题目内容

14.铅笔芯的主要成分是石墨,软硬程度不同的铅笔其用途是不同的,例如作画用6B软铅笔,写字用软硬适中的HB铅笔,制图用6H硬铅笔.其铅笔芯都是导体,小明猜想铅笔芯的电阻大小可能与其软硬程度有关,于是他选取了干电池、软硬程度不同的铅笔芯、小灯泡、开关、导线,设计实验对以上问题进行探究.如果你参与小明的探究活动,你认为:

(1)在图1标出的制成铅笔的几种材料中,通常情况下属于绝缘体的是木材、橡皮;
(2)小明在选取软硬程度不同的铅笔芯的同时,应考虑他们的长度和横截面积是相同的;
(3)在考虑以上因素是基础上,若图2乙中铅笔芯的硬度比图2甲中大,闭合开关后,小明观察灯泡的亮度,可确定乙图中铅笔芯的电阻大(选填“大”或“小”),说明铅笔芯的电阻与软硬程度有关(选填“有关”或“无关”)
(4)小明想借助电阻箱用“替代法”较准确的测量出铅笔芯的电阻,除了上述器材和电阻箱外,他还需要的器材是电流表,他的做法是:用电阻箱替代图中的铅笔芯,调节电阻箱的电阻值,使电流的大小与原来接铅笔芯时的大小相同,则电阻箱接入电路的阻值就是铅笔芯的电阻值.

分析 (1)正确区分导体和绝缘体,容易导电的物体为导体,有各种金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等;不容易导电的物体为绝缘体,如橡胶、塑料、玻璃等.
(2)电阻大小的影响因素:长度、材料、横截面积.用控制变量法研究材料与电阻大小的关系时,一定要控制其它的因素不变,即横截面积和长度不变.
(3)用灯泡的亮暗反映电流的大小,用电流的大小反映电阻的大小;根据灯泡的亮暗即可判定电阻是否铅笔芯的软硬是否有关.
(4)根据电阻箱的原理利用等效替代法测量电阻的大小即可.

解答 解:
(1)制成铅笔的材料有木材、石墨、橡皮、金属.其中木材和橡皮属于绝缘体,石墨和金属属于导体.
(2)导体的电阻与长度、材料、横截面积有关,在研究电阻跟铅笔的软硬关系时,采用控制变量法,保持长度、横截面积、材料一定,改变铅笔的硬度.
(3)乙图中铅笔芯的硬度比甲图中大,闭合开关后,小张观察灯泡的亮度变小,电流小,可确定乙图中铅笔芯的电阻大,说明铅笔芯的电阻与软硬程度有关.
(4)将电流表串联在刚才的电路中,闭合开关读出电流表的示数为I,然后用电阻箱代替铅笔芯,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱的阻值就等于铅笔芯的电阻.
故答案为:
(1)木材;橡皮;
(2)长度;横截面积;
(3)大;有关;
(4)电流表;电流.

点评 知道影响电阻大小的因素是进行探究的前提,同时知道控制变量法的适用范围和原理.

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