Question

【題目】小張在學習了電路后，想自制一個最大阻值為 20Ω 的滑動變阻器，他查閱資料：

1mm2的錳銅合金每 1m 的電阻為 0.0175Ω 左右；1mm2的鎳鉻合金每 1m 的電阻為 1Ω 左右。應該選擇直徑為 1mm2的_____（選填“錳銅合金”或“鎳鉻合金”）

材料比較合適。現有足夠長的此類金屬絲一捆，米尺、電壓表、電流表、滑動變阻器（50Ω 1A）、開關、電源各一，導線若干，請你幫小張完成實驗。

（1）畫出實驗電路圖_________。

（2）說出實驗步驟，并用測得的物理量表示需要取多長的金屬絲________。

Answer 1

【答案】鎳鉻合金材料移動滑動變阻器的滑片，讓電壓表與電流表的示數之比為20，讀出電流表的示數為I，電壓表示數為U；電阻絲的長度為L=U/I×1m/Ω。

【解析】

滑動變阻器的電阻絲選擇長度和橫截面相同條件下電阻大的；滑動變阻器和待測電阻串聯，用電壓表和待測電阻并聯，電流表測量電流，根據歐姆定律算出電阻，從而得到電阻絲的長度。

滑動變阻器應該選擇相同規格下電阻較大的材料，選鎳鉻合金材料比較合適；

（1）要得到阻值為20Ω 的電阻絲，需要測出其電阻；將滑動變阻器與電阻絲串聯，電流表與電阻絲串聯，電壓表與電阻絲并聯，設計電路圖如下圖所示：

（2）移動滑動變阻器的滑片，讓電壓表與電流表的示數之比為20（即電阻絲的阻值為20Ω ），讀出電流表的示數為I，電壓表示數為U；1mm2的鎳鉻合金每 1m 的電阻為 1Ω 左右，故需要電阻絲的長度。

故答案為：鎳鉻合金材料；（1）如上圖所示；（2）移動滑動變阻器的滑片，讓電壓表與電流表的示數之比為20，讀出電流表的示數為I，電壓表示數為U；電阻絲的長度為。