Question

15．学校实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度，该同学首先测得导线横截面积为1.0mm²，查得铜的电阻率为1.7×10^-8Ω•m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R_x，从而确定导线的实际长度．

可供使用的器材有：
电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω
电压表：量程3V，内阻约为9kΩ
滑动变阻器R₁：最大阻值5Ω
滑动变阻器R₂：最大阻值20Ω
定值电阻：R₀=3Ω
电源：电动势6V，内阻可不计，开关、导线若干．
回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选R₂（选填“R₁”或“R₂”），闭合开关S前应将滑片移至a（选填“a”或“b”）端．
（2）在实物图丙中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．
（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A，电压表示数如图乙所示，其读数为2.30V．
（4）根据电路图用公式R_x=ρ$\frac{l}{S}$和R_x=$\frac{U}{I}-{R_0}$，可求得导线实际长度为94m．

Answer 1

分析 （1）本实验采用限流法测电阻，所以滑动变阻器的最大阻值应为R₀和R_x总阻值的4倍以上，闭合开关S前应将滑片移至阻值最大处；
（2）根据实验电路图，连接实物图；
（3）根据图乙读出电压，注意估读；
（4）根据欧姆定律及电阻定律即可求解．

解答 解：（1）本实验采用限流法测电阻，所以滑动变阻器的最大阻值应为R₀和R_x总阻值的4倍以上，R₀=3Ω，所以滑动变阻器选R₂，闭合开关S前应将滑片移至阻值最大处，即a处；
（2）根据实验电路图，连接实物图，如图所示：

（3）电压表量程为3V，由图乙所示电压表可知，其分度值为0.1V所示为：2.30V；
（4）根据欧姆定律得：R₀+R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3}{0.5}$=4.6Ω，则R_x=1.6Ω
由电阻定律：R_x=ρ$\frac{L}{S}$可知：L=$\frac{{R}_{X}S}{ρ}$，代入数据解得：L=94m；
故答案为：（1）R₂，a；（2）如图所示；（3）2.30；（4）94m．

点评 本题主要考查了电学元件选取原则和欧姆定律及电阻定律的直接应用，能根据电路图连接实物图，难度适中．