Question

【题目】现有一个电压表，若干导线、两节干电池和一个开关，请你设计一个实验来判断两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小．

（1）画出实验电路图．

（2）说明实验的步骤以及需要测量的物理量．

（3）小金认为，根据上述操作即可判断这两种材料导电性能的强弱，你认为小金得出结论的依据是什么？（不考虑温度对电阻的影响）

Answer 1

【答案】（1）（2）实验的步骤：以两节干电池为电源，用导线把两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路，把开关并联在甲合金丝两端，把电压表并联在乙合金丝两端，闭合开关，读出电压表示数为U1，断开开关，读出电压表示数U2．（3）见解析所示

【解析】解答：(1)将两节干电池串联，甲、乙合金丝串联接入电路，把开关并联在甲合金丝两端，把电压表并联在乙合金丝两端，如图所示：

(2)实验的步骤：以两节干电池为电源,用导线把两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,闭合开关,读出电压表示数为U1,断开开关,读出电压表示数U2.

(3)甲合金丝两端的电压为U1U2,乙合金丝两端的电压为U2,根据欧姆定律,导体两端的电压等于电流和电阻的乘积,而串联电路中,电流处处相等,所以导体电压之比等于电阻之比,所以比较U1U2和U2的大小关系,若U1U2>U2,则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻,若U1U2<U2,则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻,若U1U2=U2，则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻，导体电阻越大，导电性能越弱，又因为影响电阻大小的因素有长度、横截面积、材料和温度，而长度、横截面积都相同，又不考虑温度对电阻的影响，则可判断两种材料导电性能的强弱。所以根据电压大小关系判断出电阻大小关系，再根据电阻关系判断材料导电性能的强弱。