Question

铅笔芯的主要成分是石墨．软硬程度不同的铅笔其用途是不同的，例如作画用6B软铅笔，写字用软硬适中的HB铅笔，制图用6H硬铅笔．铅笔芯是导体，那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度有什么关系呢？请你设计一个实验方案对这个问题进行探究．
（1）写出主要实验步骤及所要测量的物理量（用字母表示）．
（2）分析测得的物理量，说明铅笔芯电阻大小与铅笔芯软硬度的对应关系．

Answer 1

分析：（1）根据先将各元件依次串联起来，并将硬度不同的铅笔接入电路，分别读出电流表的示数，并用不同的字母表示；
（2）根据电流示数的关系，从而判断出铅笔芯的电阻大小与铅笔硬度的关系．

解答：答：（1）实验步骤：
①用导线将电源、开关、电流表依次和软、软硬适中、硬铅笔芯连成串联电路；
②闭合开关，分别读出电流表的示数I₁、I₂、I₃；
（2）若I₁=I₂=I₃，则铅笔芯的电阻大小与软硬度无关；
若I₁＞I₂＞I₃，则铅笔芯的电阻大小与软硬度有关，在长度、横截面积都相同时铅笔芯的硬度越大，电阻越大；
若I₁＜I₂＜I₃，则铅笔芯的电阻大小与软硬度有关，在长度、横截面积都相同时铅笔芯的硬度越大，电阻越小．

点评：会用控制变量法研究电阻大小与铅笔软硬度的关系；会设计电阻大小影响因素的实验；本类题型对学生而言是个难点．