17.學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后,小明對(duì)影響電阻大小的部分因素進(jìn)行了進(jìn)一步的探究,器材有:開(kāi)關(guān)、電流表、電源(電壓恒為1.5V)各一個(gè),三根完全相同的合金絲,導(dǎo)線若干.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:電路如圖1所示,將合金絲以不同方式分別接入電路A、B之間,閉合S后,記錄的數(shù)據(jù)如下表.
 連接方式 一根 兩根串聯(lián) 三根串聯(lián) 兩根并聯(lián) 三根并聯(lián)
 電流表讀數(shù)/A0.6  0.3 0.2 1.2 1.8
(1)如圖2是一根合金絲接入電路時(shí)電流表的讀數(shù),請(qǐng)將其填入表格中.
(2)進(jìn)行多次測(cè)量的目的是避免偶然性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性.
(3)用上述合金材料成長(zhǎng)1m,橫截面積1nm2的電阻絲的阻值為1Ω,而實(shí)驗(yàn)中所用合金絲的橫截面積為0.5nm2,請(qǐng)你分析推測(cè)合金絲的長(zhǎng)度為1.25m.

分析 (1)根據(jù)表格中前3組數(shù)據(jù)的特點(diǎn),確定電流表的量程,讀出示數(shù);
(2)運(yùn)用歸結(jié)法得出普遍性的結(jié)論應(yīng)滿足兩個(gè)條件:一是選用的樣本有代表性;二是樣本數(shù)量足夠多;
(3)根據(jù)表中前3組數(shù)據(jù),找出導(dǎo)體的相同量,及不同量之間的比例關(guān)系,根據(jù)在電壓不變時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比,由電流之比得到電阻之比;分析得出在導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的電阻值跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度的定量關(guān)系;
根據(jù)1、4、5組數(shù)據(jù),找出相同的量與不同量之間的比例關(guān)系,根據(jù)在電壓不變時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比,由電流之比得出電阻之比,分析得出在導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同時(shí),導(dǎo)體的電阻與橫截面積定量關(guān)系;
根據(jù)一根合金絲的電流求出電阻值;
由電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系及已知條件得出其長(zhǎng)度的大小.

解答 解:
(1)根據(jù)表格中前3組數(shù)據(jù)的特點(diǎn),串聯(lián)的電阻越多,電流表的示數(shù)越小,所以串聯(lián)一根電阻絲時(shí),電路中的電流應(yīng)大于0.3A,所以圖2中電流表的量程為0~3A,分度值為0.1A,示數(shù)為0.6A;
(2)為了得出電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系,進(jìn)行多次測(cè)量的目的是:避免偶然性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性;
(3)根據(jù)1、2、3組數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體的材料和橫截面積相同,導(dǎo)體的長(zhǎng)度之比1:2:3,
在電壓不變時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比,前3組實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)之比為0.6:0.3;0.2,則電阻之比為$\frac{1}{0.6}:\frac{1}{0.3}:\frac{1}{0.2}$=1:2:3,對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體的長(zhǎng)度之比為1:2:3,分析得出的結(jié)論是:在導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的電阻值跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比;
1、4、5組實(shí)驗(yàn)中,導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同,導(dǎo)體的橫截面積之比為1:2:3,由表中數(shù)據(jù)知,
通過(guò)導(dǎo)體的電流之比為0.6:1.2:1.8=1:2:3,根據(jù)在電壓不變時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比,得到:電阻之比為$\frac{1}{1}$:$\frac{1}{2}$:$\frac{1}{3}$,根據(jù)導(dǎo)體的橫截面積之比,所以得出的結(jié)論是:在導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同時(shí),導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比;
根據(jù)電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系,對(duì)與上材料相同的導(dǎo)體,電阻值可記為R=$\frac{L}{S}$×1Ω•mm2/m;
由R=$\frac{U}{I}$可知,一根合金絲的導(dǎo)體電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.6A}$=2.5Ω;
代入上面關(guān)系式:2.5Ω=$\frac{L}{0.5m{m}^{2}}$×1Ω•mm2/m
解得L=1.25m.
故答案為:(1)0.6;
(2)避免偶然性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性;
(3)1.25.

點(diǎn)評(píng) 本題是探究導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積對(duì)電阻的影響實(shí)驗(yàn),能夠根據(jù)表中數(shù)據(jù)推出有關(guān)物理量間的關(guān)系,分析時(shí)注意歸納法及控制變量法的應(yīng)用,綜合性強(qiáng),難度較大.

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C.
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