Question

15．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，將金屬絲拉直后連接在A、B接線(xiàn)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(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干．
（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(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，把圖中還沒(méi)有連接的一根導(dǎo)線(xiàn)接上，使電路完整．

（2）閉合開(kāi)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(kāi)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)如下表：

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

分析表中數(shù)據(jù)，可知R與L的關(guān)系是：當(dāng)導(dǎo)體的材料和橫截面積一定時(shí)，導(dǎo)體的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大（選填“越大”或“越小”）．
（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，這種研究問(wèn)題的科學(xué)方法叫控制變量法．

Answer 1

分析 （1）掌握電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的連接方式，注意電流表、電壓表量程的選擇及正負(fù)接線(xiàn)柱的接法，滑動(dòng)變阻器要接一上一下；
（2）為防止電流過(guò)大，在閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑動(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）根據(jù)控制變量法進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）因?yàn)殡姵仉妷簽?V，所以電壓表的量程選擇0～3V的量程，將電壓表3V的接線(xiàn)柱與滑片P相連；將電流表與電阻串聯(lián)，將電流表的負(fù)接線(xiàn)柱與接線(xiàn)柱B連接，如下圖所示：

（2）由于滑動(dòng)變阻器接的下面左邊的接線(xiàn)柱，所以閉合開(kāi)關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至變阻器的最右端；
（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；
則R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω．
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，電阻長(zhǎng)度增大為原來(lái)的幾倍，電阻值便增大為原來(lái)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；導(dǎo)體的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大；
（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，用到了控制變量法．
故答案為：（1）如上圖；（2）右； （3）5； （4）越大；（5）控制變量法．

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．