小军学习了有关电阻的知识后,知道决定电阻大小的因素有导体的材料、导体的长度和横截面积.他想再次研究决定电阻大小的因素,在实验室中用电池组、电流表、开关、两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金线和几条带有接线夹的导线进行实验.
(1)利用这些器材,小军可以研究电阻的大小跟________的关系.
(2)在实验过程中,小军需要通过观察、比较________,从而判断电阻的大小,这样判断依据的物理规律是________;
(3)作出上述判断时,需要设定的不变量是________.
解:(1)因为导体的电阻跟导体的材料、导体的长度和横截面积有关,而题中所给合金线是同材料、同长度的,但横截面积不同,所以根据控制变量法的思路,利用这些器材可以判断电阻的大小跟横截面积的关系.
(2)在实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,根据欧姆定律可知,在电压相同时,电阻越大,电流越小.因此,可以通过电流表的示数来反映电阻的大小.
(3)因为通过导体的电流既跟导体两端的电压有关,又跟导体的电阻有关,根据控制变量法的思路,要想通过电流来反映电阻的大小就必须控制导体两端电压不变.
故答案为:(1)横截面积;
(2)电流表示数的大小;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)导体两端的电压.
(1)电阻的大小与导体的长度和横截面积、材料有关.根据控制变量法的思路,抓住题中相同因素和不同因素即可判断.
(2)电阻的大小可以通过电流的大小来转换比较,结合给出的实验器材,可以利用电流表的示数来比较.
点评:利用控制变量法解题时,既要比较不同点,还要抓住相同点.