【分析】
这道题是探究影响导体电阻大小的因素的经典电学实验题,我们可以按照实验的核心逻辑逐步思考:
1. 首先电阻的大小无法直接肉眼观测,实验中电阻丝和小灯泡串联,电阻越大电路电流越小,小灯泡就越暗,所以可以通过小灯泡的亮度间接反映电阻大小,这就是转换法的思路。
2. 因为影响电阻的因素有材料、长度、横截面积多个,要单独探究某一个因素对电阻的影响,必须保证其他两个因素完全相同,这种研究方法就是控制变量法,是本实验除了转换法之外的核心方法。
3. 要探究电阻和材料的关系,就必须控制长度、横截面积完全一致,仅材料不同,对照电阻丝规格,符合要求的就是A、B两根电阻丝。
4. 接入B、C两根电阻丝时,二者材料、长度都相同,只有横截面积不同,所以对应的实验结论就是探究电阻和横截面积的关系。
5. 要探究电阻和长度的关系,必须控制材料、横截面积完全一致,仅长度不同,对照规格符合要求的是C、D两根电阻丝。
6. 如果小灯泡亮度变化不明显,说明电路中电流的变化幅度很小,肉眼很难通过亮度区分,此时用灵敏度更高的电流表代替小灯泡,就可以精准测出电流的大小,更准确的对比电阻的差异。
【解析】
(1) 本实验用转换法将电阻的大小转换为容易观测的小灯泡亮度,电阻越大,电路电流越小,小灯泡越暗,因此通过观察小灯泡亮度比较电阻丝电阻的大小。
(2) 本实验涉及多个影响电阻的变量,探究任意一个变量对电阻的影响时都要控制其余变量不变,因此采用的研究方法除转换法外还有控制变量法。
(3) 要探究导体电阻与材料的关系,需要控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,编号为A、B的电阻丝满足该条件,因此选A、B。
(4) B、C两根电阻丝的材料、长度均相同,只有横截面积不同,因此接入二者实验可得出导体的电阻大小与导体的横截面积有关的结论。
(5) 要探究导体电阻与长度的关系,需要控制导体的材料、横截面积相同,长度不同,编号为C、D的电阻丝满足该条件,因此选C、D。
(6) 若小灯泡亮度变化不明显,说明电流变化较小,肉眼难以通过亮度准确判断,可用测量电流更精准的电流表代替小灯泡完成实验。
【答案】
(1) 小灯泡亮度 (2)控制变量法 (3)A、B
(4) 横截面积 (5)C、D (6)电流表
【知识点】
影响电阻的因素,控制变量法,转换法
【点评】
本题属于电学基础探究实验题,全面考察了影响导体电阻大小实验的核心内容,涵盖实验方法、变量控制逻辑、实验现象观测与实验改进等考点,是电学实验必须掌握的基础内容,解题的核心要点是牢记控制变量法的使用规则,探究某一变量的影响时必须保证其余所有变量完全一致。
【难度系数】
0.8