登录
12 铅笔芯是由石墨和黏土混合制成的。不同型号铅笔的笔芯软硬程度不同，常用型号中6H的铅笔芯最硬，6B的铅笔芯最软，HB的铅笔芯软硬居中。铅笔芯是导体，为探究铅笔芯的电阻与其软硬程度的关系，小明同学用如图所示装置，先后将6B、HB和6H的铅笔芯接入电路A、B两点之间。
（1）通过观察
（2）利用此方法比较电阻大小的依据是：当导体
（3）为得出实验结论，他所选的三支铅笔芯应该满足的条件是：
（1）通过观察
电流表的示数
，可以比较出三种铅笔芯电阻的大小。（2）利用此方法比较电阻大小的依据是：当导体
两端电压
相同时，通过导体的电流越小
，导体对电流的阻碍作用越大。（3）为得出实验结论，他所选的三支铅笔芯应该满足的条件是：
长度、横截面积相同
。答案
(1) 电流表的示数 (2) 两端电压 通过导体的电流越小 (3) 长度、横截面积相同
解析
【分析】
要探究铅笔芯电阻与其软硬程度的关系，需运用转换法和控制变量法：（1）电阻的大小无法直接观察，电源电压不变时，电路电流随电阻变化，因此可通过电流表的示数反映电阻大小；（2）根据欧姆定律，导体两端电压相同时，电流越小，导体电阻越大，即对电流的阻碍作用越大；（3）探究电阻与软硬程度的关系时，需控制其他影响电阻的因素不变，仅改变软硬程度，因此要保证铅笔芯的长度和横截面积相同。
【解析】
（1）实验中电源电压恒定，接入不同电阻的铅笔芯时，电路电流不同，所以通过观察电流表的示数可比较电阻大小，电流越小，电阻越大。
（2）由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，当导体两端电压相同时，导体电阻越大，通过的电流越小，即导体对电流的阻碍作用越大，因此用电流大小反映电阻大小。
（3）根据控制变量法，探究电阻与软硬程度的关系时，需控制长度、横截面积等其他影响电阻的因素相同，仅改变铅笔芯的软硬程度，故所选三支铅笔芯的长度和横截面积应相同。
【答案】
(1) 电流表的示数 (2) 两端电压 通过导体的电流越小 (3) 长度、横截面积相同
【知识点】
电阻的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题是探究电阻影响因素的基础实验题，考查转换法和控制变量法的应用，需明确实验中变量控制和转换法的原理，难度适中。
【难度系数】
0.6
要探究铅笔芯电阻与其软硬程度的关系，需运用转换法和控制变量法：（1）电阻的大小无法直接观察，电源电压不变时，电路电流随电阻变化，因此可通过电流表的示数反映电阻大小；（2）根据欧姆定律，导体两端电压相同时，电流越小，导体电阻越大，即对电流的阻碍作用越大；（3）探究电阻与软硬程度的关系时，需控制其他影响电阻的因素不变，仅改变软硬程度，因此要保证铅笔芯的长度和横截面积相同。
【解析】
（1）实验中电源电压恒定，接入不同电阻的铅笔芯时，电路电流不同，所以通过观察电流表的示数可比较电阻大小，电流越小，电阻越大。
（2）由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，当导体两端电压相同时，导体电阻越大，通过的电流越小，即导体对电流的阻碍作用越大，因此用电流大小反映电阻大小。
（3）根据控制变量法，探究电阻与软硬程度的关系时，需控制长度、横截面积等其他影响电阻的因素相同，仅改变铅笔芯的软硬程度，故所选三支铅笔芯的长度和横截面积应相同。
【答案】
(1) 电流表的示数 (2) 两端电压 通过导体的电流越小 (3) 长度、横截面积相同
【知识点】
电阻的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题是探究电阻影响因素的基础实验题，考查转换法和控制变量法的应用，需明确实验中变量控制和转换法的原理，难度适中。
【难度系数】
0.6
13 某小组同学在“探究电阻与导体长度、横截面积的关系”实验中，利用如图所示装置及四根电阻丝进行实验，电阻丝规格如下表所示。
| 编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm² |
| ---- | ---- | ------ | ------------ |
| 1 | 锰铜合金 | 0.5 | 0.8 |
| 2 | 镍铬合金 | 图2 | 0.8 |
| 3 | 镍铬合金 | 0.5 | 0.4 |
| 4 | 镍铬合金 | 1.0 | 0.4 |
（1）实验中通过观察
（2）分别将编号为
（3）为探究电阻与导体横截面积的关系，该小组同学选择编号为1和3的电阻丝分别接入电路进行实验。请判断这样的选择是否可行，并说明理由。
（4）在实验过程中，他们发现有时该实验装置难以比较导体的电阻大小。请分析出现这种情况的原因，并提出一条改进建议。
| 编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm² |
