Question

【题目】现有一种足够长的粗细均匀的圆柱形金属电电阻丝,截取长度为L的一段来探究它在不同电压下的电阻率及功率。

(1)用螺旋测器测量它的直径d,如图甲所示,d=________mm。

(2)这是某次得的数据如下表记录

实验器材如图,现已完成部分导线的连接,请根据上表数据推测，用笔划线代替导线在图乙中完成余下导线的连接__________；

(3)若当电压表读数为U,电流表读数力I,则该电压下此金属丝的电阻率为________________（用U、I、L、d等字母表示）；

(4)某同学根据数据表,画出了该段金属丝的伏安特性曲线,如图,

①将这段金属丝接在一电动势为3V，内阻为1Ω的电源两端，这段金属丝的电功率为______W,(结里保留两位小数)；

②如图,取长度为x的该种金属电阻丝，与①中电源,定值电阻R=4.5Ω串联成闭合回路,恰使金属电阻丝功率最大,则x为L的__________倍。

Answer 1

【答案】6.545 1.25 1.1

【解析】

解：(1)螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为，所以最终读数为：；

(2) 探究圆柱形金属电电阻丝在不同电压下的功率大小，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，实物电路图如图所示：

(3)根据欧姆定律可得，根据电阻定律可得，联立解得此金属丝的电阻率为；

(4) 将这段金属丝接在一电动势为3V，内阻为1Ω的电源两端，根据闭合电路欧姆定律可得，在该段金属丝的伏安特性曲线作出图像，如图所示，由图示图象可知，该段金属丝两端电压，通过该段金属丝的电流，该段金属丝电阻为：，该段金属丝功率：；

②电源与电阻R整体可以看做等效电源，等效电源内阻为，当长度为x的该种金属电阻丝的电阻为5.5Ω时，金属丝功率最大， 根据电阻定律可得电阻之比等于长度之比，即；