Question

4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：
（1）某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象，用如图1所示电路进行探究，a、b、c、d是四种不同的金属丝．
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如表所示：

编号	材料	长度L/m	横截面积S/mm2
A	镍铬合金	0.80	0.80
B	镍铬合金	0.50	0.50
C	镍铬合金	0.30	0.50
D	镍铬合金	0.30	1.00
E	康铜丝	0.30	0.50
F	康铜丝	0.80	0.80

电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝，则d应选上表中的E（用表中编号A、B、C、D、E、F表示）．
（2）另一小组用一个标称值为15Ω的滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”．可供使用的器材如下：
A．电流表A₁，量程0.6A，内阻约0.6Ω
B．电压表V₂，量程3V，内阻约3kΩ
C．滑动变阻器R_x，全电阻约15Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）
D．滑动变阻器R，全电阻约10Ω
E．直流电源E，电动势9V，内阻不计
F．游标卡尺
G．毫米刻度尺
H．电键S，导线若干
①为了较精确测量出滑动变阻器R_x的全电阻值，将实物测量电路图2中的连接线补充完整．
②探究中需要测量滑动变阻器R_x的电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）：工具：毫米刻度尺；方法：数出变阻器线圈缠绕匝数n；用毫米刻度尺测量
所有线圈的排列长度L．电阻丝的直径表达式为$\frac{L}{n}$．
要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l=nπ（D-$\frac{L}{n}$），也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l=nπ（D+$\frac{L}{n}$）．：．
电阻丝的长度表达式为：nπ（D+$\frac{L}{n}$）．

Answer 1

分析 （1）采用控制变量法研究影响导体电阻的因素，由于已经选择了C、B、D，本着控制变量的原则，剩余的一条金属丝应选E
（2）①R_x两端电压从0开始变化，滑动变阻器R采用分压解法，将R_x当做被测电阻，电路图连接比较简单
②用游标卡尺测量的物理量为：滑动变阻器瓷管部分的外径D₁、绕线部分的外径D₂，数出线圈的缠绕总匝数n

解答 解：（1）CBD可以实现的是控制横截面积和长度两个因素，故应该选择E，以实现比较材料不同而其他两个量相同的目的，故该选择：E
（2）①R_x两端电压从0开始变化，滑动变阻器R采用分压解法，将R_x当做被测电阻，电路图连接如图：
②用毫米刻度尺和游标卡尺
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用毫米刻度尺测量
所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=$\frac{L}{n}$；
用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l=nπ（D-$\frac{L}{n}$），也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l=nπ（D+$\frac{L}{n}$）．
故答案为：（1）E　　　
（2）①如右图
②工具：用毫米刻度尺
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用毫米刻度尺测量
所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=$\frac{L}{n}$；$\frac{L}{n}$
用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l=nπ（D-$\frac{L}{n}$），也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l=nπ（D+$\frac{L}{n}$）．nπ（D+$\frac{L}{n}$）．

点评 本实验测直径和长度可以只用游标卡尺．
数出变阻器线圈缠绕匝数n；用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D₁ 和瓷管部分的外经D₂，可得电阻丝的直径为d=$\frac{{{D_1}-{D_2}}}{2}$
电阻丝总长度l=$\frac{n}{2}$π（D₁+D₂）