题目内容

5.“智慧”小组的同学们探究电学的相关问题.
(1)他们利用如图1所示的电路探究“电阻大小的影响因素”,他们是通过电流表示数大小来比较电阻大小的,可以这样比较是因为电压一定时,电阻越大,电流越小.
(2)为完成(1)问探究,他们把图2中甲、乙、丙分别接入MN间,测得电流分别为0.1A、0.5A和0.3A,由此可得的结论是横截面积相同的同种材料导体,长度越长,电阻越大.
(3)如果要继续探究“电热跟电阻的关系”.
①选择甲和乙两电阻丝更合理,理由是它们的电阻差别较大,实验现象更明显.
②他们已经制作了如图3所示的装置,请说明接下来该如何操作在瓶盖中间打孔,插入温度计,将两装置串联接到电源上,闭合开关,一段时间后,观察温度计示数升高的多少,并进行比较,总结电热跟电阻的关系.

分析 (1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小.
(2)根据甲、乙、丙三个电阻丝的特点,结合影响电阻大小的因素和欧姆定律进行分析.
(3)由焦耳定律Q=I2Rt可知,Q与I、R及t有关,根据控制变量法进行分析.

解答 解:
(1)在探究“电阻大小的影响因素”时,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这里用到了转换法.
根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$可知,在电压一定时,电阻越大,通过导体的电流越小.
(2)由图2可知,电阻丝甲和乙的材料、横截面积相同,长度不同,在电阻丝的材料和横截面积相同时,电阻丝越长通过的电流越小,说明电阻越大,
而丙与甲的材料、长度、横截面积都不同,所以无法比较影响电阻的因素,丙与乙的材料、横截面积不同,所以也无法比较影响电阻的因素.
(3)①根据(2)中的电流值可知,在甲、乙的电流值相差较大,说明甲和乙的电阻相差较大,所以在探究“电热跟电阻的关系”时,选择甲和乙两电阻丝,实验现象明显.
②由焦耳定律Q=I2Rt可知,Q与I、R及t有关,要探究“电热跟电阻的关系”必须控制通过电阻丝的电流和通电时间相同,所以实验小组的操作是:在瓶盖中间打孔,插入温度计,将两装置串联接到电源上,闭合开关,一段时间后,观察温度计示数升高的多少,并进行比较,总结电热跟电阻的关系.
故答案为:(1)电流表示数大小;电流越小;
(2)横截面积相同的同种材料导体,长度越长,电阻越大;
(3)①它们的电阻差别较大,实验现象更明显;
②在瓶盖中间打孔,插入温度计,将两装置串联接到电源上,闭合开关,一段时间后,观察温度计示数升高的多少,并进行比较,总结电热跟电阻的关系.

点评 本题考查了学生对影响电阻的因素、焦耳定律、串联电路的电流关系以及控制变量法和转化法的了解和掌握,难度较大,综合性强.

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