在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中.(规格不同的导体有若干)
(1)小明设计了如图甲所示电路.为判断a、b两点间导体电阻的大小,小明应注意观察______,具体指明该方案存在的不足:______;
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是______;
(3)小丽设计了如图丙所示电路,该电路中灯泡的作用有哪些?
①______;②______.
(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”.你认为用小丽的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释?______.
网友回答
解:(1)为判断a、b两点间导体电阻的大小,应知道流过电阻的电流大小,所以应注意观察电流表的示数变化.该电路无保护电阻,当ab间电阻太小时,可导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件.
(2)灯泡与电阻串联,电路无任何故障,但灯不亮,是因为电路中ab间电阻太大,远大于灯的电阻,灯的分压太小,灯两端的电压远小于灯的额定电压,故灯不亮.
(3)灯泡与电阻串联,一方面增大了电路电阻,使电路中的电流不至于过大,对电路起保护作用;另一方面,通过灯泡的亮暗变化,也可以粗略反应电路电流的变化.
(4)由电路中电流表可以读出流经电阻的电流大小,电阻与灯串联,当电路电阻一定时,电阻两端的电压也一定,由欧姆定律I=,可求出电阻R=.按照小丽设计的电路,当ab间电阻长度变化时,ab间电阻也发生了变化,电路电流变了,从而ab间的电压U也变了,由R=,不能判断电阻大小的变化,从而达不到实验目的.
答:(1)电流表的示数变化? ab间电阻小时,可导致电路中电流过大烧坏电路中的元件.
(2)ab间电阻太大,灯泡两端实际电压远小于额定电压.
(3)①保护电路,②粗略反映电路中电流变化.
(4)不能,改变导体长度时,无法控制ab间电压相等.
解析分析:(1)为判断a、b两点间导体电阻的大小,应观察电流表的示数变化,该电路的最大缺点是,当电路电流较大时,容易烧坏电路元件.
(2)如果a、b间电阻太大,灯泡与电阻串联,灯的分压太小,远小于额定电压,所以灯不亮.
(3)灯泡的接入,增大了电路电阻,使电路电流不至于太大,对电路起保护作用,另外,通过灯的亮度也可知电路电流的变化.
(4)小丽的设计不能达到实验目的,因为当改变电阻长度时,电路总电阻变了,ab间的电压也变了,无法由欧姆定律判断电阻的大小变化.
点评:本题通过“探究影响导体电阻大小的因素”实验,考查了学生分析电路的能力,以及应用欧姆定律分析问题解决问题的能力,难度较大.