Question

20．小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验．他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下表．回答下列问题：
（1）他们应选择序号为B和D的两根电阻丝来探究；

编号	材 料	长 度	横截面积
A	钢碳合金丝	1.0m	1.0mm2
B	镍铬合金丝	1.0m	1.0mm2
C	镍铬合金丝	1.0m	2.0mm2
D	镍铬合金丝	2.0m	1.0mm2

（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小．实验中，两次电流表指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较大，同时小华发现第二次实验中灯泡不亮，你认为原因是通过灯泡的电流太小．
（3）以上（2）中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是B．
A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
B．通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小
C．研究杠杆平衡条件的实验中通过改变力和力臂获取数据进行分析
D．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同
（4）科学研究表明：在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下，导体电阻的大小与长度成正比．你认为他们用上述（2）中的方案能否得到这个结论？请用欧姆定律加以解释．
答：不能，根据欧姆定律，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比．此方案不能控制电阻的两端的电压一定．

Answer 1

分析 （1）电阻大小的影响因素：材料、长度、横截面积．
（2）一个物理量受多个因素影响时，要控制其他因素不变，改变一个因素，研究该因素与物理量之间的关系．
判断灯泡的亮暗程度，是通过实际电功率来判断的，实际功率越大，灯泡越亮；
（3）通过电流的大小判断电阻的大小，利用的是转换法；
（4）电阻的大小由电流的大小来体现，要得到电流与电阻的关系，需保持电压不变．

解答 解：（1）电阻大小的影响因素：材料、长度、横截面积．研究电阻大小跟长度的关系，控制材料和横截面积不变．选择B和D．这种方法叫控制变量法．
（2）两次电流表指针均有偏转，在电压一定时，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值偏大．
第二次接入电路的电阻丝的阻值偏大，电路中电流偏小，根据P=I²R，电阻不变，电流越小，实际功率越小，灯泡越暗；
（3）A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流，利用的是类比法，不符合题意；
B．通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小，是转换法，符合题意；
C．研究杠杆平衡条件的实验中通过改变力和力臂获取数据进行分析，属于归纳法，不符合题意；
D．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同，用到控制变量法；
（4）根据欧姆定律，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比．此方案不能控制电阻的两端的电压一定．
故答案为：（1）B和D；（2）通过灯泡的电流太小；（3）B；（4）不能，根据欧姆定律，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比．此方案不能控制电阻的两端的电压一定．

点评 （1）掌握控制变量法的应用．
（2）掌握电阻大小的影响因素．
（3）灯泡的亮暗取决于实际功率．