电流规律:          

[解析]在步骤1和4中,两个导体的长度、粗细相同,只是材料不同,用它们进行实验能够得出导体电阻与材料的关系。步骤1和2中导体只是长度不同,其它因素均相同,所以能得出导体电阻与长度的关系。步骤3中将AC对折并在一起,增大了横截面积,相对步骤2来说两个导体只是横截面积不同,其它因素均相同,所以能得出导体的电阻与横截面积的关系。将M同时接到A和E,N同时接到C和G,这样把AC和EG两个导体并联起来,得出并联电路电流的规律。

[答案](1)1与4 (2与5;3与6) ;(2)横截面积相同时,导线越长电阻越大;(3)长度相同时,横截面积越大电阻越小;(4)并联电路的总电流等于各支路电流之和

[点评]本题考察学生运用控制变量法对问题进行探究的能力。

[例3]常用的导线通常是用铜或铝做的,特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的银来做.

(1)你相信“导线还要用昂贵的银来做”是真的吗?简要说明你的理由.

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(2)你将如何进一步论证或证明你的观点和想法是正确的.

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 0  141652  141660  141666  141670  141676  141678  141682  141688  141690  141696  141702  141706  141708  141712  141718  141720  141726  141730  141732  141736  141738  141742  141744  141746  141747  141748  141750  141751  141752  141754  141756  141760  141762  141766  141768  141772  141778  141780  141786  141790  141792  141796  141802  141808  141810  141816  141820  141822  141828  141832  141838  141846  447348 

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