Question

9．為了精確測(cè)量一金屬絲的電阻率：
①如圖甲所示，先用多用電表×1Ω擋粗測(cè)其電阻為6Ω，然后用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑如圖乙所示，則其直徑為2.095mm，游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度是36.2mm（如圖丙所示）．

②除待測(cè)金屬絲外，實(shí)驗(yàn)室還備有如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．電表表V₁（量程為3V，內(nèi)阻約為15kΩ）
B．電壓表V₂（量程為15V，內(nèi)阻約為75kΩ）
C．電流表A₁（量程為3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
D．電流表A₂（量程為600mA，內(nèi)阻約為1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為5Ω，允許通過的最大電流為0.6A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為2000Ω，允許通過的最大電流為0.1A）
G．電源（電動(dòng)勢(shì)為3V）
H．電阻箱
I．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
a．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，需進(jìn)一步用伏安法測(cè)其電阻，且要求電流表、電壓表示數(shù)從零開始變化，則上述器材中應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有（填代號(hào)）A、D、E、G、I
b．請(qǐng)把如圖丁所示的實(shí)物圖的電路連線補(bǔ)充完整．
c．如果金屬絲的直徑D、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、所測(cè)得電壓為U、電流為I，則計(jì)算電阻率的公式為ρ=$\frac{{Uπ{D^2}}}{4IL}$．

Answer 1

分析 ①螺旋測(cè)微器固定刻度最小分度為1mm，可動(dòng)刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度讀出整毫米數(shù)包括半毫米數(shù)，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小數(shù)部分．10分度游標(biāo)卡尺游標(biāo)每一分度表示長(zhǎng)度為0.1mm，由主尺讀出整毫米數(shù)，根據(jù)游標(biāo)尺上第幾條刻度線與主尺對(duì)齊，讀出毫米的小數(shù)部分．
②a、電路設(shè)計(jì)可分為測(cè)量電路和控制電路兩部分．測(cè)量電路采用伏安法．根據(jù)電壓表、電流表與待測(cè)電阻阻值倍數(shù)關(guān)系，選擇電流表的接法．根據(jù)題意待測(cè)電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，選擇變阻器的接法．估算電路中的最大值，選擇電流表的量程．
b、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理明確實(shí)驗(yàn)電路圖，從而邊接實(shí)物圖；
c、根據(jù)電阻定律、歐姆定律以及截面積公式即可求出電阻率的大�。�

解答 解：①歐姆表檔位為×1，則讀數(shù)為：6×1=6Ω；
螺旋測(cè)微器固定部分讀數(shù)為2.0mm，轉(zhuǎn)動(dòng)部分讀數(shù)為9.5，故最終讀數(shù)為：2.0+9.5×0.01=2.095mm；
游標(biāo)卡尺固定部分讀數(shù)為36mm，游標(biāo)上的第2個(gè)小格對(duì)齊，則讀數(shù)為：36mm+2×0.1mm=36.2mm；
②a、實(shí)驗(yàn)中必須采用的儀器有電源G和開關(guān)與電鍵；電源為3V，故電壓表應(yīng)選擇3V量程A，電阻約為6Ω，則電流最大為500mA，故電流表選擇600mA的D，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故采用E；
b、根據(jù)題意可知，本實(shí)驗(yàn)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，同時(shí)電流表采用外接法；實(shí)物圖如圖所示；

c、根據(jù)歐姆定律可知R=$\frac{U}{I}$
由電阻定律可知：R=$\frac{ρL}{S}$
導(dǎo)體的截面積S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$
聯(lián)立解得：ρ=$\frac{{Uπ{D^2}}}{4IL}$
故答案為：①6；2.095；36.2 ②a．A、D、E、G、I  b．如圖所示； c.$\frac{{Uπ{D^2}}}{4IL}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電阻率的實(shí)驗(yàn)中器材的選擇以及數(shù)據(jù)處理等，選擇器材通常的步驟：1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路．2、估算電路中電壓、電流可能達(dá)到的最大值，以此選擇電壓表和電流表的量程．