Question

（2008?南通一模）某同學(xué)在溫度一定的條件下，做“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的活動(dòng)，采用了控制變量的方法，下表給出了實(shí)驗(yàn)中所用到的導(dǎo)體情況．

導(dǎo)線代號(hào)	A	B	C	D	E	F
長(zhǎng)度/m	1.0	0.5	1.5	1.0	1.5	1.5
橫戴面積/mm2	1.2	0.8	1.0	0.6	0.8	1.0
材料	錳銅	鎢	鎳鉻	錳銅	鎢	錳銅

（1）選擇B、E導(dǎo)體進(jìn)行對(duì)比，是為了探究導(dǎo)體電阻大小與

長(zhǎng)度

的關(guān)系；
（2）為了探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系，應(yīng)選擇的兩根導(dǎo)體是D和

A

（選填導(dǎo)體的代號(hào)）．
（3）以上方法在研究物理問題時(shí)經(jīng)常用到，被稱為控制變量法．試根據(jù)學(xué)過的物理知識(shí)再列出一例用這種方法研究的問題：

探究電流與電壓、電阻的關(guān)系

．
（4）一般說來，所有物體都有電阻．探究過程中，有同學(xué)提出猜想：電阻還可能跟溫度有關(guān)．請(qǐng)用一個(gè)廢燈泡的燈芯設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究這個(gè)問題，
要求：①說出方法．
②畫出電路圖．

Answer 1

分析：決定導(dǎo)體電阻大小的因素有三個(gè)：導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積，并且與長(zhǎng)度成正比，與橫截面積成反比．
由于導(dǎo)體的電阻與三個(gè)因素有關(guān)，所以探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時(shí)要用到控制變量法．探究電阻大小與哪個(gè)因素有關(guān)時(shí)，就要控制其他的因素不變，只讓這一個(gè)因素變化．
（1）根據(jù)BE兩根導(dǎo)線的特點(diǎn)，利用控制變量法的思路可以確定探究的目的．
（2）根據(jù)控制變量法的思路，利用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄繉?dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系，就要求兩根導(dǎo)線的材料、長(zhǎng)度相同，橫截面積不同，由此選取符合特征的實(shí)驗(yàn)器材．
（3）在物理學(xué)中，當(dāng)探究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，就要利用控制變量法．如探究電流與電壓、電阻的關(guān)系；影響蒸發(fā)快慢的因素；電磁鐵磁性強(qiáng)弱的決定因素；摩擦力大小的決定因素等，都用到了該方法．
（4）①要探究導(dǎo)體的電阻是否與溫度有關(guān)，就要控制導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度橫截面積都不變，改變導(dǎo)體的溫度．具體方法是將電阻絲、小燈泡、電流表串聯(lián)起來，接在電源上，可以利用酒精燈來加熱燈絲，使燈絲的溫度改變，通過電路中電流表示數(shù)的變化，來確定燈絲的阻值變化情況．
電路圖的設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法可以確定電路圖的設(shè)計(jì)方案．

解答：解：（1）BE兩根導(dǎo)線，材料相同、橫截面積相同，長(zhǎng)度不同，根據(jù)控制變量法的思路，可以確定選取這兩根導(dǎo)線做實(shí)驗(yàn)是為了探究導(dǎo)體的電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系．
（2）要研究橫截面積與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系，就要控制導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度相同，導(dǎo)體的橫截面積不同，在表格中給的導(dǎo)線中，只有A與D的材料、長(zhǎng)度相同，而橫截面積不同，故選A．
（3）導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)，因此在探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻之間的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法．
（4）①同一根電阻絲，導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積都相同，將該電阻絲與小燈泡、電流表串聯(lián)接在電源上，利用酒精燈對(duì)電阻絲加熱，通過觀察電流表的示數(shù)變化，來確定電阻與溫度的關(guān)系．
②根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)電路如下圖所示：

故答案為：（1）長(zhǎng)度；   
（2）A；  
（3）如：研究動(dòng)能與哪些因素有關(guān)； 
（4）①將該電阻絲與小燈泡、電流表串聯(lián)接在電源上，利用酒精燈對(duì)電阻絲加熱，通過觀察電流表的示數(shù)變化，來確定電阻與溫度的關(guān)系．
②略

點(diǎn)評(píng)：控制變量法是物理學(xué)中非常重要的一種研究方法，當(dāng)探究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，就要用到控制變量法．具體使用時(shí)，探究該物理量與哪個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，就要控制其他的物理量不變，只讓要探究的這個(gè)物理量變化．
燈絲電阻的變化通過電流表的示數(shù)或燈泡的亮度變化來認(rèn)識(shí)，此處用到了控制變量法．