Question

16．在探究“决定电阻丝电阻的因素”实验中，实验小组根据下表中给出的电阻丝，分别探究电阻与长度、横截面积、材料的关系．

（1）为探究电阻丝电阻与长度的关系，应选择表中A、B、D（填写编号）电阻丝进行实验．

编号	A	B	C	D	E	F	G
材料	镍铬合金					康铜	锰铜
长度（m）	1.0	0.5	1.0	1.5	1.0	1.0	1.0
横截面积（mm2）	1.0	1.0	0.5	1.0	2.0	1.0	1.0

（2）实验小组设计了如图甲、乙所示的电路，其中R₁和R₂为两段电阻丝，为能直观反映两电阻大小比例关系，应选择甲（选填“甲”或“乙”）电路进行实验．
（3）实验小组采用图丙所示装置测量电阻丝的电阻率，通过改变鳄鱼嘴夹子在电阻丝是哪个位置，改变接入电路电阻丝长度，测出接入电路电阻丝长度L和对应的电流表读数I．
①请用笔画线代替导线在图丙中将实物电路连接完整．
②实验中测出多组I和L的数据，作出$\frac{1}{I}$-L图线，测得图线斜率为k，已知电源电动势为E，电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率ρ=kSE．
③关于实验操作过程和误差分析，下列说法中正确的有BC
A．开关闭合前，应将图丙中滑动变阻器的滑片移到最左端
B．闭合开关，若电流表指针不偏转，可用多用电表电压档直接检查电路
C．测量过程中，滑动变阻器接入电路的电阻应保持不变
D．实验误差的主要来源是电流表和电源有内阻．

Answer 1

分析 （1）探究电阻与导线长度的关系应可知导线的材料与横截面积相同而长度不同，分析表中实验数据然后答题．
（2）根据串并联电路特点分析图示电路图然后答题．
（3）①根据实验原理连接实物电路图；
②根据欧姆定律与求出图象的函数表达式，然后求出电阻率；
③根据实验原理与实验注意事项分析答题．

解答 解：（1）探究电阻丝电阻与长度的关系应可知电阻丝的材料与横截面积相同而长度不同，由表中实验数据可知，可以选择A、B、D材料进行实验．
（2）由图示电路图可知，图甲可以测出电阻R₁两端电压与两电阻串联电压，应用串联电路特点可以求出电阻R₂两端电压，然后应用串联电路特点求出两电阻阻值之比；由图乙所示电路不能直接求出两电阻阻值之比，因此应选择图甲所示电路．
（3）①把电源、开关、电流表、待测金属丝与滑动变阻器组成串联电路，电路图如图所示：

②由闭合电路欧姆定律可知：I=$\frac{E}{R+{R}_{滑}+r}$=$\frac{E}{ρ\frac{L}{S}+{R}_{滑}+r}$，
整理得：$\frac{1}{I}$=$\frac{ρ}{SE}$L+$\frac{{R}_{滑}+r}{E}$，$\frac{1}{I}$-L图象的斜率：k=$\frac{ρ}{SE}$，则电阻率：ρ=kSE；
③A、为保护电路，开关闭合前，应将图丙中滑动变阻器的滑片移到最右端，故A错误；
B、闭合开关，若电流表指针不偏转，电路可能存在断路，可用多用电表电压档直接检查电路，故B正确；
C、测量过程中，改变电阻丝接入电路长度过程中，滑动变阻器接入电路的电阻应保持不变，故C正确；
D、应用图象法处理实验数据，电流表和电源有内阻不影响实验误差，故D错误；
故选：BC；
故答案为：（1）A、B、D；（2）甲；（3）①电路图如图所示；②kSE；③BC．

点评 探究影响电阻丝阻值因素实验需要应用控制变量法，根据控制变量法的要求分析实验数据即可解题；
应用图象法处理实验数据求电阻丝电阻率，应用闭合电路欧姆定律与电阻定律求出图象的函数表达式是解题的关键．