Question

10．某物理學(xué)習(xí)小組的兩位同學(xué)采用“伏安法”測金屬絲電阻率的實驗中．

（1）先用米尺測出金屬絲的長度L，再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑．使用時發(fā)現(xiàn)所用螺旋測微器存在零誤差，測微螺桿與測砧直接接觸時讀數(shù)如圖甲所示，測量金屬絲直徑時如圖乙所示，則金屬絲的直徑是d=0.503mm；
（2）用多用電表粗測金屬絲電阻，選擇電阻擋倍率“×1”，將兩表筆短接，進行歐姆調(diào)零，再使表筆接觸金屬絲兩端，讀數(shù)如圖丙所示，則其阻值為R_x=6Ω；
（3）實驗室備有下列實驗器材：
A．電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ）
B．電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ）
C．電流表A₁（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
D．電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～100Ω，0.6A）
F．滑動變阻器R₂（0～2000Ω，0.1A）
G．電池組E（電動勢為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω）
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
為減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有ADEGH（填代號）．應(yīng)選用圖中戊（填“丁”或“戊”）為該實驗的電路原理圖．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
（2）歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（3）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，由歐姆定律求出電路最大電流，根據(jù)該電流選擇電流表與滑動變阻器；
根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后選擇實驗電路．

解答 解：（1）由圖甲所示可知，螺旋測微器的誤差為：0mm+2.0×0.01mm=0.020mm，由圖乙所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+2.3×0.01mm=0.523mm，則金屬絲的直徑d=0.523mm-0.020mm=0.503mm；
（2）用多用電表粗測金屬絲電阻，選擇電阻擋倍率“×1”，將兩表筆短接，進行歐姆調(diào)零，再使表筆接觸金屬絲兩端，由圖丙所示可知，則其阻值為R_x=6×1=6Ω．
（3）伏安法測電阻，需要：G、電池E（電動勢為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω），H、開關(guān)S，導(dǎo)線若干，電源電動勢是3V，因此電壓表可選：A、電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約為15KΩ），電路最大電流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{6}$=0.5A，如果選用量程是3A的電流表，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度不到電表刻度的三分之一，為提高實驗精度，電流表可選：D．電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω），滑動變阻器F的額定電流太小，因此滑動變阻器應(yīng)選E．變阻器R₁ （0～10Ω，1.0A）；即需要的實驗器材有：ADEGH；
$\frac{{R}_{V}}{R}$=25000，$\frac{R}{{R}_{A}}$=6，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應(yīng)選擇外接法，因此實驗電路應(yīng)選戊．
故答案為：（1）0.503；（2）歐姆調(diào)零；6；（3）ADEGH；戊．

點評 本題考查了實驗器材的選取、實驗電路的選擇、連接實物電路圖、電表讀數(shù)、求電阻、求電阻率等問題；要掌握實驗器材的選取原則：安全性原則、精確性原則、方便實驗操作；對電表讀數(shù)時，要先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時實驗要與電表刻度線垂直．