Question

11．某同学在总结所做的物理探究实验时发现了如下规律：

（1）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法．为了研究导体的电阻与导体长度的关系，应选用材料、横截面积相同，长度不相同的导线；为了研究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系，应采取的操作方法是保持电流方向一定，改变磁场方向．
（2）当要研究的物理量不易直接测量时，可以用转换法把它们间接表示出来．如图1的实验是通过观察小磁针的偏转，间接的知道导线周围有磁场产生；图2的实验是通过观察马德堡半球，间接的证明大气压的存在．
（3）有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的探究实验．图3中如果再增加一个滑动变阻器，我们就可以探究电流产生的热量与电流大小的关系了．

Answer 1

分析 （1）影响电阻大小的因素有电阻的材料、导体的长度和导体的横截面积，当研究导体的电阻与导体长度的关系，应采取控制变量法进行分析，即应控制导体的横截面积和材料相同；通电导体在磁场中受力方向的影响因素有：电流方向和磁场方向；
（2）磁场的基本性质是对放入其中的磁体存在力的作用；空气由于受重力和具有流动性，在竖直方向和水平方向都有压强；
（3）在电阻和通电时间一定时，通过导体的电流产生的热量与电流的平方成正比．

解答 解：
（1）为了研究导体的电阻与导体长度的关系，则需保证材料和横截面积都相同，只有长度不同；
要研究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系，应保持电流方向一定，改变磁场方向；
（2）通电导线周围有无磁场不能直接观察，但小磁针偏转可以直接观察，所以通过小磁针的偏转，间接的知道导线周围有磁场产生；
马德堡半球实验最早证明了大气压的存在，所以通过观察马德堡半球，可以证明大气压的存在；
（3）由图知，此实验探究的是电流产生热量与电阻大小的关系，如果在电路中串联一个滑动变阻器，通过改变滑片位置改变电路电流，则可以探究热量与电流大小的关系．
故答案为：
（1）材料、横截面积相同，长度不相同；保持电流方向一定，改变磁场方向；
（2）小磁针的偏转；马德堡半球；
（3）滑动变阻器．

点评 此题考查的是控制变量法和转换法在物理实验中的具体应用，属于基本技能和方法的考查．