Question

15．學校實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線，某同學想通過實驗測定其實際長度，該同學首先測得導線橫截面積為1.0mm²，查得銅的電阻率為1.7×10^-8Ω•m，再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻R_x，從而確定導線的實際長度．

可供使用的器材有：
電流表：量程0.6A，內阻約0.2Ω
電壓表：量程3V，內阻約為9kΩ
滑動變阻器R₁：最大阻值5Ω
滑動變阻器R₂：最大阻值20Ω
定值電阻：R₀=3Ω
電源：電動勢6V，內阻可不計，開關、導線若干．
回答下列問題：
（1）實驗中滑動變阻器應選R₂（選填“R₁”或“R₂”），閉合開關S前應將滑片移至a（選填“a”或“b”）端．
（2）在實物圖丙中，已正確連接了部分導線，請根據圖甲電路完成剩余部分的連接．
（3）調節(jié)滑動變阻器，當電流表的讀數為0.50A，電壓表示數如圖乙所示，其讀數為2.30V．
（4）根據電路圖用公式R_x=ρ$\frac{l}{S}$和R_x=$\frac{U}{I}-{R_0}$，可求得導線實際長度為94m．

Answer 1

分析 （1）本實驗采用限流法測電阻，所以滑動變阻器的最大阻值應為R₀和R_x總阻值的4倍以上，閉合開關S前應將滑片移至阻值最大處；
（2）根據實驗電路圖，連接實物圖；
（3）根據圖乙讀出電壓，注意估讀；
（4）根據歐姆定律及電阻定律即可求解．

解答 解：（1）本實驗采用限流法測電阻，所以滑動變阻器的最大阻值應為R₀和R_x總阻值的4倍以上，R₀=3Ω，所以滑動變阻器選R₂，閉合開關S前應將滑片移至阻值最大處，即a處；
（2）根據實驗電路圖，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：2.30V；
（4）根據歐姆定律得：R₀+R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3}{0.5}$=4.6Ω，則R_x=1.6Ω
由電阻定律：R_x=ρ$\frac{L}{S}$可知：L=$\frac{{R}_{X}S}{ρ}$，代入數據解得：L=94m；
故答案為：（1）R₂，a；（2）如圖所示；（3）2.30；（4）94m．

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，能根據電路圖連接實物圖，難度適中．