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小明设计了如图一所示的电路图,做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验,在A、B间接入表中待研究的电阻丝,电源电压U恒定,忽略温度对灯丝电阻的影响(电阻丝用电阻符号表

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小明设计了如图一所示的电路图,做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验,在A、B 间接入表中待研究的电阻丝,电源电压U恒定,忽略温度对灯丝电阻的影响(电阻丝用电阻符号表示):
序号 材料 长度 横截面积
1 炭钢合金丝 L S
2 镍铬合金丝 2L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L 2S
(1)小明选择序号为______的两根电阻丝来探究,实验采用的方法叫______.
(2)他正确选择后,将电阻丝分别接入A、B间,闭合开关,观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小.实验中,两次电流表指针均有偏转,但第一次的示数大于第二次的示数,说明第一次接入的电阻丝阻值______(填“较大”或“较小”);其中第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是______.
(3)小明继续用上述电源设计如图二所示的电路图,来探究导体电阻大小还与什么因素有关(温度、导体长度因素除外).他应选择序号为______的两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置.请你简述小明选择的原理及结论:______.
▼优质解答
答案和解析
(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选择导体的材料和横截面积都相同,而长度不同的两根电阻丝.从表格中可知,序号3和序号4的材料、横截面积都相同,长度不同,所以应选用序号3和4,这种方法叫控制变量法.
(2)电流表第一次的示数大于第二次的示数,表明第一次的电流比第二次的大,说明第一次的电阻阻值比第二次的电阻阻值小;由于第二次电路中的电阻大,会造成电路中的电流变小,灯泡两端的电压变小,灯泡的实际功率变小,以至于灯泡不亮.
(3)电阻的大小除了与导体的长度有关以外,还与导体的材料和横截面积有关.所以他还可以探究电阻与材料、电阻与横截面积的关系.
要探究电阻与材料的关系,可以选择序号1和2;要探究电阻与横截面积的关系,可以选择序号2和3.由于在串联电路中,电流处处相等,各用电器的电压与电阻成正比,即R1 :R2=U1:U2 ;选用1和2(或选2和3)进行试验时,发现电压表的示数是不同的,故可得结论:
选序号1和2,在长度和横截面积相同条件下,不同材料的电阻其阻值不同.
选序号2和3,同种材料在长度一定条件下,导体电阻跟导体横截面积有关.
故答案为 (1)3、4;控制变量法;(2)较小;第二次接入的电阻大,电路电流小,灯泡的功率过小;(3)1和2(或选2和3);选序号1和2,在长度和横截面积相同条件下,不同材料的电阻其阻值不同(选序号2和3,同种材料在长度一定条件下,导体电阻跟导体横截面积有关).
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