Question

6．在做“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，已知待測(cè)金屬絲的電阻約為5Ω．
（1）若用L表示金屬絲的長(zhǎng)度，d表示直徑，測(cè)得電阻為R，請(qǐng)寫出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ=$\frac{πgpgmkkp^{2}R}{4L}$．

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某組同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑，用多用電表“×1”擋測(cè)該金屬絲的電阻，二者的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，則：測(cè)得金屬絲的直徑是0.900mm；金屬絲的電阻是7Ω．
（3）若采用伏安法測(cè)該金屬絲的電阻，而實(shí)驗(yàn)室提供以下器材供選擇：
A．電池組（3V，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.0125Ω）
C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約4kΩ）
E．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，允許最大電流1A）
G．滑動(dòng)變阻器（0～2000Ω，允許最大電流0.3A）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干．
請(qǐng)回答：
①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)從上述器材中選用ACDFH（填寫儀器前字母代號(hào)）；
②②在組成測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)采用電流表外接法，待測(cè)金屬絲電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏小（選填“大”或“小”）；
③某次實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，表面刻度及指針如圖丙所示，則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄為：I=0.46A，U=2.30V．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電阻定律公式R=$ρ\frac{L}{S}$列式求解電阻率；
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度的示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；歐姆表指針示數(shù)與倍率的乘積是歐姆表的示數(shù)；
（3）①根據(jù)最大電壓選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)、待測(cè)電阻阻值與所選電流表選擇滑動(dòng)變阻器；②先明確最小刻度，再讀數(shù)即可．

解答 解：（1）根據(jù)電阻定律公式，有：
R=$ρ\frac{L}{S}$，其中：S=$\frac{1}{4}πvd95eli^{2}$
聯(lián)立解得：
ρ=$\frac{π57ran2o^{2}R}{4L}$
（2）由圖甲所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，
可動(dòng)刻度所示為40.0×0.01mm=0.400mm，螺旋測(cè)微器的示數(shù)為0.5mm+0.400mm=0.900mm．
由圖乙所示多用電表可知，金屬絲電阻阻值R=7×1Ω=7Ω．
（3）①電源電動(dòng)勢(shì)為3V，考查測(cè)量的精確性，電壓表選D；
最大電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}=0.6A$，故電流表選擇C；
考慮操作方便，滑動(dòng)變阻器選擇F，則選擇的器材為ACDFH，
②由于$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}=\frac{5}{0.125}=40$，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}=\frac{4000}{5}=80$，$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}＜\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$，說明待測(cè)電阻為小電阻，應(yīng)采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流測(cè)量值偏大，故電阻測(cè)量值比真實(shí)值偏��；
③電壓表量程3V，最小刻度是0.1V，故電壓為2.30V；電流表量程為0.6A，最小刻度為0.02A，故電流為0.46A．
故答案為：（1）$\frac{πttconcu^{2}R}{4L}$；（2）0.900；7；（3）①ACDFH；②外；小；③0.46，2.30．

點(diǎn)評(píng) 用伏安法測(cè)電阻時(shí)安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對(duì)于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對(duì)于小電阻采用安培表外接法；需要有較大的電壓測(cè)量范圍時(shí)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．