Question

電學(xué)小結(jié)：
（1）探究回顧：我們在學(xué)習(xí)電學(xué)的過程中，做了許多的實驗，現(xiàn)在就讓我們一起對電學(xué)的探究實驗進行一個回顧吧！
①在回顧探究“導(dǎo)體中電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系”時，小紅畫出了實驗電路圖如圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實物連接完整．

②如圖丙所示的裝置，通電一定時間后，可以看到

2

號瓶中煤油溫度升得高，這表明在相同的時間內(nèi)，電流相同的情況下，電阻越

大

，電流通過導(dǎo)線時產(chǎn)生的熱量越多．
（2）學(xué)有所用：讓我們用學(xué)過的電學(xué)知識去解決下列的問題吧！
①小明有一個電路盒，面板上有L₁、L₂燈各一只，兩個開關(guān)S₁、S₂，一個電流表．在不打開盒子的情況下，他讓小紅探究盒內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)．為此，小紅做了如下實驗：

只閉合開關(guān)		S1	S2	S1和S2
燈的發(fā)光情況	L1	亮	不亮	亮
	L2	不亮	不亮	亮
電流表示數(shù)		I1=0.2A	I2=0	I3=0.2A

根據(jù)實驗情況，請你在方框內(nèi)畫出盒內(nèi)電路的電路圖．

②如果輸電線的電阻共計1.0Ω，通過輸電線的電流為10A，1h輸電線上產(chǎn)生的熱量是

3.6×10⁵

J．
③電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積．實驗證明：在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比．長1m、橫截面積為1mm²的導(dǎo)線的電阻值叫做材料的電阻率．如果用R表示導(dǎo)線的電阻，l表示導(dǎo)線的長度，S表示導(dǎo)線的橫截面積，ρ表示導(dǎo)線的電阻率，則ρ=

RS

L

．
a下表列出了一些材料在20℃時的電阻率．如果小紅家里要安裝輸電線，綜合考慮各種因素，選用

銅

材料更合適．

材  料	銀	銅	鋁	鐵	鎳鉻合金
ρ/（Ω?mm2/m）	0.016	0.017	0.027	0.096	1.0

b滑動變阻器的電阻線是用鎳鉻合金制作，若用橫截面積為0.5mm²的鎳鉻合金線制作一個最大電阻值為50Ω的滑動變阻器，需要的鎳鉻合金線的長度為

25m

．

Answer 1

分析：（1）①在探究“導(dǎo)體中電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系”實驗中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端，測量電壓兩端的電壓，電流表與電阻串聯(lián)，測通過電阻的電流；在連接實物時，需要注意兩個電表的正、負接線柱不要接反了．
②圖丙裝置是焦耳定律實驗的裝置圖，通過煤油溫度的升高來反映電阻放出熱量的多少．
（2）①根據(jù)開關(guān)的控制情況判斷出兩個燈泡的連接方式，由電流表的示數(shù)判斷出它測量的燈泡．
②根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可以求出產(chǎn)生的熱量．
③在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長度成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積成反比，這個規(guī)律叫做電阻定律，用公式表示為，R=ρ

L

S

其中R、L、S分別表示導(dǎo)體的電阻、導(dǎo)體的長度和橫截面積．
④選擇材料作導(dǎo)線時要求既便宜，電阻又小的材料最合適．
⑤運用電阻率公式可求出導(dǎo)線的長度．

解答：解：（1）①分析圖甲，可以發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表的位置放錯了，應(yīng)該讓電流表串聯(lián)在電路中，讓電壓表與電阻并聯(lián)，改正后的電路圖如下圖甲；按照甲圖連接實物圖如下圖乙．

②圖丙中銅線與鎳鉻合金絲是串聯(lián)在電路中，電流相等，由于鎳鉻合金絲的電阻大，產(chǎn)生的熱量多，使得其中的溫度計溫度上升的快．
（2）①由實驗現(xiàn)象可知：①兩燈泡的亮暗互不影響，是并聯(lián)；
②S₂斷開時，L₁亮，L₂不亮，說明S₂只控制L₂；
③S₁斷開時，L₁、L₂都不亮，說明S₁控制兩個燈泡，是干路開關(guān)；
④由S₁閉合和S₁、S₂都閉合，電流表示數(shù)不變可知，電流表與L₁串聯(lián)；
如下圖所示

②根據(jù)焦耳定律，輸電線上產(chǎn)生的熱量是：Q=I²Rt=（10A）²×1.0Ω×3600s=3.6×10⁵J．
③用R表示導(dǎo)線的電阻，L表示導(dǎo)線的長度，S表示導(dǎo)線的橫截面積，ρ表示導(dǎo)線的電阻率．由電阻定律公式R=ρ

L

S

變形得ρ=

RS

L

．
④從表格中知，銀、銅的電阻較小，但銀較貴，銅相對便宜些．鋁的電阻要比銅大些．鐵和鎳鉻合金的電阻都很大．故選銅作導(dǎo)線合適．
⑤由公式ρ=

RS

L

得L=

RS

ρ

=

0.5mm2×50Ω

1.0Ω?mm2/m

=25m．
故答案為：（1）2，大；（2）3.6×10⁵，

RS

L

，銅，25m．

點評：（1）該小題考查了電流表、電壓表的使用和焦耳定律實驗，難度不大，但要注意各電器元件的使用規(guī)則及圖丙中兩導(dǎo)體是串聯(lián)連接的．
（2）該題考查了電路的設(shè)計和焦耳定律，其中電路設(shè)計稍有難度，關(guān)鍵是通過不同開關(guān)的通斷引起電燈的亮暗來判斷開關(guān)控制電燈的情況．還考查了電阻率的表達式和運用表達式來求導(dǎo)線長度，也考了怎樣選擇材料作導(dǎo)線，要用所學(xué)知識來辨別．