Question

3．實驗室購買了一卷標稱長度為100m的銅導線，某同學通過實驗測定其實際長度，該同學測得導線橫截面積為2.0mm²，查得銅在常溫下的電阻率為1.78×10^-8Ω•m，利用圖甲所示電路測出整卷銅導線的電阻R_x，從而確定導線的實際長度．可供使用的器材有：（不計銅線的溫度變化）
電流表A：量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω；
電壓表V：量程3V，內(nèi)阻約10kΩ；
滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω；
滑動變阻器R₂：最大阻值100Ω；
定值電阻：R₀=5Ω；
電源：電動勢3V，內(nèi)阻可不計；
開關(guān)、導線若干．
回答下列問題：
（1）實驗中滑動變阻器R應選R₁（選填“R₁”或“R₂”），閉合開關(guān)S前應將滑片移至a（選填“a”或“b”）端．
（2）在實驗圖乙中，請根據(jù)圖甲電路完成實物圖的連接．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電流表的示數(shù)為0.43A時，電壓表示數(shù)如圖丙所示，示數(shù)為2.50V．
（4）導線實際長度為89.9m（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器采用分壓接法，為方便實驗操作應選擇最大阻值較小的滑動變阻器；滑動變阻器采用分壓接法，閉合開關(guān)前滑片應置于分壓電路分壓為零的位置．
（2）根據(jù)實驗電路圖，連接實物圖．
（3）根據(jù)圖示電壓表確定其量程與分度值，然后根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)．
（4）根據(jù)歐姆定律及電阻定律可以求出導線的實際長度．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，滑動變阻器采用分壓 接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇R₁；為保護電路安全，閉合開關(guān)前滑片應置于a端．
（2）根據(jù)實驗電路圖，連接實物圖，如圖所示：

（3）電壓表量程為3V，由圖乙所示電壓表可知，其分度值為0.1V所示為：2.50V；
（4）根據(jù)歐姆定律得：R₀+R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.50}{0.43}$≈5.8Ω，則有：R_x=0.8Ω
由電阻定律：R_x=ρ$\frac{L}{S}$可知：L=$\frac{{R}_{X}S}{ρ}$=$\frac{0.8×2×1{0}^{-6}}{1.78×1{0}^{-8}}$≈89.9m；
故答案為：（1）R₁；a；（2）電路圖如圖所示；（3）2.50；（4）89.9．

點評 本題主要考查了電學元件選取原則和歐姆定律及電阻定律的直接應用，能根據(jù)電路圖連接實物圖，難度適中．