Question

20．某實(shí)驗(yàn)小組探究金屬絲電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系，他們?nèi)∫欢未旨?xì)均勻的由同種材料制成的金屬絲，將金屬絲拉直連接在A、B接線柱上，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3V）、滑動(dòng)變阻器（20Ω　2A）、刻度尺、開關(guān)和導(dǎo)線若干．

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

（1）為了測(cè)量AP段的電阻R，他們連接了如圖甲所示的電路，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖中還沒有連接的一根導(dǎo)線接上，使電路完整．
（2）閉合開關(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）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)得電壓表的讀數(shù)為2.0V，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，此時(shí)金屬絲的電阻R=5Ω．
（4）實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)金屬夾P，分別測(cè)得AP段的長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻值R，數(shù)據(jù)如表：分析表中數(shù)據(jù)，可知R與L的關(guān)系是電阻與長(zhǎng)度成正比．
（5）在實(shí)驗(yàn)中，探究金屬絲電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)，必須保持導(dǎo)體的材料和橫截面積一定，這種探究問(wèn)題的科學(xué)方法叫：控制變量法．在下列兩個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用此方法的是：B（選填字母）
A．用伏安法測(cè)電阻    B．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙提示，將電流表與滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則連接起來(lái)；
（2）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）在進(jìn)行電流表的讀數(shù)時(shí)，需先確定電流表的量程和分度值，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻值；
（4）分析電阻和長(zhǎng)度的變化關(guān)系，得出結(jié)論；
（5）實(shí)驗(yàn)室常采用控制變量法研究問(wèn)題；對(duì)每個(gè)選項(xiàng)逐一分析，確定正確答案．

解答 解：
（1）由圖乙可知，電流表選用小量程，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則連接，所以，將電流表“0.6”接線柱與滑動(dòng)變阻器金屬桿任一端連接，如下圖所示：

（2）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處，即移動(dòng)到最右端；
（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以示數(shù)為0.4A；
此時(shí)電壓表的讀數(shù)為2.0V，此時(shí)金屬絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，導(dǎo)體長(zhǎng)度增大為原來(lái)的幾倍，電阻值也增大為原來(lái)的幾倍，所以得出的結(jié)論是：當(dāng)導(dǎo)體的材料和橫截面積一定時(shí)，電阻與長(zhǎng)度成正比；
（5）探究金屬絲電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)，必須保持導(dǎo)體的材料和橫截面積一定，這種探究問(wèn)題的科學(xué)方法叫控制變量法；
A．用伏安法測(cè)電阻，要多次測(cè)量取平均值，是為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度；
B．在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，分別要控制電阻、電壓不變，運(yùn)用了此方法，故選B
故答案為：（1）見上圖；（2）右；（3）5；（4）電阻與長(zhǎng)度成正比；（5）控制變量法；B．

點(diǎn)評(píng) 本題 探究金屬絲電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系，考查電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電阻大小的計(jì)算、影響電阻大小的因素及控制變量法的應(yīng)用，難度一般．