Question

8．为了探究决定导体电阻大小的因素，准备了表格中不同种类和规格的导体材料．欲将它们分别接入如图1所示电路中的A、B两点间进行实验探究（通过调节滑动变阻器可以保证A、B间电压恒定为1.8V）．

序号	材料种类	长度	横截面积
1	镍铬合金丝	L	S
2	锰铜丝	L	S
3	镍铬合金丝	2L	S
4	镍铬合金丝	L	2S

（1）将如图所示的实物电路图2的连线补充完整．

（2）将序号为1号和2号导体材料分别接入电路中的A、B两点间，测得通过2号的电流比1号的大，表明1号的电阻比2号的电阻大，由此可知导体的电阻跟导体的材料有关．
（3）为了验证导体电阻的大小是否与导体的长度有关，应选用序号为1和3两根电阻丝接入电路中．在此次实验中电流表示数不同，由此初步得到结论：当导体的材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大．
（4）有同学认为：在验证导体电阻大小是否与导体的横截面积有关时，可以用小灯泡代替电流表，通过小灯泡的亮度变化来判断电阻丝的变化情况．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（填“明显”或“不明显”）．
（5）本次实验中用到了物理学研究方法中的转换法和控制变量法．
（6）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．（填“增大”或“缩小”）．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器一上一下的接入电路，将电压表并联在AB两端，因为电源电压为3V，所以用0～3V量程；
（2）通过调节滑动变阻器可以保证A、B间电压恒定为1.8V，根据通过导体电流的大小，确定导体电阻大小，再根据表中导体的特点，判断导体电阻大小与什么有关．
（3）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．
（4）电压一定时，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，导体电阻变化不大时，灯泡的功率变化不大，灯泡的亮暗变化不明显，不能反映电阻变化情况．
（5）每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．
（6）当材料和长度都一定时，导线的横截面积越大，导线的电阻值就会越小，根据焦耳定律可分析减小电能损失的方法．

解答 解：（1）由电路图可知，电压表测量AB间的电压，要将电压表并联在AB两端，用小量程（0～3V），滑动变阻器一上一下的接入，如图所示：

（2）AB间的电压一定，知道通过2号的电流比1号的大，由I=$\frac{U}{R}$可知，1号的电阻比2号的电阻大，由此可知导体的电阻跟导体的材料有关；
（3）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而长度不同，由表中数据可知，应选编号为1和2的两根电阻丝进行实验．由此初步得到结论：当导体的材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大．
（4）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．
（5）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．故本实验应用到了控制变量法；
（6）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）实物图如图所示；
（2）大；材料；
（3）1和3；导体越长，电阻越大；
（4）不明显；
（5）控制变量；
（6）减小；减小．

点评 本题是一道实验题，考查了影响导体对电流的阻碍作用与导体的长度和横截面积的关系，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．