Question

某實(shí)驗(yàn)小組要研究接入電路的合金絲電壓與長度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：待測合金絲（總長為1m，配導(dǎo)電夾），刻度尺，電流表，電壓表，電源（電壓未知），開關(guān)，導(dǎo)線若干．
要求：①能測多組數(shù)據(jù)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確；
②通電后，電流表示數(shù)始終不變；③剛閉合開關(guān)時(shí)，電壓表示數(shù)為0．

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求在圖甲中連成實(shí)驗(yàn)電路（連接電壓表的一根導(dǎo)線已接好）．
（2）根據(jù)所連電路，通電前，導(dǎo)線夾P應(yīng)置于______（選填“左”或“右”）端，通電后，當(dāng)導(dǎo)線夾P由圖示位置向右移動時(shí)，電壓表的示數(shù)______（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測得的多組電壓、長度值，在如圖乙種做出了合金絲的U--L圖象．由圖象可知U與L的關(guān)系為______；已知電流表的示數(shù)為0.5A，則合金絲的電阻為______Ω．

Answer 1

解：（1）電流表需串聯(lián)，因?yàn)槠涫緮?shù)始終為0.5A，所以選擇小量程，并且整條合金絲都要接入電路中．電壓表的另一端與導(dǎo)線夾的滑片P相連，才能方便改變合金絲長度，從而研究電壓表示數(shù)的變化；電路連接如圖所示：
（2）實(shí)驗(yàn)要求中明確提出，閉合開關(guān)時(shí)，電壓表示數(shù)為0，也就是說，電壓表此時(shí)不能測量任何一段合金絲兩端的電壓，這只有將滑片P置于最左端才行．導(dǎo)線夾向右移動的過程是一個(gè)電壓表測量范圍逐漸變大的過程，也是合金絲電阻不斷變大的過程，根據(jù)歐姆定律，在電流一定時(shí)，導(dǎo)線的電阻越大，其兩端的電壓也越大；
（3）觀察圖象可知，U與L的關(guān)系呈一條向上的直線，所以可斷定，二者之間成正比．讀取圖象，我們還可以選擇一定長度時(shí)其兩端的電壓，利用歐姆定律求出其電阻，再根據(jù)合金絲的電阻與導(dǎo)線的長度成正比的特點(diǎn)，求取整條合金絲的電阻．比如我們可以從圖中找出長度為0.5m時(shí)，其兩端的電壓為1.2V，利用歐姆定律，其電阻，1m長的合金絲的電阻正好是它的2倍，即4.8Ω．
故答案為：（1）見右圖；
（2）左，增大；
（3）成正比，4.8Ω．
分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，能測多組數(shù)據(jù)，所以電壓表的另一端應(yīng)與能滑動的導(dǎo)電夾P連接．電流表示數(shù)不變，那么就要求把整條合金絲全部接入電路；
（2）電路要求中說，剛閉合開關(guān)時(shí)，電壓表示數(shù)為0，所以我們只有把P移動到最左端，使電壓表不測任何一段合金絲兩端的電壓才有可能示數(shù)為0；導(dǎo)線夾越向右移動，所測合金絲兩端的電壓會越大；
（3）因?yàn)閳D象的特點(diǎn)可以判斷U與L的關(guān)系，利用歐姆定律可以求出電阻．
點(diǎn)評：連接電路前一定要看清實(shí)驗(yàn)是否有特殊要求，此題中，要求閉合開關(guān)時(shí)，電壓表示數(shù)為0，便容易被我們誤解．同時(shí)，歐姆定律的熟練運(yùn)用，從圖象中正確獲取信息是我們解題成功的基礎(chǔ)．