Question

9．在做“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，若待測(cè)金屬絲的電阻約為5Ω，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，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（0-2000Ω，允許最大電流0.3A）
G．滑動(dòng)變阻器（0-20Ω，允許最大電流1A）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)選擇的器材有CDGH（填寫儀器前字母代號(hào)）
（2）若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑d的讀數(shù)如圖1，則讀數(shù)為0.900mm；
（3）測(cè)電阻時(shí)，電流表、電壓表、待測(cè)金屬絲電阻在組成電路時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D2虛線框內(nèi)畫出應(yīng)采用的實(shí)驗(yàn)原理圖，且此原理圖使得待測(cè)金屬絲電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏小（選填：“大”或“小”）；
（4）若用L表示金屬絲長(zhǎng)度，d表示直徑，測(cè)得電阻值為R，則計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ=$\frac{πbnxpnbj^{2}R}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）選電壓表和電流表的原則是：指針在$\frac{1}{3}$到$\frac{2}{3}$偏轉(zhuǎn)角度最好；選的滑動(dòng)變阻器要便于操作．
（2）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：主尺+半毫米+轉(zhuǎn)筒；
（3）待測(cè)電阻的阻值與電流表差不多，故電流表的外接，從而判斷出測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系；
（4）根據(jù)電阻的決定式求電阻率．

解答 解：（1）流過金屬絲的最大電流I_m=$\frac{E}{{R}_{x}+r}$=0.5 A，電池組電壓又是3 V，故電流表選C，電壓表選D；
由于待測(cè)電阻的電阻值比較小，滑動(dòng)變阻器選總阻值小的便于調(diào)節(jié)，故選G；
另外導(dǎo)線、開關(guān)要選，
故選：CDGH；
（2）從螺旋測(cè)微器的主尺上可以看出，半毫米刻度線已經(jīng)露出來(lái)，
因此主尺上應(yīng)讀0.5 mm，螺旋上接近第40個(gè)刻度線，可以估讀40.0×0.01mm=0.400mm，
所以該金屬絲直徑應(yīng)為0.5 mm+0.400 mm=0.900 mm；
（3）因?yàn)?\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$=40，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$=800，故電流表選擇外接法，外接法測(cè)量值偏�。�
滑動(dòng)變阻器最大阻值大于待測(cè)電阻阻值，滑動(dòng)變阻器可以采用限流接法；
實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

（4）根據(jù)R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{4L}{πv5zxzt7^{2}}$，解得：ρ=$\frac{πrd7zphx^{2}R}{4L}$
故答案為：（1）CDGH；（2）0.900；（3）如上圖所示，小； （4）$\frac{πprzvr5z^{2}R}{4L}$．

點(diǎn)評(píng) 用伏安法測(cè)量電阻，首先要考慮安全，其次準(zhǔn)確，最后操作方便．對(duì)于電流表的內(nèi)外接法，可根據(jù)$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$與$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$ 的比較做出選擇，也可用試觸法．