Question

（12分）在“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”實驗中，器材有：
a．粗細均勻的金屬絲（長度x為1.1m，總電阻約5Ω）
b．直流電源（1.5V，內阻不計）
c．電流表（量程0.6A，內阻約為1Ω）
d．電流表（量程300mA，內阻約為2Ω）
e．電壓表（1.5V，內阻約3kΩ）
f．滑動變阻器（10Ω，1.0A）
g．定值電阻（5.0Ω，1.0A）
h．刻度尺、開關、導線若干
為了探究金屬絲的電阻與長度的關系，甲、乙兩位同學選擇以上部分器材設計如圖（a）所示電路：

甲同學逐漸減小金屬絲接入電路的長度x，調整滑動變阻器的觸頭位置，同時保持電壓表示數不變，讀出對應的電流表示數，通過計算得到金屬絲電阻R_甲。得到具體數據如表格一所示。

表格一	金屬絲長度/cm	20.0	40.0	60.0	80.0	100.0
	金屬絲電阻/Ω	2.2	2.6	3.2	4.0	5.0

   乙同學逐漸減小金屬絲接入電路的長度x，調整滑動變阻器的觸頭位置，同時保持電流表示數不變，讀出對應的電壓表示數，通過計算得到金屬絲電阻R_乙。得到具體數據如表格二所示，乙同學根據實驗數據在坐標紙內畫出R-x圖錢，如圖（b）所示。

表格二	金屬絲長度/cm	20.0	40.0	60.0	80.0	100.0
	金屬絲電阻/Ω	1.0	2.1	3.0	3.9	5.0

  （1）在乙同學所描圖線的R-x圖（答題卷的R～x圖）中，根據甲同學的實驗數據描出R-x圖線

（2）乙同學應選電流表      （填器材序號，如a、b、C等）
（3）結合R-x圖分析甲、乙兩位同學的測量方案誰更合理，并簡要說明原因。         
（4）若甲同學在保持電壓不變的測量方案下，為了盡量減少溫度變化對實驗造成的影響，從題中給出的器材中選擇所需器材，并設計改進電路？將改進后的電路圖畫在答題紙的虛線框中，并在各元件旁標上它的器材序號。

Answer 1

（1）如圖。（2）d （3）乙同學更合理。甲同學在電壓不變的情況下，阻值減小，電流增大，溫度有明顯升高，金屬絲電阻率發生變化。而乙同學方案保持電流不變，較好維持金屬絲溫度不變。
（4）電路如圖。

根據題給電源電動勢及其它元件規格，乙同學應選量程300mA的電流表d。乙同學保持電流不變，由焦耳定律可知，可保持金屬絲溫度不變，電阻不變，測量方案更合理。若甲同學在保持電壓不變的測量方案下，為了盡量減少溫度變化對實驗造成的影響，可與金屬絲串聯一定值電阻，減小金屬絲中電流。