Question

8．在“探究導(dǎo)體電阻與長度和橫截面積的關(guān)系”實驗中，小軍所利用的實驗電路和合金絲的規(guī)格如圖甲和下表所示．

序號	材料	長度	橫截面積
a	鎳鉻	2l0	S0
b	鎳鉻	l0	S0
c	鎳鉻		2S0

（1）請在圖甲中將實物電路圖連接完整；
（2）要探究合金絲電阻與長度的關(guān)系，應(yīng)選擇a和b合金絲進行實驗；若選擇b、c兩根合金絲來探究電阻與橫截面積的關(guān)系，則合金絲c的長度應(yīng)為l₀；
（3）若某次測得電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.3A和1.8V，則合金絲電阻為6Ω；
（4）為完成上述實驗探究，小明設(shè)計了另一個如圖乙所示的實驗電路．用圖中已知器材，在不改變電路連接方式的前提下，他只需增加一個器材，也能完成上述實驗，則該器材是電壓表（選填“電壓表”或“電流表”），你在實驗中使用該器材的具體做法是用電壓表依次測出各合金絲兩端的電壓．

Answer 1

分析 （1）電阻與滑動變阻器串聯(lián)，采用一上一下的接法，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表和電流表的正接線柱與電源正極相連，負(fù)接線柱與負(fù)極相連；
（2）影響電阻大小的因素有：材料、長度、橫截面積這三個，要研究電阻與某個決定因素的關(guān)系，就要根據(jù)控制變量法的思路，來選取合適符合條件的金屬絲：即只有要研究的那個因素不同，其余的其他的幾個因素相同，這種方法物理學(xué)上叫做控制變量法；
（3）知道電阻兩端的電壓和電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻值；
（4）在串聯(lián)電路中，電流處處相等，電阻兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，據(jù)此分析需要的電表和實驗方法．

解答 解：
（1）由題意可知，滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，變阻器采用一上一下的接法，電流表串聯(lián)在電路中，如圖所示：

（2）要研究電阻與導(dǎo)體長度有關(guān)，應(yīng)使用導(dǎo)線材料、橫截面積都相同，長度不同的導(dǎo)線，從表中數(shù)據(jù)可以看出，導(dǎo)線a和導(dǎo)線b的材料和橫截面積相同，長度不同，因此選擇導(dǎo)線a、b；
要研究電阻與導(dǎo)體橫截面積有關(guān)，就要控制導(dǎo)體的材料和長度相同，橫截面積不同，若選擇b、c兩根合金絲來探究電阻與橫截面積的關(guān)系，則合金絲c的長度應(yīng)為l₀；
（3）根據(jù)歐姆定律可得電阻的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.3A}$=6Ω；
（4）由圖乙可知，三個電阻絲串聯(lián)，在串聯(lián)電路中電路處處相等，根據(jù)U=IR可知，電阻兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，要比較電阻的大小，只有比較電阻兩端的電壓即可，所以在不改變電路連接方式的前提下，只需增加一個電壓表，也能完成上述實驗；
所以，具體做法是：用電壓表依次測出各合金絲兩端的電壓．
故答案為：（1）見上圖；（2）b；l₀；（3）6；（4）（4）電壓表；用電壓表依次測出各合金絲兩端的電壓．

點評 此題通過實驗考查控制變量法在探究影響電阻大小因素中的應(yīng)用，要記住控制變量法和辨別影響電阻大小的因素．