摘要:在探究导体与其影响因素的定量关系的实验中.有如下的器材:a.b.c.d四条不同的金属导体.在长度.横截面积.材料三个因素方面.b.c.d跟a相比分别只有一个因素不同.b与a长度不同,c与a横截面积不同.d与a材料不同.还有量度合适的电压表四只.电流表四只.有三位同学分别用三种不同的方法进行实验.如图所示: 甲同学用图1进行实验.由于四段导体是串联的.每段导体的电压与它们的电阻成正比.因此用电压表分别测量a.b.c.d两端的电压.电压之比就得到电阻之比. 乙同学用图2进行实验.由于四段导体是并联的.每段导体的电流与它们的电阻成反比.因此用电流表分别测量通过a.b.c.d的电流.电流的倒数之比就是电阻之比. (1)试比较甲.乙同学的测量.哪种测量误差更小?为什么? (2)丙同学用甲同学的电路进行测量.但只用一个电压表分别测量导体a.b.c.d的电压.然后比较测得的电压之比就能知道它们的电阻之比.这样测得的电阻之比的误差比甲同学测得的误差 (3)除了上面的探究思路外还可以用逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度.横截面积的关系.试用逻辑推理的方法分导体电阻与它的长度之间的关系.

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(12分)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

为了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。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。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

(2)乙同学应选电流表       (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。         

(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?将改进后的电路图画在答题纸的虚线框中,并在各元件旁标上它的器材序号。

 

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