Question

18．小明用電源、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線和四根合金絲等器材做“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．
（1）根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將乙圖電路連接完整．
（2）實(shí)驗(yàn)中是如何比較金屬絲電阻大小的？
答：在保持金屬絲兩端電壓相同的情況下，通過(guò)比較電路中接入不同金屬絲時(shí)電流的大小來(lái)比較金屬電阻的大�。�
（3）現(xiàn)有幾根鎳鉻合金絲和錳銅絲，其規(guī)格如表所示．

編號(hào)	材料	長(zhǎng)度/m	橫截面積/mm2
A	鎳鉻合金	0.8	0.8
B	鎳鉻合金	0.5	0.5
C	鎳鉻合金	0.3	0.5
D	鎳鉻合金	0.3	1.0
E	錳銅絲	0.3	0.5
F	錳銅絲	0.8	0.8

小明在實(shí)驗(yàn)中所用四根金屬絲應(yīng)選用上表中的BCDE（用編號(hào)表示）．
（4）如將電流表?yè)Q成電壓表也能完成這一實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)诒麍D虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物，從電源正極開(kāi)始，依次將開(kāi)關(guān)、電流表、金屬絲串聯(lián)，最后回到電源負(fù)極．按照這個(gè)思路將實(shí)物連接完整．
（2）電路中的電壓一定，當(dāng)電阻絲的阻值變化時(shí)，電路中的電流也隨之變化，利用電路中電流的變化，可以確定電阻的變化．即電流表的示數(shù)變化，因此可以根據(jù)電流表示數(shù)的變化來(lái)確定電阻的大小關(guān)系．
（3）由于導(dǎo)體的電阻材料、長(zhǎng)度、橫截面積三個(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．即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，只讓這個(gè)要探究的因素變化；然后逐個(gè)探究．
而題目要求只選取其中的四根導(dǎo)線，這四根導(dǎo)線中必須有兩根材料不同、長(zhǎng)度、橫截面積相同；兩根長(zhǎng)度不同、橫截面積、材料相同；兩根橫截面積不同，材料、長(zhǎng)度相同．由此入手確定答案．
（4）在串聯(lián)電路中，電壓的分配與電阻成正比，即導(dǎo)體兩端的電壓越大，導(dǎo)體的電阻就越大．由此入手設(shè)計(jì)電路．

解答 解：
（1）從電源正極開(kāi)始分析，將開(kāi)關(guān)、電流表、金屬絲串聯(lián)起來(lái)，最后回到電源負(fù)極．如圖：

（2）在電壓一定的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，電路中的電流就越小，電阻越小，電路中的電流就越大，由此可知，電路中的電流大小可以確定電路中電阻的阻值大小．此實(shí)驗(yàn)中就是在保持金屬絲兩端電壓相同的情況下，通過(guò)比較電路中接入不同金屬絲時(shí)電流的大小來(lái)比較金屬電阻的大小．
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，A、F這兩根金屬絲的材料不同，長(zhǎng)度、橫截面積相同，利用這兩根金屬絲可以確定導(dǎo)體的電阻大小與材料的關(guān)系，但它們與其他的金屬絲相比，長(zhǎng)度和橫截面積都沒(méi)有相同的地方，不能在于其他金屬絲組合，研究電阻與其他因素的關(guān)系，受只選取四根電阻絲的影響，所以要排除這兩根金屬絲．
選取BC可以研究導(dǎo)體的電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系．
選取CD可以研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系．
選取CE可以研究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系．
故選取的四根金屬絲是：BCDE．
（4）根據(jù)公式：U=IR，在電流相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，導(dǎo)體兩端的電壓就越大，因此，為了保證四根金屬絲中的電流相等，所以將它們串聯(lián)在一起，利用電壓表分別測(cè)量出它們兩端的電壓值，通過(guò)比較它們兩端電壓的高低來(lái)確定它們電阻的大�。�故電路圖如下圖所示：

故答案為：
（1）見(jiàn)上圖；
（2）在保持金屬絲兩端電壓相同的情況下，通過(guò)比較電路中接入不同金屬絲時(shí)電流的大小來(lái)比較金屬電阻的大��；
（3）BCDE；
（4）見(jiàn)上圖．

點(diǎn)評(píng) 在第四問(wèn)中，利用電壓表來(lái)比較導(dǎo)體電阻的大小，就要將導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓聯(lián)系起來(lái)，兩者結(jié)合在一起，必然要用到電流，為了排除電流的干擾，就要讓它們的電流相等，由此入手確定電路的連接方式．