Question

9．某同學通過實驗測量一種合金絲的電阻率．

（1）用螺旋測微器測量合金絲的直徑．為防止讀數時測微螺桿發(fā)生轉動，讀數前應先旋緊，如圖甲所示的部件B（填“A”、“B”、“C”或“D”）．從圖中的示數可讀出合金絲的直徑為0.410mm．
（2）待測合金絲R_x的電阻約為5Ω．提供的儀器有：
A．電壓表（內阻約為10kΩ，量程為3V）
B．電流表（內阻約為3Ω，量程為0.6A）
C．電流表（內阻約為0.1Ω，量程為3A）
D．滑動變阻器（阻值為0～5Ω，額定電流為2A）
E．電源（電動勢為5V，內電阻為1Ω）
F．一個開關、若干導線
①測量時，電流表應選B．（填序號）
②該同學根據以上儀器連接實驗線路，為了較精確地測量，同時要求實驗中電流表示數變化范圍盡量寬，請你用筆畫線代替導線，在圖乙中將電路補充完整．
③實驗中，測出合金絲的兩端電壓為U，電流強度為I，直徑為d，長度為L，則該合金絲的電阻率的表達式ρ=$\frac{πUhlhhl1d^{2}}{4IL}$（用所給符號表示）．

Answer 1

分析 （1）為防止讀數時測微螺桿發(fā)生轉動，讀數前應先旋緊固定螺釘B．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀，注意其精度是0.01mm．
（2）由$I=\frac{E}{R+r}$，求得電流值選擇電流表，根據電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數關系，選擇電流表外接法，精確測定此電阻絲的阻值，要求測量值盡可能多，故采用分壓法．由電阻定律公式變形即可求得電阻率的表達式．

解答 解：（1）為防止讀數時測微螺桿發(fā)生轉動，讀數前應先旋緊固定螺釘B．
螺旋測微器的固定刻度讀數為0mm，可動刻度的讀數為：0.01mm×41.0=0.410mm，故合金絲的直徑為 d=0.410mm．
（2）①電路最大電流約為$I=\frac{E}{R+r}$=$\frac{5}{5+1}$=0.83A，為準確測量，電流表應選B；
②為擴大電流表示數變化范圍，滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖所示：
③根據R_x=$\frac{U}{I}$=$ρ\frac{L}{S}$，其中S=$\frac{1}{4}πr153vvt^{2}$，
解得：ρ=$\frac{πU5hthxdd^{2}}{4IL}$，
故答案為：（1）B，0.410；（2）①B；②如圖所示；③$\frac{{πU{d^2}}}{4IL}$

點評 本題考查了實驗器材的選擇、連接電路圖、實驗誤差分析等問題；滑動變阻器采用限流接法時，電壓、電流變化范圍較小，滑動變阻器采用分壓接法時，電流、電壓變化范圍大．