Question

2．在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm．
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑，其中某次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為0.399mm（該值接近多次測(cè)量的平均值）
（2）用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R_X，實(shí)驗(yàn)所用器材為：
電池組（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1Ω），
電流表（內(nèi)阻約為0.1Ω），
電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ），
滑動(dòng)變阻器R（0～20Ω，額定電流為2A）
開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)若干．
某同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量R_X是采用圖2中甲和乙中的圖甲（選填“甲”或“乙”）

（3）如圖3是測(cè)量R_X的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已經(jīng)連接了部分導(dǎo)線(xiàn)，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端，請(qǐng)根據(jù)圖所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線(xiàn)，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．

（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已經(jīng)標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線(xiàn)，由圖線(xiàn)得到金屬絲的阻值R_X=4.5Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出金屬絲的電阻率約為C（填選項(xiàng)前的序號(hào)）
A、1×10^-2Ω•m    B、1×10^-3Ω•m     C、1×10^-6Ω•m    D、1×10^-8Ω•m．

Answer 1

分析 （1）關(guān)于螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，要先讀出固定刻度，再讀出可動(dòng)刻度，然后相加即可得出結(jié)果．
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)比較電壓表、電流表和被測(cè)電阻的阻值關(guān)系，確定可采取的電路．
（3）按照電路原理圖進(jìn)行實(shí)物圖的連接，注意導(dǎo)線(xiàn)不能交叉和滑動(dòng)變阻器的連接方式．
（4）根據(jù)圖上所標(biāo)的點(diǎn)，做出U--I圖線(xiàn)，從而可得出電阻值
（5）把以上數(shù)據(jù)代入電阻定律，可得出結(jié)果．

解答 解：（1）固定刻度讀數(shù)為0，可動(dòng)刻度讀數(shù)為39.7，所測(cè)長(zhǎng)度為0mm+39.9×0.01mm=0.399mm；
（2）由記錄數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻R_x約5Ω．則有R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，屬于小電阻，用外接法測(cè)量誤差小，由（3）知是用伏安特性曲線(xiàn)來(lái)測(cè)量電阻的，就要求電壓電流從接近0開(kāi)始調(diào)節(jié)，所以應(yīng)該采用分壓接法，故選甲．
（3）注意連圖時(shí)連線(xiàn)起點(diǎn)和終點(diǎn)在接線(xiàn)柱上并且不能交叉，結(jié)合（2）可知應(yīng)該連接成外接分壓接法（甲）那么在連線(xiàn)時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)且使R_x兩端的電壓為0．先連外接電路部分，再連分壓電路部分，此時(shí)滑片P必須置于變阻器的左端．實(shí)物圖如右圖所示，
（4）描繪出第2、4、6三個(gè)點(diǎn)后可見(jiàn)第6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去，然后出U-I圖線(xiàn)．如右圖所示；其中第4次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)在描繪出的U-I圖線(xiàn)上，有：
R_x=$\frac{1}{0.22}$=4.5Ω；
（5）根據(jù)電阻定律R=ρ$\frac{L}{S}$，得ρ=R$\frac{S}{L}$，代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出ρ=1×10^-6Ω•m，故選：C．
故答案為：（1）0.399；（2）甲；（3）如圖所示；（4）4.5；（5）C．

點(diǎn)評(píng) 該題是綜合性較強(qiáng)的題，解答時(shí)注意一下幾方面：
1、對(duì)于長(zhǎng)度的測(cè)量注意高中所要求的游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用方法，讀書(shū)時(shí)是固定刻度的值與可動(dòng)刻度的值得和．
2、會(huì)根據(jù)電壓表、電流表及被測(cè)電阻的阻值關(guān)系，確定電流表是內(nèi)接還是外接．
3、實(shí)物連接時(shí)，注意導(dǎo)線(xiàn)不能相交叉，并且要注意閉合電建時(shí)，分壓電路的輸出端電壓要為零．
4、會(huì)用電阻定律來(lái)求解導(dǎo)線(xiàn)的電阻率．