Question

20．在“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，需用用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)為1.602mm；

測(cè)量電阻時(shí)，先用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻阻值約為5Ω，再采用“伏安法”精確測(cè)量金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)室能夠提供的實(shí)驗(yàn)器材有：
A．電流表G，量程為0～300μA，內(nèi)阻R_g=100Ω
B．電流表A₁，量程為0～0.6A，內(nèi)阻r₁=0.1Ω
C．電流表A₂，量程為0～3A，內(nèi)阻r₂=0.02Ω
D．電阻箱R₁，阻值范圍0～999.9Ω
E．電阻箱R₂，阻值范圍0～9999.9Ω
F．滑動(dòng)變阻器R₃，最大阻值為10Ω
G．電源E=3V，內(nèi)阻約為r=0.5Ω
H．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干
回答下列問(wèn)題：
（2）正確選擇實(shí)驗(yàn)器材，電流表應(yīng)選擇A和B，變阻箱應(yīng)選E；（填寫元器件前的字母代號(hào)）
（3）畫出電阻測(cè)量的實(shí)驗(yàn)電路圖；
（4）使用正確電路，分別測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄在如圖乙I_G-I坐標(biāo)系中，將R₂調(diào)節(jié)到9900Ω，根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出金屬絲的I_G-I圖線，并算出金屬絲的電阻R_x=5.0Ω．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）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)．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與所給實(shí)驗(yàn)器材分析答題；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（4）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象，作圖原則：讓盡可能多的點(diǎn)在直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻的分布在直線兩側(cè)，然后根據(jù)圖象求出電阻阻值．

解答 解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：1.5mm+10.2×0.01mm=1.602mm；
（2）①由所給實(shí)驗(yàn)器材可知，沒(méi)有電壓表，應(yīng)該用電流表與電阻箱改裝電壓表，
電源電動(dòng)勢(shì)為3V，改裝的電壓表量程應(yīng)為3V，應(yīng)選用電流表A與電阻箱E改裝成電壓表，
通過(guò)電阻絲的最大電流約為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A，則電流表應(yīng)選擇B；
②待測(cè)電阻阻值約為5Ω，電流表內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表內(nèi)阻為10kΩ，電流表應(yīng)采用外接法，
滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Ω，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，金屬絲的電阻R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{G}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{I}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×（100+9900）}{0.2}$Ω=5.0Ω；
本題答案是：（1）1.601；
（2）①A；B；E；
（3）電路圖如圖所示；
（4）如圖所示；5.0Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器讀數(shù)、測(cè)金屬絲的電阻，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)微器示數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與所給實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是作出電路圖關(guān)鍵．