Question

【題目】某同學為了探究“電阻絲的電阻R與長度l、橫截面積S和材料的關系”，進行了如下實驗操作：

(1)如圖甲所示，是取一段新的電阻絲緊密繞制，用刻度尺測量出它的直徑示意圖。由此可知，電阻絲的直徑為_____mm，從而計算出電阻絲的橫截面積S。

(2)在實驗中，先保持電阻絲的橫截面積S和材料不變，探究電阻絲的電阻R與長度l的關系，這種方法叫做_____法(選填“等效替代”或“控制變量” )。

(3)為了探究電阻絲的電阻R與l的關系，實驗室備有以下實驗器材：

A．電源E(電壓U＝1.5V )

B．電流表A1(量程0～100mA )

C．電流表A2( 量程0～0.6A )

D．電阻箱R0(阻值0～999.9Ω)

E．待測電阻絲R（阻值約為10Ω）

F．開關一個，導線若干，則：

(4)為了提高實驗的精確程度，在實驗中電流表應選的是_____（選填器材前的字母代號）。

(5)把電阻絲拉直后，將其兩端固定在刻度尺的接線柱a和b上，在電阻絲上夾一個金屬夾P，移動金屬夾P的位置，就可改變接入電路中金屬絲的長度l，把這些實驗器材按乙圖的電路連接起來。閉合開關S前，電阻箱的阻值應調整到_____Ω。

(6)閉合開關S后，將電阻箱調到適當位置不動，多次改變金屬夾P的位置，得到多組I、l的數據。根據實驗測量數據在坐標平面內，以電流的倒數1/I為縱坐標、電阻絲的長度l為橫坐標，得出圖象如圖丙所示，根據實驗圖象說明，橫截面積S相同的同種材料的電阻絲，接入長度l越長，電流I越小，電阻R_____。

(7)該電阻絲1cm長度的阻值為_____Ω。

Answer 1

【答案】0.8 控制變量 B 999.9 越大 0.3

【解析】

第一空．根據刻度尺讀出電阻絲的長度為：l＝1.60cm，

則電阻絲的直徑為：d＝＝＝0.08cm＝0.8mm；

第二空．電阻的大小在不考慮溫度的前提下，有三個決定因素：材料、長度、橫截面積。因此要研究電阻的大小與每一個因素的具體關系時，要用到控制變量法，在實驗中，先保持電阻絲的橫截面積S和材料不變，探究電阻絲的電阻R與長度l的關系，這種方法叫做控制變量法；

第三空．電路中的最大電流I＝＝＝0.15A＝150mA，所以為了提高實驗的精確程度，電流表選最量程為100mA的電流表A1（或序號B）；

第四空．閉合開關S前，電阻箱起到保護電路的作用，電阻箱的阻值應調整到阻值最大處，由電阻箱R0（阻值0～999.9Ω）可知，電阻箱的阻值應調整到999.9Ω。

第五空．在圖象上可以看到，電阻的長度越長，電流的倒數越大，電流越小，在電壓一定時，電阻越大。

第六空．由圖乙知，電阻絲和電阻箱是串聯的，

由圖丙知，

當電阻絲接入0cm，就是電阻絲的電阻為零時，電源電壓為1.5V，電流倒數為10A﹣1，所以電流為I'＝A＝0.1A，則電阻箱的電阻為：R'＝＝＝15Ω，

當電阻絲接入10cm，就是電阻絲的電阻為R時，電源電壓為1.5V，電流倒數為12A﹣1，所以電流為I'＝A，則電路總電阻為：R總＝=＝18Ω，

所以10cm電阻絲的電阻為：R＝R總﹣R'＝18Ω﹣15Ω＝3Ω，

在橫截面積和材料一定時，導體的電阻跟導體的長度成正比，所以1cm的電阻絲電阻為：R1＝＝＝0.3Ω。