Question

15．學(xué)校實(shí)驗(yàn)室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長度，該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm²，查得銅的電阻率為1.7×10^-8Ω•m，再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻R_x，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度．

可供使用的器材有：
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
電壓表：量程3V，內(nèi)阻約為9kΩ
滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值5Ω
滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值20Ω
定值電阻：R₀=3Ω
電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)，開關(guān)、導(dǎo)線若干．
回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂（選填“R₁”或“R₂”），閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至a（選填“a”或“b”）端．
（2）在實(shí)物圖丙中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接．
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A，電壓表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為2.30V．
（4）根據(jù)電路圖用公式R_x=ρ$\frac{l}{S}$和R_x=$\frac{U}{I}-{R_0}$，可求得導(dǎo)線實(shí)際長度為94m．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)采用限流法測(cè)電阻，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)為R₀和R_x總阻值的4倍以上，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至阻值最大處；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，連接實(shí)物圖；
（3）根據(jù)圖乙讀出電壓，注意估讀；
（4）根據(jù)歐姆定律及電阻定律即可求解．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)采用限流法測(cè)電阻，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)為R₀和R_x總阻值的4倍以上，R₀=3Ω，所以滑動(dòng)變阻器選R₂，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至阻值最大處，即a處；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，連接實(shí)物圖，如圖所示：

（3）電壓表量程為3V，由圖乙所示電壓表可知，其分度值為0.1V所示為：2.30V；
（4）根據(jù)歐姆定律得：R₀+R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3}{0.5}$=4.6Ω，則R_x=1.6Ω
由電阻定律：R_x=ρ$\frac{L}{S}$可知：L=$\frac{{R}_{X}S}{ρ}$，代入數(shù)據(jù)解得：L=94m；
故答案為：（1）R₂，a；（2）如圖所示；（3）2.30；（4）94m．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了電學(xué)元件選取原則和歐姆定律及電阻定律的直接應(yīng)用，能根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，難度適中．