Question

电学小结：
（1）探究回顾：我们在学习电学的过程中，做了许多的实验，现在就让我们一起对电学的探究实验进行一个回顾吧！
①在回顾探究“导体中电流跟导体两端的电压的关系”时，小红画出了实验电路图如图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接完整．

②如图丙所示的装置，通电一定时间后，可以看到

2

号瓶中煤油温度升得高，这表明在相同的时间内，电流相同的情况下，电阻越

大

，电流通过导线时产生的热量越多．
（2）学有所用：让我们用学过的电学知识去解决下列的问题吧！
①小明有一个电路盒，面板上有L₁、L₂灯各一只，两个开关S₁、S₂，一个电流表．在不打开盒子的情况下，他让小红探究盒内的电路结构．为此，小红做了如下实验：

只闭合开关		S1	S2	S1和S2
灯的发光情况	L1	亮	不亮	亮
	L2	不亮	不亮	亮
电流表示数		I1=0.2A	I2=0	I3=0.2A

根据实验情况，请你在方框内画出盒内电路的电路图．

②如果输电线的电阻共计1.0Ω，通过输电线的电流为10A，1h输电线上产生的热量是

3.6×10⁵

J．
③电阻是导体本身的一种属性，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积．实验证明：在温度不变时，导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．长1m、横截面积为1mm²的导线的电阻值叫做材料的电阻率．如果用R表示导线的电阻，l表示导线的长度，S表示导线的横截面积，ρ表示导线的电阻率，则ρ=

RS

L

．
a下表列出了一些材料在20℃时的电阻率．如果小红家里要安装输电线，综合考虑各种因素，选用

铜

材料更合适．

材  料	银	铜	铝	铁	镍铬合金
ρ/（Ω?mm2/m）	0.016	0.017	0.027	0.096	1.0

b滑动变阻器的电阻线是用镍铬合金制作，若用横截面积为0.5mm²的镍铬合金线制作一个最大电阻值为50Ω的滑动变阻器，需要的镍铬合金线的长度为

25m

．

Answer 1

分析：（1）①在探究“导体中电流跟导体两端的电压的关系”实验中，电压表应并联在电阻两端，测量电压两端的电压，电流表与电阻串联，测通过电阻的电流；在连接实物时，需要注意两个电表的正、负接线柱不要接反了．
②图丙装置是焦耳定律实验的装置图，通过煤油温度的升高来反映电阻放出热量的多少．
（2）①根据开关的控制情况判断出两个灯泡的连接方式，由电流表的示数判断出它测量的灯泡．
②根据焦耳定律Q=I²Rt可以求出产生的热量．
③在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为，R=ρ

L

S

其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积．
④选择材料作导线时要求既便宜，电阻又小的材料最合适．
⑤运用电阻率公式可求出导线的长度．

解答：解：（1）①分析图甲，可以发现电压表与电流表的位置放错了，应该让电流表串联在电路中，让电压表与电阻并联，改正后的电路图如下图甲；按照甲图连接实物图如下图乙．

②图丙中铜线与镍铬合金丝是串联在电路中，电流相等，由于镍铬合金丝的电阻大，产生的热量多，使得其中的温度计温度上升的快．
（2）①由实验现象可知：①两灯泡的亮暗互不影响，是并联；
②S₂断开时，L₁亮，L₂不亮，说明S₂只控制L₂；
③S₁断开时，L₁、L₂都不亮，说明S₁控制两个灯泡，是干路开关；
④由S₁闭合和S₁、S₂都闭合，电流表示数不变可知，电流表与L₁串联；
如下图所示

②根据焦耳定律，输电线上产生的热量是：Q=I²Rt=（10A）²×1.0Ω×3600s=3.6×10⁵J．
③用R表示导线的电阻，L表示导线的长度，S表示导线的横截面积，ρ表示导线的电阻率．由电阻定律公式R=ρ

L

S

变形得ρ=

RS

L

．
④从表格中知，银、铜的电阻较小，但银较贵，铜相对便宜些．铝的电阻要比铜大些．铁和镍铬合金的电阻都很大．故选铜作导线合适．
⑤由公式ρ=

RS

L

得L=

RS

ρ

=

0.5mm2×50Ω

1.0Ω?mm2/m

=25m．
故答案为：（1）2，大；（2）3.6×10⁵，

RS

L

，铜，25m．

点评：（1）该小题考查了电流表、电压表的使用和焦耳定律实验，难度不大，但要注意各电器元件的使用规则及图丙中两导体是串联连接的．
（2）该题考查了电路的设计和焦耳定律，其中电路设计稍有难度，关键是通过不同开关的通断引起电灯的亮暗来判断开关控制电灯的情况．还考查了电阻率的表达式和运用表达式来求导线长度，也考了怎样选择材料作导线，要用所学知识来辨别．