Question

13．小明用一個電壓表，兩節(jié)干電池、兩個開關(guān)和若干導線，設(shè)計了如圖所示的電路圖，用來判斷兩段材料不同、長度、橫截面積都相同的甲、乙兩根合金絲電阻的大小，要求實驗過程中各元件的位置固定不變．
（1）實驗的主要步驟：①閉合開關(guān)S₁和S₂，讀出電壓表的示數(shù)U₁；
②閉合開關(guān)S₂，斷開開關(guān)S₁，讀出電壓表的示數(shù)U₂；
（2）分析并得出的結(jié)論：甲合金絲兩端的電壓為U₁-U₂，乙合金絲兩端的電壓為U₂，根據(jù)歐姆定律，導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積，而串聯(lián)電路中，電流處處相等，所以導體電壓之比等于電阻之比，所以比較U₁-U₂和U₂的大小關(guān)系，若U₁-U₂＞U₂，則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻；若U₁-U₂＜U₂，則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻；若U₁-U₂=U₂，則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻．

Answer 1

分析 根據(jù)串聯(lián)電路的特點，電阻之比等于電壓之比，所以可根據(jù)電壓大小關(guān)系判斷電阻大小關(guān)系，又因為電阻越大說明對電流的阻礙作用越大，導電性能越差，影響電阻大小的因素有長度、橫截面積、材料和溫度，因為長度、橫截面積都相同，又不考慮溫度對電阻的影響，則可判斷兩種材料導電性能的強弱．

解答 解：
（1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點，電阻之比等于電壓之比，所以可根據(jù)電壓大小關(guān)系判斷電阻大小關(guān)系，據(jù)此實驗步驟如下：
①閉合開關(guān)S₁和S₂，讀出電壓表的示數(shù)U₁；
②閉合開關(guān)S₂，斷開開關(guān)S₁，讀出電壓表的示數(shù)U₂；
（2）分析并得出的結(jié)論：甲合金絲兩端的電壓為U₁-U₂，乙合金絲兩端的電壓為U₂，根據(jù)歐姆定律，導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積，而串聯(lián)電路中，電流處處相等，所以導體電壓之比等于電阻之比，所以比較U₁-U₂和U₂的大小關(guān)系，若U₁-U₂＞U₂，則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻；若U₁-U₂＜U₂，則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻；若U₁-U₂=U₂，則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻．
故答案為：
（1）①閉合開關(guān)S₁和S₂，讀出電壓表的示數(shù)U₁；
②閉合開關(guān)S₂，斷開開關(guān)S₁，讀出電壓表的示數(shù)U₂；
（2）甲合金絲兩端的電壓為U₁-U₂，乙合金絲兩端的電壓為U₂，根據(jù)歐姆定律，導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積，而串聯(lián)電路中，電流處處相等，所以導體電壓之比等于電阻之比，所以比較U₁-U₂和U₂的大小關(guān)系，若U₁-U₂＞U₂，則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻；若U₁-U₂＜U₂，則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻；若U₁-U₂=U₂，則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻．

點評 本題是探究影響電阻大小的因素，能夠根據(jù)電壓的大小判斷出電阻的大小是關(guān)鍵，分析時注意控制變量法的應(yīng)用，此題有一定的拔高難度，屬于難題．