Question

20．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由同种材料制成的金属丝，将金属丝拉直连接在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	15	30	45	60	75
R/Ω	2.5	5	7.5	10	12.5

（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）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测得电压表的读数为2.0V，电流表指针偏转如图乙所示，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R与L的关系是电阻与长度成正比．
（5）在实验中，探究金属丝电阻大小与长度的关系时，必须保持导体的材料和横截面积一定，这种探究问题的科学方法叫：控制变量法．在下列两个电学实验中，应用此方法的是：B（选填字母）
A．用伏安法测电阻    B．探究电流与电压、电阻的关系．

Answer 1

分析 （1）根据图乙提示，将电流表与滑动变阻器按一上一下的原则连接起来；
（2）为保护电路，连接电路时开关应断开，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）实验室常采用控制变量法研究问题；对每个选项逐一分析，确定正确答案．

解答 解：
（1）由图乙可知，电流表选用小量程，滑动变阻器按一上一下的原则连接，所以，将电流表“0.6”接线柱与滑动变阻器金属杆任一端连接，如下图所示：

（2）为保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，即移动到最右端；
（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0.4A；
此时电压表的读数为2.0V，此时金属丝的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（4）由表格中数据知，导体长度增大为原来的几倍，电阻值也增大为原来的几倍，所以得出的结论是：当导体的材料和横截面积一定时，电阻与长度成正比；
（5）探究金属丝电阻大小与长度的关系时，必须保持导体的材料和横截面积一定，这种探究问题的科学方法叫控制变量法；
A．用伏安法测电阻，要多次测量取平均值，是为了提高测量的准确度；
B．在探究电流与电压、电阻的关系时，分别要控制电阻、电压不变，运用了此方法，故选B
故答案为：（1）见上图；（2）右；（3）5；（4）电阻与长度成正比；（5）控制变量法；B．

点评 本题 探究金属丝电阻大小与长度的关系，考查电路的连接、实验注意事项、电阻大小的计算、影响电阻大小的因素及控制变量法的应用，难度一般．