Question

同学们在做教材上的电学实验时，发现2B、HB铅笔芯的软硬不同，其实验效果亦不同.他们猜想铅笔芯的电阻可能与其软硬程度有关.于是同学们做实验来检验其猜想是否正确.

(1)林清同学的设计思路如图所示，请指出她设计中的错误
和不足.
(2)伟鹏同学说：“不如直接用‘伏安法’测量它们的电阻进行比较”.请你写出他的实验方案.要求：
①画出电路图；(铅笔芯用“   ”表示)
②写出实验步骤；
③进行分析论证.

Answer 1

如下

试题分析：：（1）探究电阻大小跟材料的关系时，要保证铅笔芯的长度和横截面积相等．
分别把2B、HB铅笔芯接入电路，先后两次观察灯泡亮度变化不可靠．
（2）①电流表与铅笔芯串联，滑动变阻器串联在电路中，开关串联在电路中，电压表并联在铅笔芯两端．
根据各元件的连接方法，画出电路图．如图．

②实验步骤：1、按照电路图连接实物图电路，取长度和横截面积相同的2B和HB铅笔芯分别接入A、B间．
2、闭合开关S，分别读出电压表和电流表的示数为U和I．
3、根据，计算2B和HB铅笔芯的电阻值，并进行比较．
③若2B和HB铅笔芯的电阻值相等，则铅笔芯的电阻与其软硬程度无关；
若2B和HB铅笔芯的电阻值不相等，则铅笔芯的电阻与其软硬程度有关．
故答案为：（1）错误：没有控制两只铅笔芯的长度和横截面积相同．
不足：先后两次观察比较灯泡的亮度不如同时观察灯泡的亮度更可靠．
（2）①电路图如上图；
②实验步骤：取长度和横截面积相同的2B和HB铅笔芯分别接入A、B间；
闭合开关S，读出电压表和电流表的示数为U和I；
计算2B和HB铅笔芯的电阻值．
③若2B和HB铅笔芯的电阻值相等，则铅笔芯的电阻与其软硬程度无关；
若2B和HB铅笔芯的电阻值不相等，则铅笔芯的电阻与其软硬程度有关．
点评：（1）本题利用了控制变量法的探究铅笔芯的硬度与电阻大小的关系．
（2）设计实验方案时，要明确实验目的，需要测量的物理量，掌握各种元件的连接方法和用途．根据各元件的连接方法画出电路图．