5.“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,a、b、c、d是四種不同的金屬絲.

現(xiàn)有幾根康銅合金絲和鎳鉻合金絲,其規(guī)格如下表所示.
編號(hào)材料長(zhǎng)度L/m橫截面積S/mm2
A鎳鉻合金0.800.80
B鎳鉻合金0.500.50
C鎳鉻合金0.300.50
D鎳鉻合金0.301.00
E康銅絲0.300.50
F康銅絲0.800.80
(1)電路圖中四種金屬絲應(yīng)分別選上表中的C、B、D、E(用編號(hào)表示).
(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一金屬絲直徑時(shí)的刻度如圖乙,則該金屬絲的直徑為1.030mm.
(3)為測(cè)量某一種電阻絲單位長(zhǎng)度上的電阻R0,某同學(xué)利用一段帶有滑動(dòng)片P且粗細(xì)均勻的電阻絲AB和下列器材做實(shí)驗(yàn).
A.電流表:量程500mA,內(nèi)阻4Ω;
B.電阻箱R':最大阻值99.9Ω,最小變量為0.1Ω;
C.定值電阻R:阻值為1.2Ω;
D.電源:電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻r=0.4Ω;
E.開關(guān)S、導(dǎo)線若干.
實(shí)驗(yàn)時(shí)采用如圖丙所示電路(虛線框中電路未畫出),滑動(dòng)片P與電阻絲接觸良好,且AP長(zhǎng)記為L(zhǎng),其他導(dǎo)線電阻不計(jì).改變電阻絲連入電路的長(zhǎng)度L,分別測(cè)出通過電阻絲的電流值如下表:
12345
L/m0.500.400.300.200.10
I/A0.830.961.111.391.78
$\frac{1}{I}$/A-11.201.040.900.720.56
①在圖丁中作出電阻絲的$\frac{1}{I}$-L圖象;
②由$\frac{1}{I}$-L圖象得出該電阻絲單位長(zhǎng)度上的電阻R0=9.6Ω.
③請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)電路圖中虛線框中電路補(bǔ)充完整.要求:無論P(yáng)滑至何處,電流表均安全,并且盡可能準(zhǔn)確地測(cè)出上表中的電流值.此時(shí)電阻箱R'連入電路的阻值為1Ω.

分析 (1)探究影響導(dǎo)體電阻的因素應(yīng)采用控制變量法,應(yīng)用控制變量法根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析答題.
(2)螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù).
(3)①應(yīng)用描點(diǎn)法作圖作出圖象;②根據(jù)圖示圖象求出單位長(zhǎng)度的電阻阻值;
③電流表量程太小,把電表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)分流電阻,應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題.

解答 解:(1)探究影響導(dǎo)體電阻的因素需要應(yīng)用控制變量法,①要研究電阻跟橫截面積的關(guān)系,必須選取材料、長(zhǎng)度都相同的兩根導(dǎo)線,C、D材料相同且長(zhǎng)度相同,橫截面積不同;B、C的材料、橫截面積都相同,長(zhǎng)度不同,所以B、C可以探究電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系.C、E的長(zhǎng)度、橫截面積都相同,材料不同,所以C、E可以探究電阻與材料的關(guān)系,故選擇的材料為:C、B、D、E.
(2)由圖示螺旋測(cè)微器可知,其示數(shù)為:1mm+3.0×0.01mm=1.030mm.
(3)①根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn),然后根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示:

②設(shè)虛線部分的電阻為RA′,由閉合電路的歐姆有:I=$\frac{E}{R+{R}_{A}′+{R}_{0}L+r}$,
整理得:$\frac{1}{I}$=$\frac{{R}_{0}}{E}$L+$\frac{R+{R}_{A}′+r}{E}$,由$\frac{1}{I}$-L圖線得圖線的斜率為1.6,縱截距為0.4,
因此有:$\frac{{R}_{0}}{E}$=1.6,$\frac{R+{R}_{A}′+r}{E}$=0.4,解得:R0=9.6Ω,RA′=0.8Ω.
③由圖象可知,電流中最大電流為2.5A,故應(yīng)將電流表A改裝成量程為2.5A的電流表,
把小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)分流電阻,電路圖如圖所示:

并聯(lián)電阻阻值:R′=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{0.5×4}{2.5-0.5}$=1Ω;
故答案為:(1)C、B、D、E;(2)1.030;(3)①圖象如圖所示;②9.6;③電路圖如圖所示;1.

點(diǎn)評(píng) 探究影響電阻大小的因素時(shí),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案要使用控制變量法,如探究電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)該選擇材料相同和橫截面積相同,長(zhǎng)度不同的導(dǎo)體;對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的計(jì)算問題,要熟練掌握串并聯(lián)知識(shí),利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.10 sB.15 sC.20 sD.30 s

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4.如圖所示,一金屬球做豎直上拋運(yùn)動(dòng),上下兩次穿過強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度剛好等于金屬球的直徑,下面說法正確的是( 。
A.金屬球上升穿越磁場(chǎng)過程中,所受安培力方向始終向下
B.金屬球下落穿越磁場(chǎng)過程中,加速度逐漸增大
C.金屬球上升和下落穿越磁場(chǎng)過程中,安培力做功相等
D.屬球上升和下落穿越磁場(chǎng)過程中,產(chǎn)生的焦耳熱相等

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A.N端的電勢(shì)比M端的高
B.若污水中正負(fù)離子數(shù)相同,則前后表面的電勢(shì)差為零
C.電壓表的示數(shù)U跟a和b都成正比,跟c無關(guān)
D.在該裝置的高c和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定時(shí),電壓表的示數(shù)U跟污水的流量Q成正比

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20.某人浸泡在盛有60.0L水的浴盆中,在1h內(nèi),人體所散發(fā)出的熱量使水溫從30℃上升到31.5℃(假設(shè)人體體溫保持恒定,且熱量沒有損失),該人一天可釋放多少熱量?1.00g脂肪燃燒放出39.7kJ的熱量,如果該人一天所需的熱量以食入脂肪來計(jì)算,則他一天至少需要食入多少克脂肪?

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10.如圖所示,同一平面內(nèi)有兩根平行的無限長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2,通有大小相等丶方向相反的電流,a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面,a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間且與兩導(dǎo)線的距離均為r,b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè),與導(dǎo)線2的距離也為r.現(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,已知距一無限長(zhǎng)導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=$\frac{kI}cu2ocue$,其中k為常量,I為無限長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流大。铝姓f法正確的是(  )
A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)大大小為$\frac{{B}_{0}}{4}$
B.若去掉導(dǎo)線2,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為$\frac{{B}_{0}}{6}$
C.若將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0
D.若去掉導(dǎo)線2,再將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小認(rèn)為B0

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(1)用實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量量表示:
(。┪飰KQ到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB=mgR;
(ⅱ)物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkC=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$;
(ⅲ)在物塊Q從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中,物塊Q克服摩擦力做的功Wf=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$;
(ⅳ)物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{R}{L}-\frac{{s}^{2}}{4hL}$.
(2)回答下列問題:
(。⿲(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的是通過多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差.
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