Question

16．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．
（1）为了测量AP段的电阻R，他们连接了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，把图（甲）中还没有连接的一根导线接上，使电路完整；
（2）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；
（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AP段的电阻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，数据如下表：

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

分析表中数据可知：金属丝电阻的大小与长度成正比（选填“正比”或“反比”）；
（5）根据探究结果，如果有一根材料和粗细相同的金属丝长度为1m，则它的电阻为7Ω；
（6）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）掌握电流表、电压表、滑动变阻器的连接方式，注意电流表量程的选择及正负接线柱的接法，滑动变阻器要接一上一下；
（2）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；
（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）根据电阻阻值与电阻丝长度的关系求出电阻丝的电阻；
（6）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）将电流表与电阻串联，将电流表的负接线柱与电阻丝的P接线柱连接，如下图所示：

（2）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最右端；
（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）由实验数据可知，电阻丝电阻与长度成正比，则：$\frac{5.6Ω}{0.8m}$=$\frac{R}{1m}$，解得：R=7Ω；
（6）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）见上图；（2）右； （3）0.42；5； （4）正比；（5）7；（6）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．