题目内容

3．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关．实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示．
编号材料长度/m横截面积/mm2
A镍铬合金0.50.5
B镍铬合金1.00.5
C镍铬合金0.51.0
D锰铜合金0.50.5
（1）按照如图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，有同学认为：实验中可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况．老师指出：此实验中这种方法不可取．这是因为电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化不明显（选填“明显”或“不明显”）．所以应通过观察电流表来比较导体电阻的大小．
（2）为了验证上述猜想①，应该选用编号为AB两根电阻丝进行实验；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想②（填序号）；如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想③（填序号）．分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，导体电阻跟材料有关．
（3）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法．试根据学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题：①影响浮力大小的因素；②影响蒸发的因素．
（4）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就减小了输电线的电阻，从而可以减小输电线上的电能损失（选填“增大”或“减小”）．

分析 （1）如果电路中的电流变化比较明显时，灯泡的亮度变化也会比较明显；但电流变化较小时，灯泡的亮度变化不容易观察出来．为了使较准确的比较电阻的大小，可以通过电流表的示数比较电阻的大小．
（2）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变．
（3）研究一个物理量与其它多个物理量的关系时，要用到控制变量法，这是物理学中常用的一种方法．
（4）其他条件一定时，把导线增粗可以减小导线的电阻，从而减少电能在输送过程中能量的损耗．

解答 解：（1）电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡的亮度变化不明显，因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况．
为了使观察现象明显，将电流表串联接入电路中，通过观察电流表的示数来比较电阻的大小．
（2）为了验证电阻可能与导体的长度是否有关，应选择长度不同，但材料和横截面积相同的电阻丝，故应该选用编号为AB两根电阻丝进行实验；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，即此时的长度和材料相同，但横截面积不同，故是为了验证猜想②；如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验，即此时的材料、横截面积相同，但长度不同，即是为了验证猜想③．分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，导体电阻跟材料有关；
（3）当一个物理量与多个因素有关时，在探究过程中要用到控制变量法，例如影响浮力大小的因素、影响蒸发的因素、影响动能大小的因素、研究电流与电压、电阻的关系都用到了控制变量法．
（4）进行输电线路的改造时，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，即在导体的材料、长度一定时，增大横截面积，可以减小输电线路的电阻；由Q=I2Rt可知，当电流、通电时间一定时，减小导线的电阻可以减小导线上产生的热量，即减小了电能在输送过程中的损耗．
故答案为：（1）不明显；电流表；（2）AB；②；③；材料；（3）影响浮力大小的因素；影响蒸发的因素；（4）减小；减小．

点评 物理学中对于多因素的问题，常常采用控制因素的办法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，一定要掌握控制变量法．

练习册系列答案
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110010
220020
330030
表一（钢球质量m=100g）
序号钢球撞击速度v/（cm•s-1）木块滑行距离（s/cm）
1810
21640
32490
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