某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验*作:(1)如图*所示,是取一...
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某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验*作:
(1)如图*所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知,电阻丝的直径为 mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。
(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做 法(选填“等效替代”或“控制变量”)。
(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V)
B.电流表A1(量程0~100mA)
C.电流表A2(量程0~0.6A)
D.电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为10Ω)
F.开关一个,导线若干,则:
(4)为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是 (选填器材前的字母代号)。
(5)把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到 Ω。
(6)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图象如图*所示,根据实验图象说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R 。
(7)该电阻丝1cm长度的阻值为 Ω。
【回答】
解:(1)根据刻度尺读出电阻丝的长度为:l=1.60cm,
则电阻丝的直径为:d===0.08cm=0.8mm;
(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法,在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做控制变量法;
(4)电路中的最大电流I===0.15A=150mA,所以为了提高实验的精确程度,电流表选最量程为100mA的电流表A1(或序号B);
(5)闭合开关S前,电阻箱起到保护电路的作用,电阻箱的阻值应调整到阻值最大处,由电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)可知,电阻箱的阻值应调整到999.9Ω。
(6)在图象上可以看到,电阻的长度越长,电流的倒数越大,电流越小,在电压一定时,电阻越大。
(7)由图乙知,电阻丝和电阻箱是串联的,
由图*知,
当电阻丝接入0cm,就是电阻丝的电阻为零时,电源电压为1.5V,电流倒数为10A﹣1,所以电流为I'=A=0.1A,则电阻箱的电阻为:R'===15Ω,
当电阻丝接入10cm,就是电阻丝的电阻为R时,电源电压为1.5V,电流倒数为12A﹣1,所以电流为I''=A,则电路总电阻为:R总===18Ω,
所以10cm电阻丝的电阻为:R=R总﹣R'=18Ω﹣15Ω=3Ω,
在横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度成正比,所以1cm的电阻丝电阻为:R1===0.3Ω。
故*为:(1)0.8;(2)控制变量;(4)B;(5)999.9;(6)越大;(7)0.3。
知识点:电阻
题型:实验,探究题
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