Question

3．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，某同學(xué)選用了帶滑動片的金屬絲ab進(jìn)行實驗，如圖1所示．

①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，某次測量結(jié)果如圖2所示，則這次測量的讀數(shù)d=0.515mm．
②為了合理選擇實驗方案和器材，首先使用歐姆表（×1擋）粗測金屬絲ab的阻值Rab．歐姆調(diào)零后，將表筆分別與金屬絲兩端連接，測量結(jié)果如圖3所示，則讀數(shù)Rab=3Ω．
③移動滑動片p到某一位置，使用電流表和電壓表準(zhǔn)確測量接入電路的金屬絲的阻值R．為了安全、準(zhǔn)確、方便地完成實驗，除電源（電動勢為4V，內(nèi)阻很小）、待測電阻絲、電流表（量程600mA，內(nèi)阻約1Ω）、導(dǎo)線、開關(guān)外，下列所給的器材中電壓表應(yīng)選用A，滑動變阻器應(yīng)選用C（選填器材前的字母）．
A．電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
B．電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）
C．滑動變阻器R₁（總阻值10Ω，額定電流2A）
D．滑動變阻器R₂（總阻值100Ω，額定電流2A）
④通過多次移動滑動片p的位置，改變接入電路的金屬絲的有效長度l，用伏安法測出對應(yīng)的電阻值R，作出R-l圖線如圖4，求得圖線的斜率K，則該金屬絲的電阻率的表達(dá)式為：$\frac{{πk{d^2}}}{4}$（用k、d表示）．
⑤依照圖1，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖5的實物連成正確電路．

Answer 1

分析 ①螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)；
②歐姆表指針示數(shù)與擋位乘積是歐姆表示數(shù)；
③根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器；
④根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法；應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出電阻率的表達(dá)式；
⑤根據(jù)電路圖，即可連接實物圖．

解答 解：①由圖1所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為0.5mm+1.5×0.01mm=0.515mm；
②歐姆表選擇×1擋，由圖2所示歐姆表可知，其示數(shù)為3.0×1=3.0Ω；
②電源電動勢為4V，電壓表應(yīng)選A；因所測電阻為3Ω；為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選總阻值10Ω，即為E；
④待測電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$，由電阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac1kaepf1{2}）^{2}}$，
而K=$\frac{R}{l}$，
解得：ρ=$\frac{{πk{d^2}}}{4}$；
⑤依據(jù)電路圖，連接實物圖，注意電表的正負(fù)極，及滑動變阻器的限流式接法，
如圖所示：

故答案為：①0.516 （0.515～0.519）；②3；  ③A，C； ④$\frac{{πk{d^2}}}{4}$．⑤如上圖所示．

點評 本題考查了螺旋測微器讀數(shù)、實驗器材選擇、電流表接法的判斷、求電阻率，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)，螺旋測微器需要估讀，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直；要掌握實驗器材的選擇原則．