Question

8．某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．

（1）為了研究AP段的電阻R與什么有關(guān)？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）實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)金屬夾P，分別測(cè)得AP段的長(zhǎng)度上和對(duì)應(yīng)的電阻值R，數(shù)據(jù)如表：

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

當(dāng)P向A端移動(dòng)時(shí)，電流表變大（選變大、變小或不變），實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)閉合S后，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，而電壓表示數(shù)較大且移動(dòng)P點(diǎn)，電壓表和電流示數(shù)不變，則電路中的故障為：AB之間有一處接觸不良．分析表中數(shù)據(jù)，可知R與L的定量關(guān)系是R=$\frac{L}{6}$．
（4）王小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為，由于電源電壓沒有超過電壓表所選量程，因此在閉合開關(guān)前，可以將變阻器的滑片置于任意位置．你認(rèn)為他的想法是否正確不正確，說明理由：電路中電流可能超過電流表的量程．

Answer 1

分析 （1）使電流表與被測(cè)電阻串聯(lián)；
（2）為防止電流過大，在閉合開關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）根據(jù)滑片移動(dòng)的方向確定滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的變化，然后根據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)的變化；
電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表示數(shù)較大，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；
分析電阻和長(zhǎng)度的變化關(guān)系，得出結(jié)論；
（4）電路中電阻過小時(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）將電流表的負(fù)接線柱與被測(cè)電阻的B接線柱相連，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處，即將滑片放在最右端；
（3）根據(jù)實(shí)物圖可知，當(dāng)滑片向A端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變，由歐姆定律可知，電路中的電流不變，即電流表的示數(shù)不變；
電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表示數(shù)較大，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為AB之間有一處接觸不良；
由表格中數(shù)據(jù)知，電阻長(zhǎng)度增大為原來的幾倍，電阻值便增大為原來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；即R與L的定量關(guān)系：R=$\frac{L}{6}$；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值太小時(shí)，電路中電流可能超過電流表的量程，燒壞電流表，所以在閉合開關(guān)前，要把滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處．
故答案為：（2）右； （3）不變；AB之間有一處接觸不良；R=$\frac{L}{6}$；（4）不正確；電路中電流可能超過電流表的量程．

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．