Question

3．在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，小明用实验室提供的4根不同规格（下表）的电阻丝分别接入电路图中ab处：

编号	材料	长度/m	横截面积/mm2
①	镍铬合金	0.5	0.5
②	镍铬合金	1.0	0.5
③	镍铬合金	0.5	1.0
④	锰铜合金	0.5	0.5

（1）为了探究导体与导体长度的关系，应选用编号①和②两根电阻丝进行实验．
（2）若选用编号①、③两根电阻丝进行实验，是为了研究导体电阻与导体横截面积的关系．
（3）如电路图所示，为粗略比较a、b两点间导体电阻的大小，可观察小灯泡亮度的变化．
（4）a、b间接入下列哪种物体？闭合开关后能使小灯泡发光且该物体能被磁铁吸引的是A（填字母）
A、一元硬币     B、橡皮擦      C、铅笔芯     D、铜钥匙
（5）另有甲、乙两位同学分别对电路图所示电路作了如下改进：甲把灯泡更换为电流表：乙在原电路中串联接入电流表．你认为乙同学的改进更好一些，理由是灯泡能保护电路．

Answer 1

分析 （1）（2）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度、横截面积和温度，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）在该实验中，由于电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察，即在电压一定时，灯泡越亮，表明电阻越小；
（4）导体接在金属夹子之间能使灯泡发光，绝缘体接在金属夹子之间，不能使灯泡发光；磁铁能吸引铁、钴、镍等具有磁性的金属，据此进行分析判断；
（5）电路的总电阻越大，电路中的电流会越小，电路以及电路中的各元件越安全，因此根据保护电路的思路进行分析．

解答 解：
（1）要探究导体的电阻可能与导体的长度有关，应控制导体材料与横截面积相同，长度不同，由表中数据可知，应选编号为①、②的两根电阻丝进行实验；
（2）①、③两根电阻丝的材料和长度相同，横截面积不同，所以选用编号①、③两根电阻丝进行实验，是为了研究导体电阻与导体横截面积的关系；
是探究电阻与材料的关系，验证猜想③；
（3）电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察，即在电压一定时，灯泡越亮，表明电阻越小．即通过观察小灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小；
（4）硬币、铅笔芯、铜钥匙是导体，接在a、b之间能使灯泡发光；橡皮擦是绝缘体，接在a、b之间不能使灯泡发光；
硬币的主要成分是铁能被磁铁吸引，铅和铜不被磁铁吸引，故A符合题意；
（5）将灯泡换为电流表，a、b间的电阻决定电路中的电流，因此，当a、b间电阻过小时，电流会过大，电路可能会被烧坏；在原电路中串联一个电流表，灯泡可以起到保护电路的作用．因此乙同学的方案更好，可以起到保护电路的作用．
故答案为：（1）①；②；（2）横截面积；（3）小灯泡亮度；（4）A；（5）乙；灯泡能保护电路．

点评 本题通过影响电阻大小的实验，考查电路的组成以及欧姆定律的应用，本题的关键是知道灯泡中的电流可以影响灯泡的亮度，要学会应用控制变量法来解决物理问题．