Question

11．探究“金屬絲的電阻（大�。┡c長(zhǎng)度的關(guān)系”
某實(shí)驗(yàn)小組他們?nèi)∫欢未旨?xì)均勻的金屬絲拉直，連接在帶刻度尺托板的A、B接線(xiàn)柱上，在金屬絲上安裝一個(gè)可滑動(dòng)的金屬夾P，實(shí)驗(yàn)室還提供了下列器材：電壓表、電流表、電池組（電壓4.5V）、滑動(dòng)變阻器（20Ω 2A）、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干．

（1）為了測(cè)量AP段的電阻R，他們連接了如圖a所示的電路，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，把圖中還沒(méi)有連接的一根導(dǎo)線(xiàn)接上，使電路完整．
（2）在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至變阻器的最右（選填“左”或“右”）端．
（3）電源的電壓為4.5V，而測(cè)量金屬絲兩端電壓的電壓表卻采用3V檔是為了提高測(cè)量電壓的精度；電路通過(guò)串聯(lián)合適的滑動(dòng)變阻器保證電壓表的兩端電壓不會(huì)超過(guò)3V．
（4）某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電壓表、電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖b所示，電壓表的讀數(shù)2.4 V；電流表的讀數(shù)0.3 A，此時(shí)，金屬絲的電阻R=8Ω．
（5）實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)金屬夾P，分別測(cè)得AP段的長(zhǎng)度和對(duì)應(yīng)的電阻值R的數(shù)據(jù)如表：分析表中數(shù)據(jù)，可知R與L的關(guān)系是其它條件一定時(shí)，R隨L的增大而增大．

L/cm	15	30	45	60	75
R/Ω	2.5	5	7.5	10	12.5

（6）實(shí)驗(yàn)后，小黃同學(xué)認(rèn)為：“如果電源電壓改用3V，即沒(méi)有超過(guò)電壓表所選量程，因此在閉合開(kāi)關(guān)前，就可以將變阻器的滑片置于任意位置．”你認(rèn)為他的想法對(duì)否并說(shuō)明理由：錯(cuò)誤；電流表的測(cè)量值可能超過(guò)所選量程的最大值．

Answer 1

分析 （1）掌握電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的連接方式，注意電流表、電壓表量程的選擇及正負(fù)接線(xiàn)柱的接法，滑動(dòng)變阻器要接一上一下；
（2）為防止電流過(guò)大，在閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）被測(cè)電壓不超過(guò)電壓表小量程，為了測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)選用小量程進(jìn)行測(cè)量；
滑動(dòng)變阻器有兩個(gè)作用：保護(hù)電路和調(diào)節(jié)電壓的作用；
（4）在進(jìn)行電壓表的讀數(shù)時(shí)，需先確定電壓表的量程和分度值，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻值；
（5）分析電阻和長(zhǎng)度的變化關(guān)系，得出結(jié)論；
（6）電路中電阻過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電流太大，根據(jù)電流表的正確使用方法分析解答．

解答 解：
（1）將電流表與電阻串聯(lián)，將電流表的負(fù)接線(xiàn)柱與接線(xiàn)柱B連接，如圖所示：

（2）由于滑動(dòng)變阻器接的下面左邊的接線(xiàn)柱，所以閉合開(kāi)關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至變阻器的最右端；
（3）為了測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)選用小量程進(jìn)行測(cè)量；但是電源的電壓為4.5V，為了保證被測(cè)量金屬絲兩端電壓不超過(guò)3V，電路通過(guò)滑動(dòng)變阻器的分壓作用保證電壓表的兩端電壓不會(huì)超過(guò)3V．
（4）由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，所以示數(shù)為2.4V；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以示數(shù)為0.3A；
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω；
（5）由表格中數(shù)據(jù)知，電阻長(zhǎng)度增大為原來(lái)的幾倍，電阻值便增大為原來(lái)的幾倍或電阻值與長(zhǎng)度的比值是一個(gè)常數(shù)，所以其它條件不變，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比；
（6）若電路中由于電路連接問(wèn)題使電路中的電流過(guò)大，超過(guò)電流表的量程，會(huì)燒壞電流表，所以在閉合開(kāi)關(guān)前，要把滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）右；（3）測(cè)量電壓的精度；串聯(lián)合適的滑動(dòng)變阻器；（4）2.4；0.3；8；（5）其它條件一定時(shí)，R隨L的增大而增大；（6）錯(cuò)誤；電流表的測(cè)量值可能超過(guò)所選量程的最大值．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究金屬絲電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系，考查了有關(guān)滑動(dòng)變阻器、電流表的連接及讀數(shù)，同時(shí)考查了電阻的計(jì)算及根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，是一道綜合性很強(qiáng)的題目．