Question

4．在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實驗中，器材有：
a．粗細均勻的金屬絲（長度x為1.1m，總電阻約5Ω）
b．直流電源（1.5V，內(nèi)阻不計）
c．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
d．電流表（量程300mA，內(nèi)阻約為2Ω）
e．電壓表（1.5V，內(nèi)阻約3kΩ）
f．滑動變阻器（10Ω，1.0A）
g．定值電阻（5.0Ω，1.0A）
h．刻度尺、開關(guān)、導(dǎo)線若干
為丁探究金屬絲的電阻與長度的關(guān)系，甲、乙兩位同學(xué)選擇以上部分器材設(shè)計如圖（a）所示電路：
甲同學(xué)逐漸減小金屬絲接入電路的長度x，調(diào)整滑動變阻器的觸頭位置，同時保持電壓表示數(shù)不變，讀出對應(yīng)的電流表示數(shù)，通過計算得到金屬絲電阻R_甲．得到具體數(shù)據(jù)如表格一所示．

表格一	金屬絲長度/cm	20.0	40.0	60.0	80.0	100.0
	金屬絲電阻/Ω	2.2	2.6	3.2	4.0	5.0

乙同學(xué)逐漸減小金屬絲接入電路的長度x，調(diào)整滑動變阻器的觸頭位置，同時保持電流表示數(shù)不變，讀出對應(yīng)的電壓表示數(shù)，通過計算得到金屬絲電阻R_乙．得到具體數(shù)據(jù)如表格二所示，乙同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙內(nèi)畫出R-x圖錢，如圖（b）所示．

表格二	金屬絲長度/cm	20.0	40.0	60.0	80.0	100.0
	金屬絲電阻/Ω	1.0	2.1	3.0	3.9	5.0

（1）在乙同學(xué)所描圖線的R-x圖（答題卷的R～x圖）中，根據(jù)甲同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)描出R-x圖線（c）．
（2）乙同學(xué)應(yīng)選電流表d（填器材序號，如a、b、C等）
（3）結(jié)合R-x圖分析甲、乙兩位同學(xué)的測量方案誰更合理，并簡要說明原因．乙同學(xué)更合理，甲同學(xué)在電壓不變的情況下，阻值減小，電流增大，溫度有明顯升高，金屬絲電阻率發(fā)生明顯變化，而乙同學(xué)方案保持電流不變，較好維持金屬絲溫度不變；
（4）若甲同學(xué)在保持電壓不變的測量方案下，為了盡量減少溫度變化對實驗造成的影響，從題中給出的器材中選擇所需器材，并設(shè)計改進電路？將改進后的電路圖（c）畫在答虛線框中，并在各元件旁標(biāo)上它的器材序號．

Answer 1

分析 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點作圖．器材選擇的原則要安全、精確．當(dāng)通過電阻絲電流明顯變化時，電阻率會明顯變化，可知乙同學(xué)的做法比較合理．

解答 解：（1）甲同學(xué)描出的R-x圖線如圖所示．
（2）為了減小測量的誤差，使得測量準(zhǔn)確，電流表選擇d．
（3）乙同學(xué)更合理，甲同學(xué)在電壓不變的情況下，阻值減小，電流增大，溫度有明顯升高，金屬絲電阻率發(fā)生明顯變化，而乙同學(xué)方案保持電流不變，較好維持金屬絲溫度不變；
（4）為了盡量減少溫度變化對實驗造成的影響，則盡量使得通過電阻絲的電流不要有太明顯的變化，可以讓電阻絲與定值電阻串聯(lián)，電路圖如圖所示．
故答案為：（1）如圖所示；（2）d；
（3）乙同學(xué)更合理，甲同學(xué)在電壓不變的情況下，阻值減小，電流增大，溫度有明顯升高，金屬絲電阻率發(fā)生明顯變化，而乙同學(xué)方案保持電流不變，較好維持金屬絲溫度不變；
（4）串聯(lián)g，如圖所示．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握器材的選取原則，以及知道誤差的來源，知道電流明顯變化時，電阻會發(fā)生明顯變化．