Question

【題目】現(xiàn)有一種足夠長的粗細均勻的圓柱形金屬電電阻絲,截取長度為L的一段來探究它在不同電壓下的電阻率及功率。

(1)用螺旋測器測量它的直徑d,如圖甲所示,d=________mm。

(2)這是某次得的數(shù)據(jù)如下表記錄

實驗器材如圖,現(xiàn)已完成部分導線的連接,請根據(jù)上表數(shù)據(jù)推測，用筆劃線代替導線在圖乙中完成余下導線的連接__________；

(3)若當電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)力I,則該電壓下此金屬絲的電阻率為________________（用U、I、L、d等字母表示）；

(4)某同學根據(jù)數(shù)據(jù)表,畫出了該段金屬絲的伏安特性曲線,如圖,

①將這段金屬絲接在一電動勢為3V，內阻為1Ω的電源兩端，這段金屬絲的電功率為______W,(結里保留兩位小數(shù))；

②如圖,取長度為x的該種金屬電阻絲，與①中電源,定值電阻R=4.5Ω串聯(lián)成閉合回路,恰使金屬電阻絲功率最大,則x為L的__________倍。

Answer 1

【答案】6.545 1.25 1.1

【解析】

解：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為6.5mm，可動刻度讀數(shù)為，所以最終讀數(shù)為：；

(2) 探究圓柱形金屬電電阻絲在不同電壓下的功率大小，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，實物電路圖如圖所示：

(3)根據(jù)歐姆定律可得，根據(jù)電阻定律可得，聯(lián)立解得此金屬絲的電阻率為；

(4) 將這段金屬絲接在一電動勢為3V，內阻為1Ω的電源兩端，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，在該段金屬絲的伏安特性曲線作出圖像，如圖所示，由圖示圖象可知，該段金屬絲兩端電壓，通過該段金屬絲的電流，該段金屬絲電阻為：，該段金屬絲功率：；

②電源與電阻R整體可以看做等效電源，等效電源內阻為，當長度為x的該種金屬電阻絲的電阻為5.5Ω時，金屬絲功率最大， 根據(jù)電阻定律可得電阻之比等于長度之比，即；