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11.某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的由同种材料制成的金属丝,将金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,把图中还没有连接的一根导线接上,使电路完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最右(选填“左”或“右”)端.
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,测得电压表的读数为2.0V,电流表指针偏转如图乙所示,此时金属丝的电阻R=5Ω.
(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如表:分析表中数据,可知R与L的关系是:当导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,电阻越大(选填“越大”或“越小”).
L/cm1530456075
R/Ω2.557.51012.5
(5)在实验中,探究金属丝电阻大小与长度的关系时,必须保持导体的材料和横截面积一定,这种探究问题的科学方法叫:控制变量法.在下列两个电学实验中,应用此方法的是:B(选填字母)
A.用伏安法测电阻    B.探究电流与电压、电阻的关系.

分析 (1)掌握电流表、电压表、滑动变阻器的连接方式,注意电流表、电压表量程的选择及正负接线柱的接法,滑动变阻器要接一上一下;
(2)为防止电流过大,在闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;
(3)在进行电流表的读数时,需先确定电流表的量程和分度值,根据公式R=$\frac{U}{I}$计算电阻值;
(4)分析电阻和长度的变化关系,得出结论;
(5)影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度和横截面积;实验室常采用控制变量法研究问题.

解答 解:
(1)因为电池电压为3V,所以电压表的量程选择0~3V的量程,将电压表3V的接线柱与滑片P相连;将电流表与电阻串联,将电流表的负接线柱与接线柱B连接,如下图所示:

(2)由于滑动变阻器接的下面左边的接线柱,所以闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最右端;
(3)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以示数为0.4A;
则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω;
(4)由表格中数据知,电阻长度增大为原来的几倍,电阻值便增大为原来的几倍或电阻值与长度的比值是一个常数,当导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,电阻越大;
(5)导体的电阻大小与导体的长度、横截面积、材料有关,探究金属丝电阻大小与长度的关系时,必须保持导体的材料和横截面积一定,这种探究问题的科学方法叫控制变量法;在探究电流与电压、电阻的关系时也运用了此方法.
故答案为:(1)如上图;(2)右;(3)5;(4)越大;(5)控制变量法;B.

点评 此题是探究金属丝电阻大小与长度的关系,考查了有关滑动变阻器、电流表的连接及读数,同时考查了电阻的计算及根据实验数据得出结论的能力,是一道综合性很强的题目.

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J 
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