Question

9．在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm．
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖1所示，其讀數(shù)應為0.398mm（該值接近多次測量的平均值）．
（2）用伏安法測金屬絲的電阻R_x．實驗所用器材為：電池組（電動勢為3V，內阻約1Ω）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干．某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由如表數(shù)據可知，他們測量R_x是采用圖2中的甲圖（選填“甲”或“乙”）．

（3）圖3是測量R_x的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據第（2）問所選的電路圖，補充完成圖3中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（4）這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖4所示，圖中已標出了測量數(shù)據對應的4個坐標點．請在圖4中標出第2、4、6次測量數(shù)據坐標點，并描繪出U─I圖線，由圖線得到金屬絲的阻值R_x=4.4Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（5）根據以上數(shù)據可以估算出金屬絲的電阻率約為C（填選項前的符號）．
A．1×10^-2Ω•m      B．1×10^-3Ω•m     C．1×10^-6Ω•m    D．1×10^-8Ω•m．

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）根據題意確定滑動變阻器接法，然后作出電路圖；
（3）根據電路圖連接實物電路圖；
（4）根據坐標系內描出的點作出圖象，然后根據圖象與電阻定律分析答題．
（5）由電阻定律求出電阻率．

解答 解：（1）由圖1所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0mm+39.8×0.01mm=0.398mm（0.395～0.399均正確）；
（2）由表中實驗數(shù)據可知，如果用限流，最小電壓為0.6V，而表中電壓都到0.10V，滑動變阻器應采用分壓接法，
電阻阻值約為：R=$\frac{U}{I}=\frac{0.1}{0.02}$=5Ω，電流表內阻約為0.1Ω，電壓表內阻約為3kΩ，
電壓表內阻遠大于電阻阻值，電流表應采用外接法，電路圖選擇甲；
（3）根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：
（4）根據表中實驗數(shù)據在坐標系內描出對應點，然后作出圖象如圖所示：
由圖示圖象可知，待測電阻阻值：R_x=$\frac{U}{I}=\frac{2.3}{0.52}$≈4.4Ω；
（5）待測電阻阻值：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frachq2oyvi{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πR7vqku04^{2}}{4L}$≈1.1×10^-6Ω•m，
故選：C
故答案為：（1）0.398；（2）甲；（3）如圖所示；（4）如圖所示；4.4；（5）C

點評 要掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法；明確電學實驗中，當要求電流從零調時，滑動變阻器應用分壓式接法；當滿足待測電阻阻值遠小于電壓表內阻時，電流表應用外接法，當電流表內阻遠小于待測電阻阻值時，電流表應用內接法．