Question

12．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．

L/cm	15	30	45	60	75
R/Ω	2.5	5	7.5	10	12.5

（2）某次实验中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=10Ω．
（3）实验中移动金属夹P，分别测得AP段的长度上和对应的电阻值R，数据如上表：分析表中数据，可知R与L的关系是其它条件不变时，R与L成正比．
（4）王小强同学认为，由于电源电压没有超过电压表所选量程，因此在闭合开关前，可以将变阻器的滑片置于任意位置．你认为他的想法是否正确，说明理由错误，电流表的测量值可能超过所选量程的最大值．

Answer 1

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）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；
（3）分析电阻和长度的变化关系，得出结论；
（4）电路中电阻过小时，会导致电流太大，根据电流表的正确使用方法分析解答．

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P连接，如图所示：

（2）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0.2A；
则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0V}{0.2A}$=10Ω．
（3）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，所以其它条件不变，导体的电阻与长度成正比；
（4）若电路中由于电路连接问题使电路中的电流过大，超过电流表的量程，会烧坏电流表，所以在闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移至最大阻值处．
故答案为：（1）如上图所示；（2）10；（3）其它条件不变时，R与L成正比关系；
（4）错误，电流表的测量值可能超过所选量程的最大值．

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．