Question

15．一根固定在刻度尺上的均勻電阻絲（總阻值小于5Ω）兩端各有一個固定的接線柱a和b，刻度尺的中間有一個可沿電阻絲滑動的觸頭c，c的上端為接線柱，觸頭c與電阻絲通常不接觸，當用手按下時，才與電阻絲接觸，且可在直尺上讀出觸點的位置．現給你以下器材，要求測量該電阻的電阻率．

A．電壓表（0～3 V，電阻約為30k?）
B．電流表（0～0.5A，電阻約為0.5Ω）
C．電池組：電動勢6V，內阻很小
D．保護電阻R₀
E．開關S
F．螺旋測微器
G．連接用導線若干
（1）用螺旋測微器測量電阻絲的直徑時的示
數如圖1所示，則該電阻絲的直徑
d=2.000mm；
（2）將圖2中提供的器材連接成實驗電路 （注意量程的選擇）要求：
①盡量減小由于電流的熱效應而使電阻絲的電阻率隨電流的變化而發(fā)生變化
②能夠進行多次測量．
（3）通過改變滑動變阻器觸頭c的位置，分別測量出了多組與長度L對應的電壓U 的數據（電流示數I保持在0.50A不變）并已描在坐標紙上，如圖3 所示．根據圖3所示的數據點，結合相應的物理規(guī)律
①繪出U-L圖線；
②若測出U-L圖線斜率為k，則用d、I、k
可表示出該電阻絲的電阻率ρ=$\frac{kπnbiyxog^{2}}{4I}$．
③代入有關數據求得該電阻絲電阻率的測量值為1.05π×10^-6Ωm．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀；
（2）將電阻絲全部聯(lián)入電路之中，用電壓表測量ac之間的電壓；
（3）作出圖象后，根據電阻定律、歐姆定律并結合圖象進行分析后列式求解．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，其示數為：2mm+0×0.01mm=2.000mm；
（2）為了盡量減小由于電流的熱效應而使電阻絲的電阻率隨電流的變化而發(fā)生變化，應將電阻絲全部聯(lián)入電路之中，用電壓表測量ac之間的電壓，由于電阻絲電阻遠小于電壓表內阻，電流表應采用外接法，電路如圖所示．
（3）①根據坐標系內描出的點作出圖象，圖象如右圖所示；
②電阻絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=k=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac9ufnswa{2}）^{2}}$，解得：ρ=$\frac{kπwzp9jgo^{2}}{4I}$，
③由圖示圖象可知，圖象的斜率：k=$\frac{△U}{△L}$=$\frac{2.1}{1}$=2.1，
電阻率：ρ=$\frac{kπt0g9l5s^{2}}{4I}$=1.05π×10^-6Ω•m

故答案為：（1）2.000；（2）如圖所示；（3）①如圖所示；②$\frac{kπfygyilc^{2}}{4I}$；③1.05π×10^-6．

點評 本題考查了測定金屬絲電阻率的實驗，關鍵明確實驗原理，根據歐姆定律、電阻定律列式分析，會用圖象法處理數據，較難．