Question

9．實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度．該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm²，查得銅的電阻率為1.7×10^-8Ω•m，再利用圖1所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻R_x，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度．
可供使用的器材有：
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；
電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；
滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值5Ω；
滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值20Ω；
定值電阻：R₀=3Ω；
電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．

回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選${R}_{2}^{\;}$（選填“R₁”或“R₂”），閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至a端（選填“a”或“b”）．
（2）在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖1電路完成剩余部分的連接．
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖3所示，讀數(shù)為2.30V．
（4）導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度約為94m．

Answer 1

分析 本題（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中需要的最大電阻，再解出變阻器需要的最大電阻即可；題（3）根據(jù)電壓表每小格讀數(shù)大小來(lái)確定估讀方法；題（4）由電路圖根據(jù)歐姆定律求出待測(cè)電阻的阻值，然后再根據(jù)電阻定律即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出電路中需要的最大電阻應(yīng)為：${R}_{max}^{\;}$=$\frac{E}{{\frac{1}{3}I}_{A}^{\;}}$=$\frac{6}{\frac{1}{3}×0.6}Ω$=30Ω，而待測(cè)電阻的最小值為：${R}_{min}^{\;}$=$\frac{U}{{I}_{A}^{\;}}$=$\frac{3}{0.6}Ω$=5Ω，所以變阻器的最大電阻應(yīng)為：R=30-5-${R}_{0}^{\;}$=22Ω，所以變阻器${R}_{2}^{\;}$；
閉合電鍵前應(yīng)將滑片置于阻值最大的a端；
（2）根據(jù)電路圖畫出的實(shí)物連線圖如圖所示：

（3）電壓表每小格讀數(shù)為0.1V，應(yīng)估讀到0.01V，所以電壓表讀數(shù)為U=2.30V（2.29、2.31均正確）；
（4）根據(jù)歐姆定律可求出：${R}_{x}^{\;}{+R}_{0}^{\;}$=$\frac{U}{I}$=4.6，
解得：${R}_{x}^{\;}$=1.6Ω，
再根據(jù)R=$\frac{ρL}{s}$可求出L=$\frac{{R}_{x}^{\;}s}{ρ}$，
代入數(shù)據(jù)解得：L≈94m；
故答案為：（1）${R}_{2}^{\;}$，a；（2）如圖；（3）2.30；（4）94

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①應(yīng)根據(jù)電路中需要的最大電阻來(lái)選擇變阻器阻值的大�。虎陔姳砉雷x的判定方法是：若電表每小格讀數(shù)出現(xiàn)數(shù)字“1”則應(yīng)進(jìn)行“$\frac{1}{10}$”估讀，出現(xiàn)“2”則應(yīng)進(jìn)行“$\frac{1}{2}$”估讀，出現(xiàn)“5”則應(yīng)進(jìn)行“$\frac{1}{5}$”估讀．