小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下:
序号 | 材料 | 长度 | 横截面积 |
1 | 炭钢合金丝 | L | S |
2 | 镍铬合金丝 | L | S |
3 | 镍铬合金丝 | L | 2S |
4 | 镍铬合金丝 | 2L | S |
(1)他们应选择序号为______的两根电阻丝来探究;
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过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,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接人电路的电阻丝的阻值______(选填“较大”或“较小”),同时小华发现第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是______
(3)以上(2)中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到,以下描述中能体现这种方法的是(______)
A、水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流
B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态
C.通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小,可比较运动物体动能的大小
D、研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
(4)科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比.你认为他们用上述(2)中的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释.
(5)若电流表损坏,换用一只电压表,仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比,请画出一个能反映该实验原理的电路图.(电阻丝用电阻符号表示,导线根数不限.)
答案:
分析:导体的电阻跟导体的长度、横截面积和材料有关,当研究电阻与导体长度的关系时,应控制其它的因素不变;
在实验时可以通过观察电流表的示数判断电阻的大小,是利用科学研究方法中的转化法;
该实验不能控制电阻两端的电压不变,所以不能得出“在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比”的结论.
解答:答:(1)“探究导体电阻大小与长度关系”时,应控制导体的横截面积和材料不变,所以选择2和4;
(2)第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接人电路的电阻丝的阻值较大;
小华发现第二次实验中灯泡不亮,可能的原因是灯泡的实际功率太小;
(3)该实验判断电阻大小关系的方法是转化法,其中选项C也是这种研究方法;
(4)不能;
根据欧姆定律,在电压一定的条件下,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
此方案不能控制电阻丝两端的电压一定,故不能.
(5)如图所示: