Question

4．張明同學想探究影響導體電阻大小的有關(guān)因素，他想到道路越細長就越難走，所以猜想電阻大小與導體的長度和橫截面積有關(guān)．于是，他找來了同種材料制成的各種長度和橫截面積的金屬線，并設計了如圖甲所示的電路．

（1）請你根據(jù)電路圖，用筆畫線幫助他把圖乙中的元件連成實驗電路（電流表選0～0.6A量程）．
（2）在連接電路的過程中，開關(guān)應處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)之前，首先要將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大（或A）的位置上．
（3）張明同學利用上述裝置做“探究決定電阻大小的因素”實驗，經(jīng)過測量記錄數(shù)據(jù)如表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
長度L（cm）	10	20	40	10	20	40	10	20	40
橫截面積 S（mm2）	1.0	1.0	1.0	2.5	2.5	2.5	4.0	4.0	4.0
電流I（A）	0.2	0.1	0.05	0.5	0.25	0.125	0.8	0.4	0.2

①分析第1，2，3（或4，5，6；或7，8，9）次實驗數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：同種材料，在橫截面積相同的情況下，導體越長，導體的電阻越大．
②分析第1，4，7（或2，5，8；或3，6，9）次實驗數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：導體的材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越小．
（4）這次找到的金屬線都是用同種材料制成的，不同材料對導體電阻的大小有沒有影響呢？
請你幫助張明同學設計一個實驗來探究導體材料對電阻的大小有無影響，寫出實驗的主要過程及判斷方法．

Answer 1

分析 （1）連接實物圖要根據(jù)電路圖去連接，注意電流表的量程、正負接線柱、滑動變阻器的連接方法；
（2）根據(jù)連接電路時應該注意的問題可以確定開關(guān)所處的狀態(tài)以及滑動變阻器滑片P的位置；
（3）結(jié)論的得出要從選用器材的異同點，結(jié)合控制變量法的思想去突破，
①比較表中的第l、2、3或4，5，6；或7，8，9組數(shù)據(jù)的材料、長度、橫截面積的異同點，結(jié)合三者電阻的大小關(guān)系可得結(jié)論；
②比較電阻絲1、4、7或2、5、8或3、6、9的材料、長度、橫截面積的異同點，結(jié)合三者電阻的大小關(guān)系；
（4）研究“導體電阻與材料有關(guān)”，根據(jù)控制變量法的思想，應該控制導體的長度和橫截面積相同，改變導體的材料，記錄電流表的示數(shù)，分析電阻與材料的關(guān)系．

解答 解：
（1）將實物圖按照電路圖的連接情況一一對應連接，如下圖所示：

（2）為了保護電路，開關(guān)要處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片P要位于最大阻值處，由于此時滑片右邊的電阻接入電路，所以P位于最左邊的A點時的阻值最大；
（3）①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，比較電阻絲1、2、3可看出，這些電阻絲的材料、橫截面積相同，且越長的電阻越大，故得出結(jié)論：導體的材料、橫截面積相同時，導體越長，電阻越大；
②比較電阻絲1、4、7或2、5、8或3、6、9實驗數(shù)據(jù)能看出，此時實驗中導體的材料、長度相同，橫截面積越大的電阻越小，故得出結(jié)論：導體的材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越��；
（4）研究“導體電阻導體材料的關(guān)系”，需要控制導體的長度和橫截面積相同，改變導體的材料，可以通過電流表測量電路中的電流，或通過小燈泡亮度反映導體電阻的變化；
實驗過程：將電源、開關(guān)、導線、電流表、電阻絲串聯(lián)，觀察電流表的示數(shù)，再把不同材料、長度和橫截面積相同的電阻絲接入電路，觀察電流表的示數(shù)是否發(fā)生變化，如果電流表的示數(shù)發(fā)生變化，說明導體的電阻與導體的材料有關(guān)．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；阻值最大 （或A）；（3）①越大；②導體的材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越小；（4）見解答過程．

點評 知道電路連接時的注意事項，并能利用控制變量法進行分析是解決該題的關(guān)鍵．