Question

4．在探究影響導體電阻大小的因素時，甲、乙兩位同學作出如下猜想：
甲：導體的電阻與導體的長度有關；乙：導體的電阻與導體的材料有關．
現提供多根電阻絲，如圖所示．材料參數如下表．

編號	材料	長度/m	橫截面積/mm2
A	鎳鉻合金	0.5	0.1
B	鎳鉻合金	1.0	0.1
C	鎳鉻合金	0.5	0.2
D	錳銅合金	0.5	0.1

（1）某同學要驗證上述猜想，設計了如圖電路．請你根據電路圖連接實物．

（2）如要驗證乙同學的猜想，則應該選用AD兩根電阻絲（填編號）
（3）連線時，開關應斷開，在用電阻絲A實驗時，滑動變阻器滑片，發現電流表示數變大，而電壓表示數變小，則故障可能為：電壓表接在變阻器的兩端
（4）實驗時如果電流表壞了，請利用余下器材，設計實驗，驗證上述甲同學的猜想
①在虛線框中畫出實驗電路圖，注明所選用電阻絲的編號（電阻絲符號用表示）．
②簡要說明設計的原理：根據串聯電路電壓之比等于電阻之比．

Answer 1

分析 （1）電阻與滑動變阻器串聯，電壓表與電阻并聯，電流表串聯在電路中，且與電源負極相連．
（2）要探究導體的電阻與導體的材料有關，應控制長度和橫截面積相等，研究電阻與材料的關系．
（3）在連接電路時開關應處于斷開狀態，根據滑動變阻器的使用方法可以確定其連接的錯誤所在；
（4）使用兩根電阻絲串聯，用電壓表分別測量它們兩端的電壓，利用串聯電路中電阻之比等于電壓之比，電阻大者的電壓大．

解答 解：（1）如圖：

（2）根據控制變量法知，應當控制長度和橫截面積相等，材料不同，故應選擇A、D兩根電阻絲．
（3）為了保護電路，在連接電路時開關應處于斷開狀態；
移動滑片P發現電壓表示數變大時，電流表示數變小，則說明變阻器起作用，能改變電路中的電流，但電壓表示數變大，所以故障可能是電壓表與變阻器并聯了，測量變阻器兩端的電壓；
（4）由于串聯電路中，兩個電阻兩端的電壓之比等于電阻之比，若研究“導體的電阻與導體的長度有關”時，可用電壓表分別測出兩個電阻兩端的電壓后，比較它們兩端的電壓與長度的關系．

故答案為：（1）見上圖；（2）AD；（3）斷開；電壓表接在變阻器的兩端；（4）①見上圖；②根據串聯電路電壓之比等于電阻之比．

點評 本題考查了連接電路和設計電路的能力，還利用了控制變量法進行研究．控制變量法：就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素和條件加以人為控制，只改變某個變量的大小，而保證其它的變量不變，最終解決所研究的問題，在研究“導體的電阻與導體的材料有關”時，控制了長度和橫截面積相等，材料不同來進行研究．