题目内容

(10分)探究金属丝的电阻与长度关系的实验中,取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上,金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室提供了下列器材:电压表V(0-3V-15V)、电流表A(0-0.6 A-3A)、4V直流电源、滑动变阻器(0-20Ω)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)用刻度尺测量金属丝AP段长度l,用电压表和电流表测量AP段的电阻R,请你用笔划线代替导线,在图甲中用三根导线连接好电路.闭合开关前,应注意   
(2)实验过程中,某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示,则电流表和电压表的读数分别为I=   A,U=   V.


(3)实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表:

l/cm
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
R/Ω
2.1
2.9
3.5
4.2
5.0
5.7
请在图丙坐标中,描点作出R-l图线;根据图线得到的结论是   
(4)某实验小组在实验中,调节金属夹P时,发现电压表有示数,电流表的示数为零,原因可能是   

(1)见解析  将变阻器滑片移到最右端  (2)0.42  2.10
(3)见解析  R与l成正比   (4)A、P与电压表间出现断路

解析试题分析:(1)电阻丝电阻较小,电流表内阻也较小,电压表内阻较大,电压表内阻远大于电阻丝阻值,因此应采用电流表的外接法.电阻丝阻值小于变阻器总电阻R,限流电路和分压电路都满足实验要求,且电压、电流变化不要求从零调起,故采用限流式接法,这样的接法电源负担轻,能耗小。因此把滑动变阻器、电流表、电阻丝串联接入电路,电压表并联在电阻丝两端,电路图如第14题答图甲所示;闭合开关后,应先让电路中电流最小,总电阻最大,故闭合开关前,将变阻器滑片移到最右端.
(2)电流表量程是0.6A,由第14题图乙所示电流表可知,其分度值是0.02A,所示为0.42A;电压表量程为3V,由图乙所示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为2.10V.
(3)根据表中实验数据在坐标系中描点,然后作出R-I图象如第14题答图丙所示,由图象可知,R与l成正比.
(4)闭合开关,调节金属夹P时,电流表的示数为零,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则电路故障是:A、P与电压表间出现断路.

考点:此题是探究金属丝电阻大小与长度的关系,考查了有关滑动变阻器、电流表的连接及读数,同时考查了电阻的计算及根据实验数据得出结论的能力.

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