Question

4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，器材有：
a．粗细均匀的金属丝（长度x为1.1m，总电阻约5Ω）
b．直流电源（1.5V，内阻不计）
c．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）
d．电流表（量程300mA，内阻约为2Ω）
e．电压表（1.5V，内阻约3kΩ）
f．滑动变阻器（10Ω，1.0A）
g．定值电阻（5.0Ω，1.0A）
h．刻度尺、开关、导线若干
为丁探究金属丝的电阻与长度的关系，甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图（a）所示电路：
甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调整滑动变阻器的触头位置，同时保持电压表示数不变，读出对应的电流表示数，通过计算得到金属丝电阻R_甲．得到具体数据如表格一所示．

表格一	金属丝长度/cm	20.0	40.0	60.0	80.0	100.0
	金属丝电阻/Ω	2.2	2.6	3.2	4.0	5.0

乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调整滑动变阻器的触头位置，同时保持电流表示数不变，读出对应的电压表示数，通过计算得到金属丝电阻R_乙．得到具体数据如表格二所示，乙同学根据实验数据在坐标纸内画出R-x图钱，如图（b）所示．

表格二	金属丝长度/cm	20.0	40.0	60.0	80.0	100.0
	金属丝电阻/Ω	1.0	2.1	3.0	3.9	5.0

（1）在乙同学所描图线的R-x图（答题卷的R～x图）中，根据甲同学的实验数据描出R-x图线（c）．
（2）乙同学应选电流表d（填器材序号，如a、b、C等）
（3）结合R-x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理，并简要说明原因．乙同学更合理，甲同学在电压不变的情况下，阻值减小，电流增大，温度有明显升高，金属丝电阻率发生明显变化，而乙同学方案保持电流不变，较好维持金属丝温度不变；
（4）若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减少温度变化对实验造成的影响，从题中给出的器材中选择所需器材，并设计改进电路？将改进后的电路图（c）画在答虚线框中，并在各元件旁标上它的器材序号．

Answer 1

分析 根据表格中的数据描点作图．器材选择的原则要安全、精确．当通过电阻丝电流明显变化时，电阻率会明显变化，可知乙同学的做法比较合理．

解答 解：（1）甲同学描出的R-x图线如图所示．
（2）为了减小测量的误差，使得测量准确，电流表选择d．
（3）乙同学更合理，甲同学在电压不变的情况下，阻值减小，电流增大，温度有明显升高，金属丝电阻率发生明显变化，而乙同学方案保持电流不变，较好维持金属丝温度不变；
（4）为了尽量减少温度变化对实验造成的影响，则尽量使得通过电阻丝的电流不要有太明显的变化，可以让电阻丝与定值电阻串联，电路图如图所示．
故答案为：（1）如图所示；（2）d；
（3）乙同学更合理，甲同学在电压不变的情况下，阻值减小，电流增大，温度有明显升高，金属丝电阻率发生明显变化，而乙同学方案保持电流不变，较好维持金属丝温度不变；
（4）串联g，如图所示．

点评 解决本题的关键掌握器材的选取原则，以及知道误差的来源，知道电流明显变化时，电阻会发生明显变化．