题目内容

10.在探究“导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,某实验小组利用直径为2mm的2B铅笔芯进行实验:
(1)小东猜测:铅笔芯接入电路的电阻R的大小与铅笔芯接入电路的有效长度L成正比,即R∝L.于是他设计就如图甲所示的电路,并提出如果滑动鳄鱼夹P从靠近A处开始向B端滑动,同时将连接电压表的鳄鱼夹Q也同步移到P位置,如果AP之间的距离成倍增加,而电压表的示数也成倍增加,就能说明他的猜想.请您作出评价:如果对,你请列式说明理由;如果不对,请说明改进的方法不对,没有控制电路电流不变;应调节滑动变阻器控制电路电流保持不变;
(2)小东根据电路图,连接电路如图乙,测量铅笔芯的电阻率,闭合电键后,移动滑动变阻器滑片位置,发现两电表示数变化范围过小,思考后他决定固定滑动变阻器以及鳄鱼夹Q的位置,仅改变P的位置,电表示数有明显变化,试将P、Q位置填入实物图乙相应方框内;
(3)小东通过改变P的位置,得到了8组数据,并将数据在U-I图象中描好点,请根据点迹在丙图中画出图象,为求得电阻率,小东还用游标卡尺进行了测量,如图丁所示,根据图片读出待测电阻的长度为29.75mm,根据已有数据求得电阻率为3.2×10-4Ωm(结果保留2位有些数字).

分析 (1)探究电压与电阻丝长度的关系应控制电路电流保持不变.
(2)移动滑片时电表示数发生明显变化,滑动变阻器应采用分压接法,根据图示电路图答题.
(3)根据坐标系内描出的点作出图象;由图示刻度尺读出电阻丝长度;应用电阻定律求出电阻率.

解答 解:(1)由实验步骤可知,实验过程中没有控制电路电流不变,因此该实验操作是错误的,应调节滑动变阻器控制电路电流保持不变.
(2)滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示:

(3)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示:

由图示刻度尺可知,其示数为:29.75cm;
由图示U-I图象可知,电阻丝电阻:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2}{0.4}$=3Ω,
由电阻定律:R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π(\frac{d}{2})^{2}}$可知,电阻率:ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$,
代入数据解得:ρ=3.2×10-4Ω•m.
故答案为:(1)不对,没有控制电路电流不变;应调节滑动变阻器控制电路电流保持不变;(2)如图所示;(3)如图所示;29.75;3.2×10-4.

点评 本题考查了实验评价、作图、刻度尺读数、求电阻率等问题;对刻度尺读数时要注意事项与刻度线垂直;应用欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率.

练习册系列答案
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