Question

18．物理課上老師講到導(dǎo)體電阻的大小 與導(dǎo)體橫截面積有關(guān)，小鄒同學(xué)想導(dǎo)體的電阻大小與橫截面積究竟有什么關(guān)系呢，小鄒用自己家8弦古箏（古箏弦為鐵鉻鋁合金絲，長度均為1m，古箏弦的橫截面積近似圓形，直徑分別為0.25mm、0.30mm、0.40mm、0.45mm、0.50mm、0.55mm、0.70mm、0.90mm）自制了一個實(shí)驗(yàn)板，在實(shí)驗(yàn)板兩端分別有接線柱與合金絲導(dǎo)通．物理實(shí)驗(yàn)室還為小鄒提供了：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器．請你使用上述器材，設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)證明“當(dāng)導(dǎo)體的材料、長度和溫度一定時，導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體橫截面積成反比”，請你運(yùn)用所學(xué)物理知識．
（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟．
（3）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的與所給出的器材，我們可考慮的基本思路是利用歐姆定律的公式R=$\frac{U}{I}$作為基本原理，為保證電阻接入電路電阻改變時電路電壓不變，需要將滑動變阻器與待測電阻串聯(lián)，且電壓表測量待測電阻兩端電壓，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確、客觀，實(shí)驗(yàn)次數(shù)應(yīng)多一些；
實(shí)驗(yàn)的表格沒有必須的模式，只要能體現(xiàn)測量的數(shù)據(jù)，容易記錄，直觀準(zhǔn)確，都是正確的．

解答 解：
（1）使滑動變阻器與待測電阻絲串聯(lián)，電壓表測量待測電阻絲兩端電壓，電流表測量電路中的電流，開關(guān)控制整個電路；如下圖所示：
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①斷開開關(guān)，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，將滑動變阻器的滑動端調(diào)到最大，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄下此時電壓表和電流表的示數(shù)，記錄在表格中；
②把另一根橫截面積不同的電阻絲接入電路，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)不變，記錄下此時電壓表和電流表的示數(shù)，并填入表格內(nèi)；
③再把另一根橫截面積不同的電阻絲接入電路，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)不變，記錄下此時電壓表和電流表的示數(shù)，并填入表格內(nèi)．
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓（V）	電流（A）	電阻（Ω）
1
2
3

點(diǎn)評 本題考查控制變量法的正確使用，探究“當(dāng)導(dǎo)體的長度和材料保持不變時，導(dǎo)體的橫截面積越小，導(dǎo)體的電阻越大”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，注意實(shí)驗(yàn)中要控制電壓表的示數(shù)不變．