Question

【題目】某同學(xué)做“測定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)。

①需要通過實(shí)驗(yàn)直接測量的物理量有：_____________________（寫出名稱和符號）。

②這位同學(xué)采用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬絲的電阻。有以下器材可供選擇：（要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確）

A.電池組（3V，內(nèi)阻約1）

B.電流表（0—3A，內(nèi)阻約0.025）

C.電流表（0—0.6A，內(nèi)阻約0.125）

D.電壓表（0—3V，內(nèi)阻約3k）

E.電壓表（0—15V，內(nèi)阻約15k）

F.滑動(dòng)變阻器（0—20，額定電流1A）

G.滑動(dòng)變阻器（0—1000，額定電流0.3A）

H.開關(guān)，導(dǎo)線

實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用的器材是___________________（填寫各器材的字母代號）。

請?jiān)谙旅娴奶摼�框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。

（____）

這位同學(xué)在一次測量時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)如下圖所示。由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)______A、____________V，可計(jì)算出金屬絲的電阻為_______ 。

③用伏安法測金屬絲電阻存在系統(tǒng)誤差。為了減小系統(tǒng)誤差，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案。其中Rx是待測電阻，R是電阻箱，R1、R2是已知阻值的定值電阻。合上開關(guān)S，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)。將R調(diào)至阻值為R0時(shí)，靈敏電阻計(jì)的示數(shù)為零。由此可計(jì)算出待測電阻Rx。（用R1、R2、R0表示）_____

Answer 1

【答案】加在金屬絲兩端的電壓U，通過金屬絲的電流I，金屬絲的長度L，金屬絲的直徑D ACDFH 見解析所所示 見解析所示 5.22

【解析】

①[1]根據(jù)歐姆定律，電阻定律，可得電阻率：

可見需要通過實(shí)驗(yàn)直接測量的物理量有：加在金屬絲兩端的電壓，通過金屬絲的電流，金屬絲的長度，金屬絲的直徑；

②[2]因采用伏安法測定一段阻值約為5Ω左右的金屬絲的電阻，本實(shí)驗(yàn)要求通過的電流不能太大，電流表應(yīng)選C，又電動(dòng)勢為3V，電壓表應(yīng)選D，當(dāng)然應(yīng)選電源A，因滑動(dòng)變阻器最大電阻大于待測電阻，考慮變阻器用限流式接法，由可求外電路最小電阻為：

故可選變阻器F，當(dāng)然還應(yīng)選H，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用的器材是ACDFH；

[3]待測電阻阻值約為5Ω，電流表內(nèi)阻約為0.125Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測點(diǎn)阻值，電流表應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，滑動(dòng)變阻器可以采用限流接法，電路圖如圖所示：

[4]由圖示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.46A；

[5]由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2.40V；

[6]金屬絲電阻:

③[7]根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律，若電流表示數(shù)為零，應(yīng)滿足:

聯(lián)立可得：