Question

8．實(shí)驗(yàn)室購買了一捆長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測其實(shí)際長度．該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm²，查得銅的電阻率為1.7×10^-8Ωm，再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻R_x，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度．
可供使用的器材有：電流表：（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、滑動變阻器R₁（5Ω，1A）、滑動變阻器R₂：（20Ω，1A）、電源：（電壓為6V），開關(guān)、導(dǎo)線若干．回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選R₂（填“R₁”或“R₂”），閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至a端（填“a”或“b”）．
（2）在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為0.8V．
（4）導(dǎo)線實(shí)際長度為94.1m（保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）首先根據(jù)電阻定律估算出銅導(dǎo)線的電阻，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中需要的最小電阻，再求出變阻器需要的最小阻值即可；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知：應(yīng)將電流表、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在兩端，據(jù)此連接實(shí)物圖；
（3）根據(jù)電表每小格讀數(shù)確定電表的示數(shù)；
（4）根據(jù)歐姆定律求出導(dǎo)線的電阻，利用電阻定律求出導(dǎo)線的長度即可．

解答 解：（1）根據(jù)電阻定律可求出銅導(dǎo)線的電阻為R_x=$\frac{ρL}{S}$=$\frac{1.7×1{0}^{-8}Ω/m×100m}{1×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=1.7Ω，
根據(jù)電流表的量程可知：I_max=0.6A，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知：
需要的最小電阻應(yīng)為R_min=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
根據(jù)電路圖可知：變阻器與銅導(dǎo)線串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
需要的最小電阻應(yīng)為R=R_min-R_x=10Ω-1.7Ω=8.3Ω＞5Ω，
所以變阻器應(yīng)選擇R₂；
閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片置于a端，以保護(hù)電流表；
（2）將電流表、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在兩端，如圖所示：

（3）由于電壓表每小格的讀數(shù)為0.1V，電壓表的讀數(shù)為U=0.8V；
（4）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知：R_x=$\frac{0.8V}{0.5A}$=1.6Ω，
根據(jù)R=$\frac{ρL}{S}$可得：L=$\frac{{R}_{x}S}{ρ}$=$\frac{1.6Ω×1×1{0}^{-6}{m}^{2}}{1.7×1{0}^{-8}Ω•m}$≈94.1m．
故答案為：（1）R₂，a；（2）如圖；（3）0.8；（4）94.1．

點(diǎn)評 本題主要考查了電學(xué)元件選取原則和歐姆定律及電阻定律的直接應(yīng)用，能根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，難度適中．