Question

11．興趣小組的同學(xué)想測量一捆帶絕緣漆的鎳鉻合金絲的長度．
（1）如圖1所示，他們用螺旋測微器測得合金絲的直徑d=0.200mm．查得鎳鉻合金絲的電阻率為，若測出合金絲的電阻為R，則合金絲的長度可以根據(jù)公式L=$\frac{πR9g4fiuc^{2}}{4ρ}$求出（用ρ、d、R 表示）．
（2）他們用表盤如圖2所示的多用電表測量合金絲的電阻．先將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋的“X10”位置，將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插扎，把兩筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)T（選填“S”或“T”），使多用電表的指針指向電阻擋的0（選填“0”或“∞”）刻線．之后將紅、黑表筆的筆尖分別與合金絲兩端接觸，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，于是他們將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋的×1（選填“X1”或“X100”）位置．

（3）正確選擇擋位并重新調(diào)零后，他們將紅、黑表筆分別與合金絲的兩端接觸，測得合金絲的電阻為15Ω．他們還想用伏安法測量合金絲的電阻時，發(fā)現(xiàn)實驗室提供的電表內(nèi)阻約0.5Ω，電壓表內(nèi)阻約3kΩ．為減小測量誤差，在實驗中應(yīng)采用圖3中的甲（選填“甲”或“乙”）電路．
（4）他們選擇合適的電路后，分別用最大阻值是5Ω、50Ω、2000Ω 的三種滑動變阻器做限流電阻．當(dāng)滑動變阻器的滑片由一端向另一端移動的過程中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別做出電壓表讀數(shù)U隨滑片移動距離x的關(guān)系曲線a、b、c．如圖4所示．用最大阻值為2000Ω 的滑動變阻器做實驗得到的圖線是圖中的a（選填“a”、“b”或“c”）為減小實驗誤差，應(yīng)選擇圖中的b（選填“a”、“b”或“c”）所對應(yīng)的滑動變阻器．

Answer 1

分析 螺旋測微器固定刻度與可動刻度的示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；
根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，應(yīng)用電阻定律可以求出金屬絲的電阻率；
多用電表測量電阻時，先進(jìn)行機械校零，需將選擇開關(guān)旋到毆姆檔某一位置，再進(jìn)行歐姆調(diào)零，歐姆調(diào)零后，測量電阻讀出示數(shù)．歐姆表黑表筆與內(nèi)置電源正極相連，電流從黑表筆流出，紅表筆流入．
根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻關(guān)系確定電流表接法，然后選擇實驗電路；

解答 解：（1）由圖甲所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0.0mm，可動刻度所示為20.0×0.01mm=0.200mm，
螺旋測微器的示數(shù)為0.0mm+0.200mm=0.200mm．
金屬絲電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=$\frac{ρL}{π（\fracdtwcvgx{2}）^{2}}$=$\frac{4ρL}{πq4ewgog^{2}}$，
因此金屬絲的長度L=$\frac{πRs3unbyz^{2}}{4ρ}$
（2）
多用電表使用電阻擋時，需要將兩表筆接觸后進(jìn)行歐姆調(diào)零，即圖中T旋鈕，使指針指向電阻擋的0刻度線；
針紅黑表筆與電阻接觸后發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明在當(dāng)前電阻擋位測量讀數(shù)過小，需要換成更小擋位，即開關(guān)調(diào)到電阻擋的×1的位置；
（3）由電阻阻值及電流表電壓表阻值可知，該被測電阻為小電阻，應(yīng)采用電流表外接法測量，即圖甲所示的電路；
（4）由題意可知，電壓表測量的是被測電阻兩端的電壓U隨著滑動變阻器滑片移動的距離x的變化關(guān)系，被測電阻與滑動變阻器是串聯(lián)分壓關(guān)系，從圖中可以看出a曲線在滑片移動很小距離，就產(chǎn)生了很大的電壓變化，說明該滑動變阻器阻值遠(yuǎn)大于被測量電阻阻值，所以a圖對應(yīng)2000Ω滑動變阻器；
同理分析，可知，c圖線電壓幾乎不隨著距離x變化，說明該滑動變阻器是小電阻，分壓效果不明顯，所以對應(yīng)是5Ω的圖象；
本實驗采用的是伏安法測量電阻，為了減小實驗誤差，應(yīng)該要保證被測電阻兩端的電壓變化范圍大一些，所以選擇圖中b所對應(yīng)的滑動變阻器．
故答案為：（1）0.200，$\frac{πRwnvux4b^{2}}{4ρ}$；（2）T，0，×1；（3）甲；（4）a，b．

點評 考查螺旋測微器的讀數(shù)，注意其有估計值，并掌握多用電表的使用方法，及注意事項，理解電流表內(nèi)接法與外接法的區(qū)別，最后注意圖象的物理意義，及斜率的含義．