(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)

◎ 题目

(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。

◎ 答案

(1)如图。(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)电路如图。

◎ 解析

根据题给电源电动势及其它元件规格,乙同学应选量程300mA的电流表d。乙同学保持电流不变,由焦耳定律可知,可保持金属丝温度不变,电阻不变,测量方案更合理。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,可与金属丝串联一定值电阻,减小金属丝中电流。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(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)…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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