题目内容

在探究电阻定律的实验中,现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示.
编号 材料 长度(m) 横截面积(mm2
A 镍铬合金 0.8 0.8
B 镍铬合金 0.5 0.5
C 镍铬合金 0.3 0.5
D 镍铬合金 0.3 1.0
E 康铜丝 0.3 0.5
F 康铜丝 0.8 0.8
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(1)图甲中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的
 
(用编号表示).
(2)为测量某一种电阻丝单位长度上的电阻R0,某同学利用一段带有滑动片P且粗细均匀的电阻丝AB和下列器材做实验:
A.电流表A:量程为500mA,内阻为4Ω;
B.电阻箱R′:最大阻值为99.9Ω,阻值最小变量为0.1Ω;
C.电源E:电动势为6V,内阻r=0.4Ω;
D.定值电阻R:阻值为1.2Ω:
E.开关S、导线若干.
实验时采用如图乙所示电路,滑动片P与电阻丝接触良好,且AP长记为L,其他导线电阻不计.改变电阻丝连入电路的长度L,分别测出通过电阻丝的电流值,作出电阻丝的
1
I
-L图象如图丙所示.
①由
1
I
-L图象得出该电阻丝单位长度上的电阻R0=
 
Ω.
②请将实验电路图中虚线框中的电路补充完整.要求:无论滑动片P滑至何处,电流表均安全,并且能尽可能准确地测出图丙中的电流值.此时电阻箱R′连人电路的阻值为
 
Ω.
分析:(1)选取的两根合金丝要符合题目的要求材料不同,所以根据控制变量法的思路选取长度、横截面积相同、材料不同两根合金丝进行实验.
解答:解:(1)要研究导体的电阻与导体长度、横截面积、材料三者之间的关系,而要求选取四根导线,根据控制变量法的思路,可知d应该选择表格中的E.
故答案为:E.
(2)①设虚线部分的电阻为
R
A
,由闭合电路的欧姆有:
I=
E
R+r+
R
A
+R0L
,变形得
1
I
=
R+r+
R
A
E
+
R0
E
L
,由
1
I
-L
图线得图线的斜率为1.6,纵截距为0.4,因此有:
R+r+
R
A
E
=0.4
R0
E
=1.6
,代入数据解得R0=9.6Ω,
R
A
=0.8Ω

②依据题意可知,徐线框内有电流表A和电阻箱R′,结合上问可知
R
A
=0.8Ω
可知,电流表A一定是串联在电阻箱R′的两侧,因此具体电路图如下所示:
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R
A
=
RA?R′
RA+R′
,代入数据解得R′=1Ω.
故答案为:9.6,1.
点评:探究影响电阻大小的因素时,设计实验方案要使用控制变量法,如探究电阻与长度的关系,应该选择材料相同和横截面积相同,长度不同的导体;对于电学实验中的计算问题,要熟练掌握串并联知识,利用欧姆定律进行计算.
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