Question

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科學興趣小組為了探究導電液體在體積相同時，其電阻與長度的關系，于是選取一段可拉伸的乳膠管（乳膠管是絕緣體），灌滿某種導電液體，兩端用金屬塞堵住管口，形成一段長為10厘米的封閉液柱．選擇合適的電壓表、電流表、滑動變阻器、電源等器材連接電路如圖，電源電壓保持12伏不變．
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應處在

A

端，目的是

起保護電路的作用

．
（2）按照實驗要求，將上述電路連接成正確的完整電路．
（3）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為9伏時，記錄第一次電流表示數(shù)并計算出液柱的電阻．將乳膠管均勻拉長，重復上述實驗，數(shù)據(jù)記錄如下表．

實驗次數(shù)	1	2	3	4
液柱長度L/厘米	10	15	20	25
液柱電阻R/Ω	300	675	1200	1875

實驗中第2次計算出電阻的數(shù)值應是

675Ω

．
（4）查閱資料得知：當材料和橫截面積一定時，導體的電阻與其長度成正比．但是通過多次實驗發(fā)現(xiàn)，當液柱長度變?yōu)樵瓉?倍時，其電阻大大超過原來的2倍．請對此作出合理的解釋：

乳膠管被拉長的過程中液柱的橫截面積變小，故橫截面積變小導致液柱的電阻變大

．
（5）根據(jù)下表數(shù)據(jù)，當

長度、橫截面積、溫度

一定時，導體的電阻與材料有關，如果要制作一個滑動變阻器，選擇電阻線的材料時，應選用

鎳鉻合金

材料的電阻線．

導線規(guī)格	導線材料	電阻R/Ω
長：1m 橫截面積： 1mm2 溫度：20℃	銅	0.017
	鐵	0.096
	錳銅合金	0.44
	鎳鉻合金	1.1

Answer 1

分析：（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑到最大阻值處，起保護電路的作用；
（2）先確定電壓表的量程，然后將電壓表并聯(lián)在乳膠管兩端；
（3）在其他條件都一定時，電阻與導體的長度長正比，與橫截面積成反比；
（4）由于電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關，故從導體電阻大小的影響因素來考慮即可；
（5）在長度、橫截面積以及溫度都相同的條件下，電阻越大，越適合作電阻絲的材料．

解答：解：（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應處在阻值最大處，即A端，起保護電路的作用；
（2）因為電源電壓為12V，所以電壓表量程選擇0～15V，并聯(lián)在乳膠管兩端即可，如下圖所示：

（3）將乳膠管從10cm均勻拉長到15cm時，電阻為：R=

15 10 ×300Ω

10 15

=675Ω；
（4）當材料和橫截面積一定時，導體的電阻與其長度成正比．但是通過多次實驗發(fā)現(xiàn)，當液柱長度變?yōu)樵瓉?倍時，其電阻大大超過原來的2倍，因為乳膠管被拉長的過程中液柱的橫截面積變小，故橫截面積變小導致液柱的電阻變大．
（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，在長度、橫截面積以及溫度都相同的條件下，鎳鉻合金的電阻最大，故鎳鉻合金適合作電阻絲．
故答案為：（1）A；起保護電路的作用；（3）675Ω；（4）乳膠管被拉長的過程中液柱的橫截面積變小，故橫截面積變小導致液柱的電阻變大；（5）鎳鉻合金．

點評：電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關，即在其它條件相同的情況下，導體越長，其阻值越大；在其它因素相同的情況下，導體的橫截面積越小，其阻值越大．