Question

10．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由同種材料制成的金屬絲，將金屬絲拉直后連接在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，把圖中還沒有連接的一根導線接上，使電路完整．
（2）連接電路時，開關應處于斷開狀態，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）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，測得電壓表的讀數為2.0V，電流表指針偏轉如圖乙所示，此時金屬絲的電阻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，數據如表：分析表中數據，可知R 與L 的關系是：當導體的材料和橫截面積一定時，導體的長度越長，電阻越大（ 選填“越大”或“越小”）．

L/cm	15	30	45	60	75
R/Ω	2.5	5	7.5	10	12.5

（5）在實驗中，探究金屬絲電阻大小與長度的關系時，必須保持導體的材料和橫截面積一定，這種研究問題的科學方法叫控制變量法．在下列兩個實驗中，應用此方法的是B （ 選填字母）．　　
A．測量物體的長度     B．探究電流與電壓、電阻的關系．

Answer 1

分析 （1）根據圖乙提示，將電流表與滑動變阻器按一上一下的原則連接起來；
（2）為保護電路，連接電路時開關應斷開，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）實驗室常采用控制變量法研究問題；對每個選項逐一分析，確定正確答案．

解答 解：
（1）由圖乙右，電流表選用小量程，將電流表“0.6”接線柱與滑動變阻器金屬桿任一端連接，如下圖所示：

（2）為保護電路，連接電路時開關應斷開，將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處，即移動到最右端；
（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0.4A；根據歐姆定律R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（4）由表格中數據知，電阻長度增大，電阻值也相應的增大，所以得出的結論是：當導體的材料和橫截面積一定時，導體的長度越長，電阻越大；
（5）探究金屬絲電阻大小與長度的關系時，必須保持導體的材料和橫截面積一定，這種探究問題的科學方法叫控制變量法；
A．測量物體的長度，為提高測量的準確度，要多次測量取平均值；
B．在探究電流與電壓、電阻的關系時分別要控制電阻、電壓不變，運用了此方法．
選B．
故答案為：（1）如上圖；
（2）斷開；右；
（3）5；
（4）越大；
（5）控制變量法；B．

點評 本題 探究金屬絲電阻大小與長度的關系，考查電路的連接、實驗注意事項、電阻大小的計算、影響電阻大小的因素及控制變量法的應用，難度一般．