Question

【题目】某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度l、横截面积S和材料的关系”，进行了如下实验操作：

(1)如图甲所示，是取一段新的电阻丝紧密绕制，用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知，电阻丝的直径为_____mm，从而计算出电阻丝的横截面积S。

(2)在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度l的关系，这种方法叫做_____法(选填“等效替代”或“控制变量” )。

(3)为了探究电阻丝的电阻R与l的关系，实验室备有以下实验器材：

A．电源E(电压U＝1.5V )

B．电流表A1(量程0～100mA )

C．电流表A2( 量程0～0.6A )

D．电阻箱R0(阻值0～999.9Ω)

E．待测电阻丝R（阻值约为10Ω）

F．开关一个，导线若干，则：

(4)为了提高实验的精确程度，在实验中电流表应选的是_____（选填器材前的字母代号）。

(5)把电阻丝拉直后，将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上，在电阻丝上夹一个金属夹P，移动金属夹P的位置，就可改变接入电路中金属丝的长度l，把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前，电阻箱的阻值应调整到_____Ω。

(6)闭合开关S后，将电阻箱调到适当位置不动，多次改变金属夹P的位置，得到多组I、l的数据。根据实验测量数据在坐标平面内，以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度l为横坐标，得出图象如图丙所示，根据实验图象说明，横截面积S相同的同种材料的电阻丝，接入长度l越长，电流I越小，电阻R_____。

(7)该电阻丝1cm长度的阻值为_____Ω。

Answer 1

【答案】0.8 控制变量 B 999.9 越大 0.3

【解析】

第一空．根据刻度尺读出电阻丝的长度为：l＝1.60cm，

则电阻丝的直径为：d＝＝＝0.08cm＝0.8mm；

第二空．电阻的大小在不考虑温度的前提下，有三个决定因素：材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法，在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度l的关系，这种方法叫做控制变量法；

第三空．电路中的最大电流I＝＝＝0.15A＝150mA，所以为了提高实验的精确程度，电流表选最量程为100mA的电流表A1（或序号B）；

第四空．闭合开关S前，电阻箱起到保护电路的作用，电阻箱的阻值应调整到阻值最大处，由电阻箱R0（阻值0～999.9Ω）可知，电阻箱的阻值应调整到999.9Ω。

第五空．在图象上可以看到，电阻的长度越长，电流的倒数越大，电流越小，在电压一定时，电阻越大。

第六空．由图乙知，电阻丝和电阻箱是串联的，

由图丙知，

当电阻丝接入0cm，就是电阻丝的电阻为零时，电源电压为1.5V，电流倒数为10A﹣1，所以电流为I'＝A＝0.1A，则电阻箱的电阻为：R'＝＝＝15Ω，

当电阻丝接入10cm，就是电阻丝的电阻为R时，电源电压为1.5V，电流倒数为12A﹣1，所以电流为I'＝A，则电路总电阻为：R总＝=＝18Ω，

所以10cm电阻丝的电阻为：R＝R总﹣R'＝18Ω﹣15Ω＝3Ω，

在横截面积和材料一定时，导体的电阻跟导体的长度成正比，所以1cm的电阻丝电阻为：R1＝＝＝0.3Ω。