Question

6．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖1所示，用 米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度 l=0.810m．金屬絲的電阻大約為 4Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根 據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為0.520mm
（2）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約 4.5V，內(nèi)阻很小
B．電流表 A₁：量程 0～0.6A，內(nèi)阻 0.125Ω
C．電流表 A₂：量程 0～3.0A，內(nèi)阻 0.025Ω
D．電壓表 V：量程 0～3V，內(nèi)阻 3kΩ
E．滑動(dòng)變阻器 R₁：最大阻值 10Ω
F．滑動(dòng)變阻器 R₂：最大阻值 50Ω
G．開關(guān)、導(dǎo)線等
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是B，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是E（都填選項(xiàng)）
（3）根據(jù)所選的器材，在如圖2所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖

（4）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為 R_x=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為1.1×10^-6Ω•m（保留二位有效數(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)微器示數(shù)．
（2）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后作出電路圖．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用電阻定律求出金屬材料的電阻率．

解答 解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度讀數(shù)：0.5mm；可動(dòng)刻度讀數(shù)0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋測(cè)微器讀數(shù)為：0.520mm；
（2）為減小讀數(shù)誤差，選小量程電流表，電流表選：B：A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；為保證電路安全和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E，即滑動(dòng)變阻器R₁；
（3）為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器分壓接法，由題意知，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；

（4）由電阻定律得：R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracu4e0p9b{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{π{R}_{X}ylvqhxw^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×4.1×（0.520×1{0}^{-3}）^{2}}{4×0.810}$Ω•m≈1.1×10^-6Ω•m．
故答案為：（1）0.520；（2）B；E（3）電路圖如圖所示；（4）1.1×10^-6．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：（1）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；（2）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．