Question

16．某實驗小組探究金屬絲電阻大小與長度的關系，他們取一段粗細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可滑動的金屬夾P．實驗室還提供了下列器材：電壓表、電流表、電池組（電壓3V）、滑動變阻器（20Ω 2A）、刻度尺、開關和導線若干．
（1）為了測量AP段的電阻R，他們連接了如圖甲所示的電路，請用筆畫線代替導線，把圖（甲）中還沒有連接的一根導線接上，使電路完整；
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至變阻器的最右（選填“左”或“右”）端；
（3）某次實驗中，測得電壓表的讀數為2.1V，電流表指針偏轉如圖（乙）所示，則電流表的讀數為I=0.42A，此時金屬絲AP段的電阻R=5Ω；
（4）實驗中移動金屬夾P，分別測得AP段的長度l和對應的電阻值R，數據如下表：

l/cm	30	40	50	60	70	80
R/Ω	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

分析表中數據可知：金屬絲電阻的大小與長度成正比（選填“正比”或“反比”）；
（5）根據探究結果，如果有一根材料和粗細相同的金屬絲長度為1m，則它的電阻為7Ω；
（6）小虎同學認為，由于電源電壓沒有超過電壓表所選量程的最大值，因此在閉合開關前，可以將變阻器的滑片置于任意位置．你認為他的想法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，理由是：電流表的測量值可能超過所選量程的最大值．

Answer 1

分析 （1）掌握電流表、電壓表、滑動變阻器的連接方式，注意電流表量程的選擇及正負接線柱的接法，滑動變阻器要接一上一下；
（2）為防止電流過大，在閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）在進行電流表的讀數時，需先確定電流表的量程和分度值，根據公式R=$\frac{U}{I}$計算電阻值；
（4）分析電阻和長度的變化關系，得出結論；
（5）根據電阻阻值與電阻絲長度的關系求出電阻絲的電阻；
（6）電路中電阻過小時，會導致電流太大，根據電流表的正確使用方法分析解答．

解答 解：
（1）將電流表與電阻串聯，將電流表的負接線柱與電阻絲的P接線柱連接，如下圖所示：

（2）由于滑動變阻器接的下面左邊的接線柱，所以閉合開關前，將滑動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，所以示數為0.42A；則R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.1V}{0.42A}$=5Ω；
（4）由表格中數據知，電阻長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度的比值是一個常數，所以其它條件不變，導體的電阻與長度成正比；
（5）由實驗數據可知，電阻絲電阻與長度成正比，則：$\frac{5.6Ω}{0.8m}$=$\frac{R}{1m}$，解得：R=7Ω；
（6）若電路中由于電路連接問題使電路中的電流過大，超過電流表的量程，會燒壞電流表，所以在閉合開關前，要把滑動變阻器的滑片移至最大阻值處．
故答案為：（1）見上圖；（2）右； （3）0.42；5； （4）正比；（5）7；（6）錯誤；電流表的測量值可能超過所選量程的最大值．

點評 此題是探究金屬絲電阻大小與長度的關系，考查了有關滑動變阻器、電流表的連接及讀數，同時考查了電阻的計算及根據實驗數據得出結論的能力，是一道綜合性很強的題目．