Question

7．小明、小红两同学学习了电流、电压和电阻知识后，发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似，小明同学提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似，随后小红同学便提出：导体的电阻可能跟导体的长度、横截面积有关．
为了研究导体的电阻与哪些因素有关，他们设计了如图所示的  电路，且在常温下选用手头拥有的长度、横截面积不同的铝丝接入电路的MN两点间，利用电流表和电压表测量后计算出阻值，将数据记录在表一、表二中．
表一  铝丝 

实验 序号	长度l （米）	横截面积S （毫米2）	电阻R （欧）
1	0.1	0.1	0.028
2	0.2	0.4	0.014
3	0.45	0.3	0.042

表二 铝丝

实验 序号	长度l （米）	横截面积S （毫米2）	电阻R （欧）
4	0.1	0.2	0.014
5	0.2	0.2	0.028
6	0.3	0.2	0.042

（1）分析比较实验序号1与4或2与5可得出的定性结论是：常温下，铝丝长度相同，铝丝的横截面积越小，电阻越大．
（2）分析比较表二（选填“表一”或“表二”）的相关数据可得出的定量结论是：常温下，铝丝横截面积相同时，铝丝的电阻与长度成正比比（选填“正”或“反”）．
（3）请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论．
（a）分析比较（1与5）、（2与4）或（3与6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：常温下，铝丝长度与横截面积的比值相同，电阻相同．
（b）进一步分析比较（1与5）、（2与4）和（3与6）的数据及相关条件，可得出的结论是：常温下，铝丝长度与横截面积的比值不同，电阻不相同；铝丝长度与横截面积的比值越大，电阻越大．
（4）他们继续分析表一和表二的数据及相关条件，发现无法得到导体的电阻与材料的关系．为了进一步探究导体的电阻与材料的关系，需添加的器材为导体乙和导体丙（选填“导体甲”、“导体乙”、“导体丙”）．
器材：
导体甲：长度为0.2米、横截面积为0.4毫米²的镍铬合金丝
导体乙：长度为0.2米、横截面积为0.2毫米²的铝丝
导体丙：长度为0.45米、横截面积为0.3毫米²的康铜丝．

Answer 1

分析 （1）分析1与4或2与5可知，它们的材料相同，长度相同，横截面积不同，电阻不同，分析导体横截面积与与电阻的关系，得出结论；
（2）影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积，根据控制变量法，要研究其中一个因素与电阻的关系，就必控制其他两个相同，分析表一和表二的数据结合控制变量法得到答案；
（3）①分析比较1与6、2与4或3与5的数据及相关条件与数据，可得出相关结论；
②分析比较1与6、2与4和3与5的数据及相关条件，根据导体条件的异同与实验数据的关系得出相关结论；
（4）要探究导体的电阻与材料的关系，需要控制长度和横截面积相同，选择材料不同的导体进行实验，根据数据选择合适的器材．

解答 解：
（1）从表中数据可知，1与4或2与5的材料相同，长度相同，横截面积不同，电阻不同，故而得到结论：常温下，导体的材料、长度相同，导体的横截面积越小，电阻越大；
（2）根据控制变量法，可知表二中的材料相同、横截面积相同，长度不同，可以探究长度与电阻大小的关系，从数据可知，长度越长，电阻越大，即常温下，导体的材料和横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比；
（3）①从表中数据可知，1与5、2与4或3与6的电阻相同，比较发现它们的长度与横截面积的比值相同，故而得到结论：常温下，同种材料的导体，长度与横截面积的比值相同，电阻相同；
②从表中数据可知，1与5、2与4或3与6的长度与横截面积的比值越大，电阻越大，故而得到结论：常温下，同种材料的导体，长度与横截面积的比值越大，电阻越大；
（4）分析可知，导体乙的横截面积和长度与2的横截面积和长度相同，导体丙的横截面积和长度与3的横截面积和长度相同，材料不同，故可用来探究材料与电阻的关系；
故答案为：
（1）大；
（2）表二；正比；
（3）（a）比值；（b）铝丝长度与横截面积的比值不同，电阻不相同；铝丝长度与横截面积的比值越大，电阻越大；
（4）导体乙和导体丙．

点评 本题是一道实验题，解题时注意控制变量法的应用，分析实验数据，根据导体条件的不同及对应的实验数据的不同得出结论，是正确解题的前提与关键．