Question

4．小張、小王兩同學(xué)學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻知識(shí)后，發(fā)現(xiàn)電流與水管中的水流相似、電壓與水壓差相似，小張同學(xué)提出：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用可能與水管對(duì)水流阻礙作用相似，隨后小王同學(xué)便提出：導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)．
為了研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的電路，且在常溫下選用手頭擁有的長(zhǎng)度、橫截面積不同的鋁絲接入電路的MN兩點(diǎn)間，利用電流表和電壓表測(cè)量后計(jì)算出阻值，將數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中．
表一 鋁絲  

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	長(zhǎng)度l（米）	橫截面積S（毫米2）	電阻R（歐）
1	0.1	0.1	0.028
2	0.2	0.4	0.014
3	0.45	0.3	0.042

表二 鋁絲

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	長(zhǎng)度l（米）	橫截面積S（毫米2）	電阻R（歐）
4	0.1	0.2	0.014
5	0.2	0.2	0.028
6	0.3	0.2	0.042

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4或2與5可得出的定性結(jié)論是：常溫下，鋁絲長(zhǎng)度相同，鋁絲的橫截面積越小，電阻越大．
（2）分析比較表二（選填“表一”或“表二”）的相關(guān)數(shù)據(jù)可得出的定量結(jié)論是：常溫下，鋁絲橫截面積相同時(shí)，鋁絲的電阻與長(zhǎng)度成正比（選填“正”或“反”）．
（3）請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析表一、表二的相關(guān)數(shù)據(jù)，并歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較（1與5）、（2與4）或（3與6）的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：常溫下，鋁絲長(zhǎng)度與橫截面積的比值相同，電阻相同．
（b）分析比較（1與5）、（2與4）和（3與6）的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：常溫下，鋁絲長(zhǎng)度與橫截面積的比值不同，電阻不相同；鋁絲長(zhǎng)度與橫截面積的比值越大，電阻越大．
（4）他們繼續(xù)分析表一和表二的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，發(fā)現(xiàn)無(wú)法得到導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系．為了進(jìn)一步探究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系，需添加的器材為導(dǎo)體乙和導(dǎo)體丙．（選填“導(dǎo)體甲”、“導(dǎo)體乙”、“導(dǎo)體丙”）．
器材：
導(dǎo)體甲    長(zhǎng)度為0.2米、橫截面積為0.2毫米²的鋁絲
導(dǎo)體乙    長(zhǎng)度為0.2米、橫截面積為0.4毫米²的鎳鉻合金絲
導(dǎo)體丙    長(zhǎng)度為0.45米、橫截面積為0.3毫米²的康銅絲．

Answer 1

分析 （1）分析1與4或2與5可知，它們的材料相同，長(zhǎng)度相同，橫截面積不同，電阻不同，分析導(dǎo)體橫截面積與與電阻的關(guān)系，得出結(jié)論；
（2）影響電阻大小的因素是材料、長(zhǎng)度、橫截面積，根據(jù)控制變量法，要研究其中一個(gè)因素與電阻的關(guān)系，就必控制其他兩個(gè)相同，分析表一和表二的數(shù)據(jù)結(jié)合控制變量法得到答案；
（3）①分析比較1與6、2與4或3與5的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件與數(shù)據(jù)，可得出相關(guān)結(jié)論；
②分析比較1與6、2與4和3與5的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，根據(jù)導(dǎo)體條件的異同與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的關(guān)系得出相關(guān)結(jié)論；
（4）要探究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系，需要控制長(zhǎng)度和橫截面積相同，選擇材料不同的導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)選擇合適的器材．

解答 解：
（1）從表中數(shù)據(jù)可知，1與4或2與5的材料相同，長(zhǎng)度相同，橫截面積不同，電阻不同，故而得到結(jié)論：常溫下，導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度相同，導(dǎo)體的橫截面積越小，電阻越大；
（2）根據(jù)控制變量法，可知表二中的材料相同、橫截面積相同，長(zhǎng)度不同，可以探究長(zhǎng)度與電阻大小的關(guān)系，從數(shù)據(jù)可知，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大，即常溫下，導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比；
（3）①?gòu)谋碇袛?shù)據(jù)可知，1與5、2與4或3與6的電阻相同，比較發(fā)現(xiàn)它們的長(zhǎng)度與橫截面積的比值相同，故而得到結(jié)論：常溫下，同種材料的導(dǎo)體，長(zhǎng)度與橫截面積的比值相同，電阻相同；
②從表中數(shù)據(jù)可知，1與5、2與4或3與6的長(zhǎng)度與橫截面積的比值越大，電阻越大，故而得到結(jié)論：常溫下，同種材料的導(dǎo)體，長(zhǎng)度與橫截面積的比值越大，電阻越大；
（4）分析可知，導(dǎo)體乙的橫截面積和長(zhǎng)度與2的橫截面積和長(zhǎng)度相同，導(dǎo)體丙的橫截面積和長(zhǎng)度與3的橫截面積和長(zhǎng)度相同，材料不同，故可用來(lái)探究材料與電阻的關(guān)系；
故答案為：（1）大；
（2）表二；正；
（3）（a）比值；（b）鋁絲長(zhǎng)度與橫截面積的比值不同，電阻不相同；鋁絲長(zhǎng)度與橫截面積的比值越大，電阻越大；
（4）導(dǎo)體乙和導(dǎo)體丙．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道實(shí)驗(yàn)題，解題時(shí)注意控制變量法的應(yīng)用，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)導(dǎo)體條件的不同及對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不同得出結(jié)論，是正確解題的前提與關(guān)鍵．