Question

4．在探究影响导体电阻大小的因素时，甲、乙两位同学作出如下猜想：
甲：导体的电阻与导体的长度有关；乙：导体的电阻与导体的材料有关．
现提供多根电阻丝，如图所示．材料参数如下表．

编号	材料	长度/m	横截面积/mm2
A	镍铬合金	0.5	0.1
B	镍铬合金	1.0	0.1
C	镍铬合金	0.5	0.2
D	锰铜合金	0.5	0.1

（1）某同学要验证上述猜想，设计了如图电路．请你根据电路图连接实物．

（2）如要验证乙同学的猜想，则应该选用AD两根电阻丝（填编号）
（3）连线时，开关应断开，在用电阻丝A实验时，滑动变阻器滑片，发现电流表示数变大，而电压表示数变小，则故障可能为：电压表接在变阻器的两端
（4）实验时如果电流表坏了，请利用余下器材，设计实验，验证上述甲同学的猜想
①在虚线框中画出实验电路图，注明所选用电阻丝的编号（电阻丝符号用表示）．
②简要说明设计的原理：根据串联电路电压之比等于电阻之比．

Answer 1

分析 （1）电阻与滑动变阻器串联，电压表与电阻并联，电流表串联在电路中，且与电源负极相连．
（2）要探究导体的电阻与导体的材料有关，应控制长度和横截面积相等，研究电阻与材料的关系．
（3）在连接电路时开关应处于断开状态，根据滑动变阻器的使用方法可以确定其连接的错误所在；
（4）使用两根电阻丝串联，用电压表分别测量它们两端的电压，利用串联电路中电阻之比等于电压之比，电阻大者的电压大．

解答 解：（1）如图：

（2）根据控制变量法知，应当控制长度和横截面积相等，材料不同，故应选择A、D两根电阻丝．
（3）为了保护电路，在连接电路时开关应处于断开状态；
移动滑片P发现电压表示数变大时，电流表示数变小，则说明变阻器起作用，能改变电路中的电流，但电压表示数变大，所以故障可能是电压表与变阻器并联了，测量变阻器两端的电压；
（4）由于串联电路中，两个电阻两端的电压之比等于电阻之比，若研究“导体的电阻与导体的长度有关”时，可用电压表分别测出两个电阻两端的电压后，比较它们两端的电压与长度的关系．

故答案为：（1）见上图；（2）AD；（3）断开；电压表接在变阻器的两端；（4）①见上图；②根据串联电路电压之比等于电阻之比．

点评 本题考查了连接电路和设计电路的能力，还利用了控制变量法进行研究．控制变量法：就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题，在研究“导体的电阻与导体的材料有关”时，控制了长度和横截面积相等，材料不同来进行研究．