Question

16．（1）測某金屬絲的電阻率，首先用歐姆表對金屬絲的電阻粗測，如圖是分別用歐姆檔的“×1檔”（圖a）和“×10檔”（圖b）測量時表針所指的位置，則測該段金屬絲應選擇×1檔（填“×1”或“×10”），該段金屬絲的阻值約為7.0Ω．

（2）所測金屬絲的直徑d如圖c所示，D=1.700mm；
接入電路金屬絲的長度L如圖d（金屬絲的左端從零刻度線對齊）所示，L=99.02cm．
（3）為了更精確的測量該段金屬絲的電阻，實驗室提供了如下實驗器材：
A．電源電動勢E（3V，內阻約1O）
B．電流表A₁（0～0.6A，內阻r₁約5r）
C．電流表A₂（0～10mA，內阻r₂=10r）
D．電壓表V（0～15V，內阻約3kα=30°）
E．定值電阻R₀=250Ω
F．滑動變阻器R₁（0～5Ω，額定電流1A）
G．滑動變阻器R₂（0～150Ω，額定電流0.3A）
H．開關，導線若干
（4）請根據(jù)你選擇的實驗器材在下面的虛線框內畫出實驗電路圖并標明所選器材的字母代號．
（5）根據(jù)你上面所設計的實驗電路，所測金屬絲的電阻的表達式為R=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$（用所選器材中的讀數(shù)對應的字母表示），若所測電阻值為R，所測金屬絲電阻率的表達式為ρ=$\frac{π8ypigi9^{2}R}{4L}$（用R、L、D字母表示）．

Answer 1

分析 （1）應用歐姆表測定值時應選擇合適的擋位，使指針指針表盤中央刻度線附近，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；
（2）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)；確定刻度尺分度值，然后讀出其示數(shù)．
（4）根據(jù)實驗原理與所給實驗器材選擇實驗需要的實驗器材，根據(jù)實驗器材與實驗目的設計實驗原理圖．
（5）根據(jù)實驗電路圖應用歐姆定律求出電阻表達式，由電阻定律求出電阻率的表達式．

解答 解：（1）由圖a、b所示可知，圖b所示歐姆表指針偏轉角度太大，應選用圖a所示測量電阻阻值，圖a所示歐姆檔的“×1檔”，所測電阻阻值為7×1=7Ω；
（2）由圖c所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為1.5mm，可動刻度示數(shù)為20.0×0.01mm=0.200mm，螺旋測微器示數(shù)為1.5mm+0.200mm=1.700mm；
由圖d所示刻度尺可知，其分度值為1mm，刻度尺示數(shù)為99.02cm；
（4）電壓表量程為15V，電源電動勢為3V，用電壓表測電壓誤差太大，不能用電壓表測電壓，可以用內阻已知的電流表A₂與定值電阻串聯(lián)組成電壓表測電壓，電路最大電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{7}$≈0.43A，電流表應選A₁，待測電阻絲阻值約為7Ω，電流表內阻約為5Ω，電壓表內阻為10+250=260Ω，電壓表內阻遠大于電阻絲電阻，電流表應采用外接法，為測多組實驗數(shù)據(jù)、方便實驗操作，滑動變阻器應選擇R₁并采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示：

（5）由電路圖可知，電阻兩端電壓為：U=I₂（R₀+r₂），
待測電阻阻值為：R_X=$\frac{U}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，
電阻為：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac4zguts4{2}）^{2}}$，則電阻率為：ρ=$\frac{πsr1agni^{2}R}{4L}$；
故答案為：（1）×1；7；（2）1.700；99.02；（4）電路圖如圖所示；（5）$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；$\frac{πl3a67y6^{2}R}{4L}$

點評 應用歐姆表測定值時應選擇合適的擋位，使指針指針表盤中央刻度線附近，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)；本題考查了實驗器材選擇與實驗電路設計，知道實驗原理、知道實驗器材的選擇原則選擇實驗器材，然后設計實驗電路．