Question

铅笔芯主要成分是石墨，笔芯软硬程度不同的铅笔其用途不同，例如作图用6B软铅笔，写字用软硬适中的HB铅笔，制图用6H硬铅笔．铅笔芯是导体，小张同学猜想铅笔芯电阻大小可能与其软硬程度有关．小张选择干电池、软硬程度不同的铅笔芯、小灯泡、开关、导线，设计实验对这个问题进行了探究．
（1）小张同学选取软硬程度不同的铅笔芯进行研究时，应考虑到它们的______和______因素是相同的；
（2）若图乙中铅笔芯的硬度比图甲中大，开关闭合后，小张根据观察到的小灯泡的亮度情况，可确定乙图中铅笔芯的电阻______（选填“大”或“小”）；
（3）小张想借助电阻箱，用“替代法”较准确的测出铅笔芯的电阻．除了上述器材和电阻箱外，只需______就可以用替代法测出铅笔芯的电阻了．请你简要写出用替代法测铅笔芯电阻的方法：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）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．
（2）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．
（3）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）导体的电阻长度、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．
（2）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．
（3）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）长度；横截面积；（2）大；（3）电流表；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．
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．