Question

18．物理课上老师讲到导体电阻的大小 与导体横截面积有关，小邹同学想导体的电阻大小与横截面积究竟有什么关系呢，小邹用自己家8弦古筝（古筝弦为铁铬铝合金丝，长度均为1m，古筝弦的横截面积近似圆形，直径分别为0.25mm、0.30mm、0.40mm、0.45mm、0.50mm、0.55mm、0.70mm、0.90mm）自制了一个实验板，在实验板两端分别有接线柱与合金丝导通．物理实验室还为小邹提供了：符合实验要求的电源、导线、开关、电流表、电压表、滑动变阻器．请你使用上述器材，设计一个实验证明“当导体的材料、长度和温度一定时，导体电阻大小与导体横截面积成反比”，请你运用所学物理知识．
（1）画出实验电路图．
（2）写出实验步骤．
（3）画出实验数据表格．

Answer 1

分析 根据实验的目的与所给出的器材，我们可考虑的基本思路是利用欧姆定律的公式R=$\frac{U}{I}$作为基本原理，为保证电阻接入电路电阻改变时电路电压不变，需要将滑动变阻器与待测电阻串联，且电压表测量待测电阻两端电压，为使实验结果更准确、客观，实验次数应多一些；
实验的表格没有必须的模式，只要能体现测量的数据，容易记录，直观准确，都是正确的．

解答 解：
（1）使滑动变阻器与待测电阻丝串联，电压表测量待测电阻丝两端电压，电流表测量电路中的电流，开关控制整个电路；如下图所示：
（2）实验步骤：
①断开开关，根据电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑动端调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下此时电压表和电流表的示数，记录在表格中；
②把另一根横截面积不同的电阻丝接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变，记录下此时电压表和电流表的示数，并填入表格内；
③再把另一根横截面积不同的电阻丝接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变，记录下此时电压表和电流表的示数，并填入表格内．
（3）实验数据表格：

实验次数	电压（V）	电流（A）	电阻（Ω）
1
2
3

点评 本题考查控制变量法的正确使用，探究“当导体的长度和材料保持不变时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大”的实验设计，注意实验中要控制电压表的示数不变．