Question

18．有一金屬電阻絲的阻值約為20Ω，現(xiàn)用以下實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量其電阻率：
A．電壓表V₁（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）
B．電壓表V₂（量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ）
C．電流表A₁（量程0～0.3A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
D．電流表A₂（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流0.2A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～20Ω，允許最大電流1.0A）
G．螺旋測(cè)微器
H．電池組（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)電阻約為0.5Ω）
I． 開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干
（1）某同學(xué)決定采用分壓式接法調(diào)節(jié)電路．為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量出電阻絲的電阻，電壓表選B，電流表選C，滑動(dòng)變阻器選F．（只需填寫器材前面的字母）
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，該電阻絲直徑的測(cè)量值d=0.185mm；
（3）如圖乙所示，將電阻絲拉直后兩端分別固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，其間有一可沿電阻絲滑動(dòng)的觸頭P，觸頭的上端為接線柱c．當(dāng)按下觸頭時(shí)，它才與電阻絲接觸，觸頭位置可在刻度尺上讀出．
該同學(xué)測(cè)電阻絲電阻的實(shí)物連接如圖丙所示，在連接最后一根導(dǎo)線的左端到電池組正極之前，請(qǐng)指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處，并說明如何改正．
A．開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)          B．滑動(dòng)變阻器滑片P′應(yīng)當(dāng)滑到最右端

（4）實(shí)驗(yàn)中改變觸頭與電阻絲接觸的位置，并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)I保持不變，記錄對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和接入電路的電阻絲的長(zhǎng)度L．
利用測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)作出U-L圖線，如圖丁所示，并求得圖線的斜率為k．則用電阻絲的直徑d、電流I和斜率k表示電阻絲的電阻率ρ=$\frac{kπ9jqxd3p^{2}}{4I}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源選擇電壓表，根據(jù)最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析圖示實(shí)驗(yàn)電路圖，然后答題．
（4）根據(jù)圖象、應(yīng)用電阻定律分析答題．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電壓表選B；電路最大電流約為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{20}$=0.15A，則電流表選C，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．
（2）由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為18.3×0.01mm=0.183mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為0mm+0.183mm=0.183mm．
（3）為保護(hù)電路安全，連接電路時(shí)應(yīng)斷開開關(guān)，由圖示電路圖可知，開關(guān)是閉合的，應(yīng)把開關(guān)斷開；
由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，閉合開關(guān)前滑片應(yīng)置于分壓電路分壓最小的位置，即應(yīng)把滑片置于最右端．
（4）由電阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac9jym9qq{2}）^{2}}$，
由圖示圖象可知，斜率為：k=$\frac{4ρI}{πrhavyrm^{2}}$，則電阻率為：ρ=$\frac{kπ4h4wjox^{2}}{4I}$；
故答案為：（1）B、C、F；
（2）0.185（0.182至0.186均可）；
（3）A：開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)；
B：滑動(dòng)變阻器滑片P′應(yīng)當(dāng)滑到最右端；
（4）$\frac{{kπ{d^2}}}{4I}$．

點(diǎn)評(píng) 測(cè)量電阻最基本的原理是伏安法，電路可分為測(cè)量電路和控制電路兩部分設(shè)計(jì)．測(cè)量電路要求精確，誤差小，可根據(jù)電壓表、電流表與待測(cè)電阻阻值倍數(shù)關(guān)系，選擇電流表內(nèi)、外接法．控制電路關(guān)鍵是變阻器的分壓式接法或限流式接法．