Question

20．巴中龍泉外國語學(xué)校物理興趣小組想了解電阻絲的電阻與哪些因素有關(guān)．因此進行了探究，他們對某種金屬材料制成的電阻絲做了如下測量，數(shù)據(jù)如圖所示．

編號	金屬絲直徑D/mm	金屬絲直徑的平方D2/mm2	橫截面積S/mm2	金屬絲長度L/cm	電阻R/Ω
1	0.30	0.09		100.00	14.20
2	0.30	0.09		50.00	7.15
3	0.60	0.36		100.00	3.60

（1）該實驗所使用的方法有A
A．控制變量法     B．等效替代法
C．伏安法         D．極限法
（2）通過表中數(shù)據(jù)可以分析出，該金屬材料電阻絲的電阻和長度成正比．
（3）如圖是測量電阻絲的電阻時選擇的原理圖，則該同學(xué)選擇該電路進行測量時，測量的電阻值比真實值偏大（選填“偏大”或者“偏小”）．
（4）請寫出電阻R與L、D間的關(guān)系式R=ρ$\frac{4L}{π{D}^{2}}$（金屬絲的電阻率用ρ表示）．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，求出電阻率ρ=1.0×10^-6Ω•m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）探究多變量因素實驗時要采用控制變量法．
（2）應(yīng)用控制變量法分析表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（3）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用歐姆定律分析實驗誤差．
（4）根據(jù)電阻定律求出關(guān)系式；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出電阻率．

解答 解：（1）影響導(dǎo)體電阻的因素有：導(dǎo)體材料、長度、橫截面積等，探究影響導(dǎo)體電阻因素的實驗應(yīng)采用控制變量法，故選A；
（2）由表中1、2兩組實驗數(shù)據(jù)可知，在導(dǎo)體材料、橫截面積相同時導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體的長度成正比；
（3）由圖示電路圖可知，電流表采用內(nèi)接法，由于電流表的分壓作用，所測電壓U偏大，由歐姆定律：R=$\frac{U}{I}$可知，所測電阻阻值偏大；
（4）導(dǎo)體的電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$=ρ$\frac{4L}{π{D}^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πR{D}^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×14.20×0.09×1{0}^{-6}}{4×1.0000}$≈1.0×10^-6Ω•m；
故答案為：（1）A；（2）長度；（3）偏大；（4）ρ$\frac{4L}{π{D}^{2}}$；1.0×10^-6Ω•m．

點評 本題考查了實驗數(shù)據(jù)分析，考查了控制變量法的應(yīng)用；探究多變量因素實驗時要采用控制變量法，根據(jù)實驗控制的變量分析實驗數(shù)據(jù)即可解題．