Question

12．学习了电流、电压和电阻知识后，同学们发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似．李明和同学们提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流的阻碍作用相似，所以影响导体电阻大小的因素，他们提出了以下猜想：
猜想一：（类比管道长短）导体电阻大小可能与导体的长度有关；
猜想二：（类比管道粗细）导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关．
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝，并设计了如图所示的电路．
（1）连接电路时，开关S应处于断开 状态（选填“断开”或“闭合”），闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于b （选填“a”或“b”）位置；
（2）闭合开关后，他们发现电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，你判断他们的电路出现的故障可能是电阻丝处断路．
（3）电路连接正确后，他们经过认真测量，得到了下表所示的数据：
比较表中数据，要验证他们的猜想一，可选哪三组数据做比较？1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）；
比较表中数据，要验证他们的猜想二，可选哪三组数据做比较？1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）；
（4）本实验采用的研究方法是控制变量法；
（5）实验结束后，细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究，这个因素是材料；

物理量序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	…
长度L/m	2.0	4.0	6.0	2.0	4.0	6.0	2.0	4.0	6.0	…
横截面S/mm2	1.0	1.0	1.0	2.0	2.0	2.0	4.0	4.0	4.0	…
电阻R/Ω	2.0	4.0	6.0	1.0	2.0	3.0	0.5	1.0	1.5	…

Answer 1

分析 （1）连接电路时，开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；
（2）电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电路断路；
（3）根据影响电阻的因素及控制变量法进行分析；
（4）导体的电阻与多个因素有关，探究过程中应用控制变量法；
（5）电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，通常情况下忽略温度的影响，根据其分析即可．

解答 解：
（1）连接电路时，开关应断开；由电路图知，闭合开关前，滑片应置于b端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝断路；
（3）根据题意，导体的材料和温度是相同的；
要探究电阻与导体长度的关系，需使横截面积相同，则需选择1、2、3（或4、5、6或7、8、9）进行比较；
要探究电阻与导体横截面积的关系，需使导体的长度相同，则需选择1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）的数据进行比较；
（4）由（3）分析知，实验中用到了控制变量法；
（5）由于导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，通常情况下忽略温度的影响，实验中已经探究了电阻与长度和横截面积的关系，还未探究电阻与材料的关系．
故答案为：
（1）断开；b；
（2）电阻丝处断路；
（3）1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）；1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）；
（4）控制变量法；
（5）材料．

点评 本题是探究影响电阻大小的因素实验，主要考查了控制变量法在实验中的应用，控制变量法是物理实验中常用的实验方法，应熟练掌握．