Question

13．科學(xué)興趣小組為了探究導(dǎo)電液體在體積相同時(shí)，其電阻與長度的關(guān)系．于是選取一段可拉伸的乳膠管（乳膠管是絕緣體），灌滿某種導(dǎo)電液體，兩端用金屬塞堵住管口，形成一段長為10厘米的封閉液柱．選擇合適的電壓表、電流表、滑動變阻器、電源等器材連接電路如圖，電源電壓保持12伏不變．
（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處在B端．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
液柱長度L/厘米	10	15	20	25	30
液柱電阻R/歐	200	452	801	1254

（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為9伏時(shí)，記錄第1次電流表示數(shù)并計(jì)算出液柱的電阻．將乳膠管均勻拉長，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如表．實(shí)驗(yàn)中第1次電流表的示數(shù)應(yīng)是0.045安．
（3）查閱資料得知：當(dāng)材料和橫截面積一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與其長度成正比．但是通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液柱長度變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，其電阻大大超過原來的2倍．請對此作出合理的解釋：膠管被拉長的過程中液柱的橫截面積變小，導(dǎo)致液柱的電阻變大．
（4）結(jié)合表中已有數(shù)據(jù)，請估計(jì)第五次實(shí)驗(yàn)，當(dāng)液柱長度為30厘米時(shí)，其電阻大約為C
A.1400歐      B.1600歐       C.1800歐      D.2000歐．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器在使用時(shí)，即在閉合開關(guān)前滑片應(yīng)打到最大阻值處，故先判斷出該變阻器的那一段電阻接入電路，即可得出答案．
（2）知道此時(shí)液柱的電阻和電壓，利用歐姆定律即可得出此時(shí)的電流來．
（3）由于電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，故從導(dǎo)體電阻大小的影響因素來考慮即可．
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出電阻的大小與液柱長度的具體關(guān)系，然后求出當(dāng)液柱長度為30厘米時(shí)，其電阻的大�。�

解答 解：
（1）此時(shí)變阻器的滑片左邊的電阻絲接入電路，故當(dāng)滑片在最右端的B點(diǎn)處的電阻最大，故閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處在B端．
（2）第一次電壓表示數(shù)為9V，其電阻是200Ω，所以此時(shí)通過該電阻的電流是I=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{200Ω}$=0.045A．
（3）當(dāng)材料和橫截面積一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與其長度成正比．但是通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液柱長度變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，其電阻大大超過原來的2倍，因?yàn)槿槟z管被拉長的過程中液柱的橫截面積變小，故橫截面積變小導(dǎo)致液柱的電阻變大．
（4）由實(shí)驗(yàn)1可知：R₁=2×（10）²=200Ω；由實(shí)驗(yàn)2可知：R₂=2×（15）²=450Ω，接近452Ω；由實(shí)驗(yàn)3可知：R₃=2×（20）²=800Ω；所以當(dāng)液柱長度為30厘米時(shí)，其電阻大約為：R₅=2×（30）²=1800Ω，故C正確．
故答案為：（1）B；（2）0.045；（3）膠管被拉長的過程中液柱的橫截面積變小，導(dǎo)致液柱的電阻變大；（4）C．

點(diǎn)評 電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，即在其它條件相同的情況下，導(dǎo)體越長，其阻值越大；在其它因素相同的情況下，導(dǎo)體的橫截面積越小，其阻值越大．