Question

4．張明同學(xué)想探究影響導(dǎo)體電阻大小的有關(guān)因素，他想到道路越細(xì)長就越難走，所以猜想電阻大小與導(dǎo)體的長度和橫截面積有關(guān)．于是，他找來了同種材料制成的各種長度和橫截面積的金屬線，并設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路．

（1）請你根據(jù)電路圖，用筆畫線幫助他把圖乙中的元件連成實(shí)驗(yàn)電路（電流表選0～0.6A量程）．
（2）在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)之前，首先要將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大（或A）的位置上．
（3）張明同學(xué)利用上述裝置做“探究決定電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過測量記錄數(shù)據(jù)如表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
長度L（cm）	10	20	40	10	20	40	10	20	40
橫截面積 S（mm2）	1.0	1.0	1.0	2.5	2.5	2.5	4.0	4.0	4.0
電流I（A）	0.2	0.1	0.05	0.5	0.25	0.125	0.8	0.4	0.2

①分析第1，2，3（或4，5，6；或7，8，9）次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：同種材料，在橫截面積相同的情況下，導(dǎo)體越長，導(dǎo)體的電阻越大．
②分析第1，4，7（或2，5，8；或3，6，9）次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：導(dǎo)體的材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越小．
（4）這次找到的金屬線都是用同種材料制成的，不同材料對導(dǎo)體電阻的大小有沒有影響呢？
請你幫助張明同學(xué)設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來探究導(dǎo)體材料對電阻的大小有無影響，寫出實(shí)驗(yàn)的主要過程及判斷方法．

Answer 1

分析 （1）連接實(shí)物圖要根據(jù)電路圖去連接，注意電流表的量程、正負(fù)接線柱、滑動變阻器的連接方法；
（2）根據(jù)連接電路時應(yīng)該注意的問題可以確定開關(guān)所處的狀態(tài)以及滑動變阻器滑片P的位置；
（3）結(jié)論的得出要從選用器材的異同點(diǎn)，結(jié)合控制變量法的思想去突破，
①比較表中的第l、2、3或4，5，6；或7，8，9組數(shù)據(jù)的材料、長度、橫截面積的異同點(diǎn)，結(jié)合三者電阻的大小關(guān)系可得結(jié)論；
②比較電阻絲1、4、7或2、5、8或3、6、9的材料、長度、橫截面積的異同點(diǎn)，結(jié)合三者電阻的大小關(guān)系；
（4）研究“導(dǎo)體電阻與材料有關(guān)”，根據(jù)控制變量法的思想，應(yīng)該控制導(dǎo)體的長度和橫截面積相同，改變導(dǎo)體的材料，記錄電流表的示數(shù)，分析電阻與材料的關(guān)系．

解答 解：
（1）將實(shí)物圖按照電路圖的連接情況一一對應(yīng)連接，如下圖所示：

（2）為了保護(hù)電路，開關(guān)要處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片P要位于最大阻值處，由于此時滑片右邊的電阻接入電路，所以P位于最左邊的A點(diǎn)時的阻值最大；
（3）①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，比較電阻絲1、2、3可看出，這些電阻絲的材料、橫截面積相同，且越長的電阻越大，故得出結(jié)論：導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時，導(dǎo)體越長，電阻越大；
②比較電阻絲1、4、7或2、5、8或3、6、9實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能看出，此時實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)體的材料、長度相同，橫截面積越大的電阻越小，故得出結(jié)論：導(dǎo)體的材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越��；
（4）研究“導(dǎo)體電阻導(dǎo)體材料的關(guān)系”，需要控制導(dǎo)體的長度和橫截面積相同，改變導(dǎo)體的材料，可以通過電流表測量電路中的電流，或通過小燈泡亮度反映導(dǎo)體電阻的變化；
實(shí)驗(yàn)過程：將電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電阻絲串聯(lián)，觀察電流表的示數(shù)，再把不同材料、長度和橫截面積相同的電阻絲接入電路，觀察電流表的示數(shù)是否發(fā)生變化，如果電流表的示數(shù)發(fā)生變化，說明導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；阻值最大 （或A）；（3）①越大；②導(dǎo)體的材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越��；（4）見解答過程．

點(diǎn)評 知道電路連接時的注意事項(xiàng)，并能利用控制變量法進(jìn)行分析是解決該題的關(guān)鍵．