Question

20．在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中：
甲同学的猜想是：电阻可能与导体的材料有关；
乙同学的猜想是：电阻可能与导体的长度有关；
丙同学的猜想是：电阻可能与导体的横截面积有关．

金属丝代号	材料	长度/n	横截面积/mm2
A	金属甲	1	0.2
B	金属甲	1	0.1
C	金属乙	1	0.1
D	金属乙	0.5	0.1

（1）现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如上表，选用导线A和B进行实验，可以探究丙（选填“甲”“乙”或“丙”）同学的猜想．要想探究甲同学的猜想应该选用B、C（选上面表格中导线的字母代号）两根金属丝进行实验．
（2）小明设计了如图甲所示电路，为判断a、b两点间导线电阻的大小，小明应注意观察电流表示数的变化，具体指明该方案存在的不足：若ab间导线电阻太小，使电流过大会烧毁电流表和电源（3）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导线接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，你认为灯不亮的原因是ab间导线电阻太大（4）小刚设计了如图丙所示电路，该电路 中灯泡的作用有哪些？
①由灯泡亮度可直观比较阻值大小②限流；防止烧毁电流表和电源．

Answer 1

分析 （1）已知导线A和B的长度和材料都相同，而横截面积不同，根据控制变量法分析其探究的因素；要探究电阻与材料是否有关，应控制除了材料以外的其余因素都相同．电阻的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度．
（2）为判断a、b两点间导体电阻的大小，应观察电流表的示数变化，该电路的最大缺点是，当电路电流较大时，容易烧坏电路元件．
（3）如果a、b间电阻太大，灯泡与电阻串联，灯的分压太小，远小于额定电压，所以灯不亮．
（4）灯泡的接入，增大了电路电阻，使电路电流不至于太大，对电路起保护作用，另外，通过灯的亮度也可知电路电流的变化．

解答 解：
（1）因为A、B导线的长度和材料均相同，而横截面积不同，因此选用导线A和B进行实验，可以探究丙同学的猜想；
要探究甲同学的猜想，根据控制变量法的思路，应该控制导体的长度、横截面积都不变，因此应该选择导线B和C．
（2）为判断a、b两点间导体电阻的大小，应知道流过电阻的电流大小，所以应注意观察电流表的示数变化．该电路无保护电阻，当ab间电阻太小时，可导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件．
（3）灯泡与电阻串联，电路无任何故障，但灯不亮，是因为电路中ab间导线电阻太大，比灯泡的电阻大得多，灯的分压太小，灯两端的电压远小于灯的额定电压，故灯不亮．
（4）图乙所示的电路，灯泡与电阻串联，一方面增大了电路电阻，对电路起限流；防止烧毁电流表和电源；另一方面，通过灯泡的亮暗变化，也可以可直观比较阻值大小．
故答案为：（1）丙；B、C；（2）电流表示数的变化；若ab间导线电阻太小，使电流过大会烧毁电流表和电源；（3）ab间导线电阻太大；（4）①由灯泡亮度可直观比较阻值大小；②限流；防止烧毁电流表和电源．

点评 本题通过“探究影响导体电阻大小的因素”实验，考查了学生分析电路的能力，以及应用欧姆定律分析问题解决问题的能力，难度较大．