题目内容

6．在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如下表：
编号材料长度/m横截面积/mm2
A镍铬合金0.50.5
B镍铬合金1.00.5
C镍铬合金0.51.0
D锰铜合金0.50.5
为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路． 
（1）为了验证上述猜想①，应该选用编号为A、B（填编号）两根电阻丝进行实验；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想②（填序号）；
（2）分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关；
（3）有同学认为：可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况．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．
（4）在最近几年，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铝质输电线，这样做的原因是导线的横截面积增大了，电阻值减小了，导线上消耗损失的电能也就减小了，从而起到节能的效果．

分析 （1）若一个因素受多个因素的影响时，需用到控制变量法；为了验证①导体的电阻与导体的长度有关，应保证导体的材料与横截面积相等，分析所给电阻丝，找出符合要求的电阻丝编号；编号为A、C的两根电阻丝材料与长度都相同，而横截面积不同，利用A、C可验证电阻与横截面积的关系；
（2）A、D两电阻丝长度、横截面积相等，而材料不同，利用它们可以研究导体电阻与材料的关系．
（3）电压一定时，由P=$\frac{{U}^{2}}{P}$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．
（4）影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积，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．

解答 解：（1）根据猜想，电阻大小与多个因素有关，所以探究过程中需用到控制变量法；
由表知：电阻丝A与B的材料、横截面积相同而长度不同，可用A与B验证①导体的电阻与导体的长度有关；
A、C两根电阻丝材料与长度相同而长度不同，可用A与C验证②导体的电阻与导体的横截面积有关；
（2）A、D两根电阻丝长度与横截面积相同而材料不同，用A与D可验证③导体的电阻与导体的材料有关；A、D两根电阻丝长度与横截面积相同而材料不同，分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关．
（3）有同学认为：可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况．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．
（4）细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，导线的横截面积增大了，电阻值减小了，导线上消耗损失的电能也就减小了，从而起到节能的效果．
故答案为：（1）A、B；②；（2）导体的电阻与导体的材料有关；（3）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；（4）导线的横截面积增大了，电阻值减小了，导线上消耗损失的电能也就减小了，从而起到节能的效果．

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．

练习册系列答案
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