| ---- | ---- | ------ | ------------ |
| 1 | 锰铜合金 | 0.5 | 0.8 |
| 2 | 镍铬合金 | 图2 | 0.8 |
| 3 | 镍铬合金 | 0.5 | 0.4 |
| 4 | 镍铬合金 | 1.0 | 0.4 |
（1）实验中通过观察
灯泡的亮暗程度
来比较电阻丝电阻的大小。（2）分别将编号为
3、4
的电阻丝接入电路进行实验，可以探究电阻与导体长度的关系。（3）为探究电阻与导体横截面积的关系，该小组同学选择编号为1和3的电阻丝分别接入电路进行实验。请判断这样的选择是否可行，并说明理由。
（4）在实验过程中，他们发现有时该实验装置难以比较导体的电阻大小。请分析出现这种情况的原因，并提出一条改进建议。
答案
(1) 灯泡的亮暗程度 (2) 3、4 (3) 不可行，导体的材料也会影响电阻的大小，编号为1和3的金属丝的材料不同。(4) 在电阻大小差异不大的情况下，通过肉眼难以分辨灯的亮暗变化。可以在电路中串联一个电流表加以改进。
解析
【分析】
本题考查探究电阻与导体长度、横截面积关系的实验，需结合转换法和控制变量法分析解题思路：（1）利用转换法，通过灯泡亮暗反映电阻大小；（2）探究电阻与长度的关系时，需控制材料、横截面积相同，改变长度；（3）探究电阻与横截面积的关系时，需控制材料、长度相同，若变量不唯一则方案不可行；（4）电阻差异小时灯泡亮度变化不明显，可通过电流表改进判断。
【解析】
（1）根据欧姆定律，电源电压一定时，电阻越大，电路电流越小，灯泡越暗，因此通过观察灯泡的亮暗程度来比较电阻丝电阻的大小，这是转换法的应用。
（2）探究电阻与导体长度的关系，需控制导体的材料和横截面积相同，改变长度。编号3和4的电阻丝材料均为镍铬合金，横截面积均为0.4mm²，长度不同，因此选3、4。
（3）探究电阻与横截面积的关系，需控制导体的材料和长度相同。编号1的电阻丝材料为锰铜合金，编号3的为镍铬合金，材料不同，变量不唯一，因此选择1和3不可行。
（4）当接入的电阻丝电阻差异较小时，电路电流变化小，灯泡亮暗变化不明显，肉眼难以分辨，导致难以比较电阻大小；改进建议：在电路中串联一个电流表，通过电流表示数判断电流大小，更准确比较电阻。
【答案】
（1）灯泡的亮暗程度；（2）3、4；（3）不可行，导体的材料也会影响电阻的大小，编号为1和3的金属丝的材料不同；（4）原因：在电阻大小差异不大的情况下，通过肉眼难以分辨灯的亮暗变化；改进建议：可以在电路中串联一个电流表加以改进。
【知识点】
电阻的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题是探究电阻影响因素的基础实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，需明确实验中变量的控制要求，难度适中，适合巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
本题考查探究电阻与导体长度、横截面积关系的实验，需结合转换法和控制变量法分析解题思路：（1）利用转换法，通过灯泡亮暗反映电阻大小；（2）探究电阻与长度的关系时，需控制材料、横截面积相同，改变长度；（3）探究电阻与横截面积的关系时，需控制材料、长度相同，若变量不唯一则方案不可行；（4）电阻差异小时灯泡亮度变化不明显，可通过电流表改进判断。
【解析】
（1）根据欧姆定律，电源电压一定时，电阻越大，电路电流越小，灯泡越暗，因此通过观察灯泡的亮暗程度来比较电阻丝电阻的大小，这是转换法的应用。
（2）探究电阻与导体长度的关系，需控制导体的材料和横截面积相同，改变长度。编号3和4的电阻丝材料均为镍铬合金，横截面积均为0.4mm²，长度不同，因此选3、4。
（3）探究电阻与横截面积的关系，需控制导体的材料和长度相同。编号1的电阻丝材料为锰铜合金，编号3的为镍铬合金，材料不同，变量不唯一，因此选择1和3不可行。
（4）当接入的电阻丝电阻差异较小时，电路电流变化小，灯泡亮暗变化不明显，肉眼难以分辨，导致难以比较电阻大小；改进建议：在电路中串联一个电流表，通过电流表示数判断电流大小，更准确比较电阻。
【答案】
（1）灯泡的亮暗程度；（2）3、4；（3）不可行，导体的材料也会影响电阻的大小，编号为1和3的金属丝的材料不同；（4）原因：在电阻大小差异不大的情况下，通过肉眼难以分辨灯的亮暗变化；改进建议：可以在电路中串联一个电流表加以改进。
【知识点】
电阻的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题是探究电阻影响因素的基础实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，需明确实验中变量的控制要求，难度适中，适合巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
