Question

13．某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P．实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压3V）、滑动变阻器（20Ω 2A）、刻度尺、开关和导线若干．

L/cm	30	40	50	60	70	80
R/Ω	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

（1）为了测量AP段的电阻R，他们连接了如图甲所示的电路．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最右（选填“左”或“右”）端．
（2）闭合开关后，发现电压表、电流表的示数很小，移动滑片，两表的示数均没有变化，原因是两导线同时接在变阻器的下方的接线柱
（3）某次实验中测得电压表的读数为2.1V，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的读数为I=0.42A，此时金属丝的电阻R=5Ω
（4）实验中移动金属夹P，分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R，数据如表：分析表中数据，可知其它条件不变，导体的电阻与长度成正比．
（5）小虎同学认为，由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值，因此在闭合开关前，可以将变阻器的滑片置于任意位置．你认为他的想法是错误（选填“正确”或“错误”）的，理由是：电流表的测量值可能超过所选量程的最大值．

Answer 1

分析 （1）为防止电流过大，在闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
（2）电流表指针稍有偏转，说明整个电路是通路，电压表指针几乎不动说明灯泡灯泡的电阻相对于整个电路的电阻来说很小，所以灯泡能够分得的电压很小，其原因是滑动变阻器连入电路阻值过大所致；
（3）在进行电流表的读数时，需先确定电流表的量程和分度值，根据公式R=$\frac{U}{I}$计算电阻值；
（4）分析电阻和长度的变化关系，得出结论；
（5）电路中电阻过小时，会导致电流太大，根据电流表的正确使用方法分析解答．

解答 解：（1）闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，由于滑动变阻器接的下面左边的接线柱，所以闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至变阻器的右端；
（2）电流表的示数很小，电压表的示数很小；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数没有变化，故产生这一现象的原因可能是将滑动变阻器电阻丝两端（下端）的接线柱接入了电路；
（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.42A；
则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.1V}{0.42A}$=5Ω
（4）由表格中数据知，电阻长度增大为原来的几倍，电阻值便增大为原来的几倍或电阻值与长度的比值是一个常数，所以其它条件不变，导体的电阻与长度成正比；
（5）若电路中由于电路连接问题使电路中的电流过大，超过电流表的量程，会烧坏电流表，所以在闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移至最大阻值处．
故答案为：（1）右；（2）两导线同时接在变阻器的下方的接线柱；（3）0.42；5；（4）其它条件不变，导体的电阻与长度成正比；（5）错误；电流表的测量值可能超过所选量程的最大值．

点评 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，是一道综合性很强的题目．