Question

13．小明在家中找到了一根金属丝，利用自己所学的物理知识对它进行了研究：

（1）如图甲所示，用刻度尺量其长度为6.15cm；如图乙所示，用天平测出其质量为5.6g；若用排水法测出其体积为1cm³，则该金属丝的密度为5.6g/cm³．
（2）小明接着测金属丝的电阻，接线时开关应处于断开（填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器滑片应移到B（填“A”或“B”）端．图丙中C线和D线应分别接在电压表的-和3（填“-”、“3”或“15”）接线柱上．
（3）接线无误且闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，当电压表的示数为1.4V时，电流表的示数如图丁所示为0.28A，则该金属丝的电阻为5Ω．再测一组数据时，发现电压表的示数变大，说明滑动变阻器的滑片是向A（填“A”或“B”）端移动．
（4）小明又设计了一种方法来测金属丝的电阻，将金属丝和一定值电阻R₀接入如图戌所示电路，当电流表A₁的示数为电流表A₂的示数n倍时，金属丝的电阻R_x=$\frac{1}{n}$R₀．

Answer 1

分析 （1）在进行刻度尺的读数时，注意刻度尺的分度值，并要估读到分度值的下一位；
天平平衡时，物体质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，注意标尺的分度值；
根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出金属丝的密度；
（2）在连接电路过程中，开关应断开；
闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处；
注意电压表量程和正负接线柱的接法；
（3）确定电流表的量程和分度值读出电流值，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
根据电压表的变化判断出滑动变阻器阻值的变化，从而确定其滑片移动方向；
（4）掌握并分流的特点，根据并联电路两端的电压进行分析．

解答 解：
（1）由图1知，刻度尺的分度值为1mm，金属丝左端与0.00cm对齐，所以金属丝的长度为6.15cm；
图2知，标尺的分度值为0.2g，所以金属丝的质量为m=5g+0.6g=5.6g；
金属丝的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{5.6g}{1c{m}^{3}}$=5.6g/cm³；
（2）接线时开关应处于断开状态，由图知，滑动变阻器接了下面左边的A接线柱，所以在闭合开关前，滑片应移至右端的B处，使其阻值最大；
由图3知，电源电压为3V，所以电压表可选择0～3V的量程，电流从其正接线柱流入，负接线柱流出，所以C接负接线柱，D接3接线柱；
（3）由图4知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.28A；
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.4V}{0.28A}$=5Ω；
电压表的示数变大，则滑动变阻器的阻值变小，所以滑片向A端移动；
（4）由图知，两电阻并联，则：I₁R_x=I₂R₀
所以R_x=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}{R}_{0}$；电流表A₁的示数为电流表A₂的示数n倍，所以R_x=$\frac{1}{n}$R₀．
故答案为：（1）6.15cm；5.6g；5.6g/cm³；（2）断开；B；-； 3；（3）0.28A； 5；A；（4）$\frac{1}{n}$．

点评 此题考查了有关刻度尺、天平、电流表的读数，同时考查了连接电路中应该注意的问题，电压表的连接和滑动变阻器的使用，同时考查了电阻和密度的计算，还涉及到了有关并联电路的电流、电压的关系，考查得很广，综合性强．