Question

18．如圖是研究導電液體的電阻與橫截面積關系的實驗裝置，有機玻璃容器（該容器是絕緣體）內壁的兩端安裝了銅片M、N，容器內注入了適量的導電液體，電源電壓保持12V不變．
（1）請將圖中電路連接完整（電流表量程0.6A）．
（2）實驗步驟：測出導電液體的橫截面積S，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，記錄電表示數，根據R=$\frac{U}{I}$計算出電阻．斷開開關，繼續(xù)向容器注入導電液體，改變導電液體的橫截面積，重復上述實驗，得到如表中的數據．分析表中數據可知，導電液體的橫截面積越大，電阻越小；若導電液體的橫截面積變?yōu)榍耙淮蔚?倍，則其電阻大小變?yōu)榍耙淮蔚?\frac{1}{2}$．

實驗次數	1	2	3	4
橫截面積S/cm2	10	20	30	40
電阻R/Ω	10	5.0	3.3	2.5

（3）李明改用一段可拉伸的乳膠管（是絕緣體），將乳膠管灌滿導電液體，兩端用金屬塞堵住管口，若均勻拉伸乳膠管，使其橫截面積變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑴y得的導電液體的電阻并不是原來的2倍，感覺與上述實驗結論矛盾．請你幫他分析一下原因：沒有控制導電液體的長度不變．

Answer 1

分析 （1）電流表要串聯(lián)在電路中；
（2）測出導電液體的橫截面積S，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，記錄電表示數，根據R=$\frac{U}{I}$計算出電阻．斷開開關，繼續(xù)向容器注入導電液體，改變導電液體的橫截面積；
在其他條件都一定時，電阻與導體的長度長正比，與橫截面積成反比．
（3）由于電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關，故從導體電阻大小的影響因素來考慮即可．

解答 解：（1）電流表要串聯(lián)在電路中使用，根據題意（量程0.6A），把0.6A接線柱與銅片M相連即可，如下圖：

（2）實驗步驟：測出導電液體的橫截面積S，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，記錄電表示數，根據R=$\frac{U}{I}$計算出電阻．斷開開關，繼續(xù)向容器注入導電液體，改變導電液體的橫截面積，重復上述實驗；
分析表中數據可知，導電液體的橫截面積越大，電阻越小；若導電液體的橫截面積變?yōu)榍耙淮蔚?倍，則其電阻大小變?yōu)榍耙淮蔚?\frac{1}{2}$；
（3）當材料和長度一定時，導體的電阻與其橫截面積成正反比．若均勻拉伸乳膠管，使其橫截面積變?yōu)樵瓉淼囊话耄�此時導電液體的電阻遠遠大于原來的2倍，因為液柱的橫截面積變小的過程中乳膠管被拉長，故長度變長導致液柱的電阻變大．即李明實驗時沒有控制導電液體的長度不變．
故答案為：（1）如上圖；（2）電表示數；小；$\frac{1}{2}$；（3）沒有控制導電液體的長度不變．

點評 本題考查的是探究導電液體的電阻與橫截面積關系的實驗，難度中等．電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關，即在其它條件相同的情況下，導體越長，其阻值越大；在其它因素相同的情況下，導體的橫截面積越小，其阻值越大．