Question

19．學(xué)習(xí)了電學(xué)知識后，小明對影響電阻大小的部分因素進(jìn)行了進(jìn)一步的探究，器材有：開關(guān)、電流表、電源（電壓恒為1.5V）各一個(gè)，三根完全相同的合金絲，導(dǎo)線若干．

【實(shí)驗(yàn)過程】電路如圖1所示，將合金絲以不同方式分別接入電路A、B之間，閉合S后，記錄的數(shù)據(jù)如表．

連接方式	一根	兩根串聯(lián)	三根串聯(lián)	兩根并聯(lián)	三根并聯(lián)
電流表讀數(shù)/A	0.6	0.3	0.2	1.2	1.8

回答下列問題：
（1）圖2是一根合金絲接入電路時(shí)電流表的讀數(shù)，請將其填入表格中．
（2）導(dǎo)體電阻的大小跟材料、長度和橫截面積的關(guān)系．
A．電阻的大小與長度的關(guān)系是：材料和橫截面積相同，導(dǎo)體的電阻跟長度成正比；
B．電阻的大小與橫截面積的關(guān)系是：材料和長度相同，導(dǎo)體的電阻跟橫截面積成反比．
（3）進(jìn)行多次測量的目的是得出影響電阻與導(dǎo)體長度和橫截面積的關(guān)系，使結(jié)論更具普遍性．
（4）此實(shí)驗(yàn)也可得出電流與電阻的關(guān)系是導(dǎo)體兩端的電壓不變，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
【拓展】用上述合金材料制成長1m、橫截面積1mm²的電阻絲的阻值為1Ω．而實(shí)驗(yàn)中所用合金絲的橫截面積為0.5mm²，則一根合金絲的電阻為2.5Ω，長度為1.25m．

Answer 1

分析 （1）確定電流表的量程，讀出示數(shù)；
（2）根據(jù)串聯(lián)時(shí)電流表示數(shù)判斷出電阻的變化，得出電阻大小與長度的關(guān)系；
根據(jù)并聯(lián)時(shí)電流表示數(shù)的變化判斷出電阻的變化，得出電阻大小與橫截面積的關(guān)系；
（3）實(shí)驗(yàn)中為得出普遍性結(jié)論，得出影響電阻的因素，進(jìn)行多次測量；
（4）根據(jù)電流和電阻的變化關(guān)系，得出結(jié)論；
根據(jù)一根合金絲的電流求出電阻值；
由電阻與導(dǎo)體長度和橫截面積的關(guān)系及已知條件得出其長度的大小．

解答 解：（1）根據(jù)表格中的特點(diǎn)，串聯(lián)的電阻越多，電流表的示數(shù)越小，所以串聯(lián)一根電阻絲時(shí)，電路中的電流應(yīng)大于0.3A，所以圖2中電流表的量程為0～3A，分度值為0.1A，示數(shù)為0.6A；
（2）A．根據(jù)1、2、3組數(shù)據(jù)可知，導(dǎo)體的材料和橫截面積相同，導(dǎo)體越長，電流表的示數(shù)越小，說明電阻值越大，且電阻值跟導(dǎo)體的長度成正比；
B．根據(jù)1、4、5組數(shù)據(jù)可知，導(dǎo)體的材料和長度相同，橫截面積越大，電流表的示數(shù)越大，說明電阻值越小，且電阻值跟導(dǎo)體的橫截面積成反比；
（3）實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測量，是為了得出影響電阻與導(dǎo)體長度和橫截面積的關(guān)系，使結(jié)論更具普遍性；
（4）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，導(dǎo)體兩端的電壓不變，導(dǎo)體的電阻增大到原來的幾倍，電流減小到原來的幾分之一，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
根據(jù)電阻與導(dǎo)體的長度和橫截面積的關(guān)系，對與上材料相同的導(dǎo)體，電阻值可記為R=$\frac{L}{S}$×1Ω•mm²/m；
由R=$\frac{U}{I}$可知，一根合金絲的導(dǎo)體電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.6A}$=2.5Ω；
代入上面關(guān)系式：2.5Ω=$\frac{L}{0.5m{m}^{2}}$×1Ω•mm²/m
解得L=1.25m．
故答案為：（1）0.6；（2）A．材料和橫截面積相同，導(dǎo)體的電阻跟長度成正比；B．材料和長度相同，導(dǎo)體的電阻跟橫截面積成反比；（3）得出影響電阻與導(dǎo)體長度和橫截面積的關(guān)系，使結(jié)論更具普遍性；（4）導(dǎo)體兩端的電壓不變，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；2.5；1.25．

點(diǎn)評 本題是探究導(dǎo)體的長度和橫截面積對電阻的影響實(shí)驗(yàn)，能夠根據(jù)電流的大小判斷出電阻的大小，是關(guān)鍵，分析時(shí)注意控制變量法的應(yīng)用．