Question

4．某同學(xué)做“測量金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)：

（1）首先，他用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，并求出其平均值作為金屬絲的直徑d．其中某次測量如圖1所示，這次測量對應(yīng)位置金屬導(dǎo)線的直徑為0.525mm．
（2）然后他測量了金屬絲的電阻．實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：
a．金屬絲（接入電路的長度l₀為1m，電阻約5～6Ω）
b．直流電源（4.5V，內(nèi)阻不計）
c．電流表（200mA，內(nèi)阻約1.0Ω）
d．電壓表（3V，內(nèi)阻約3kΩ）
e．滑動變阻器（50Ω，1.5A）
f．定值電阻R_l（5.0Ω，1.5A）
g．定值電阻R₂（10.0Ω，1.0A）
h．定值電阻R₃（100.0Ω，1.0A）
i．開關(guān)，導(dǎo)線若干
該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時的電路圖如圖2所示，且在實(shí)驗(yàn)中兩塊電表的讀數(shù)都能接近滿偏值，定值電阻應(yīng)該選R₂（選填“R₁”、“R₂”或“R₃”）．
（3）該同學(xué)根據(jù)測量時電流表的讀數(shù)I、電壓表的讀數(shù)U描繪的U-I圖象如圖3所示，根據(jù)圖象可以求得金屬絲的電阻R_x=5.2Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；
（2）根據(jù)兩電表滿偏電壓和電流，由歐姆定律求出定值電阻的阻值來選擇．
（3）U-I圖線的斜率等于待測電阻+待測電阻．在直線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，讀出坐標(biāo)求出斜率，求解．

解答 解：（1）固定刻度的讀數(shù)為：0.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×2.5mm=0.025mm，所以最終讀數(shù)為：0.5mm+0.025mm=0.525mm．
（2）根據(jù)歐姆定律得
      定值電阻R=$\frac{U}{I}$-R_被=$\frac{3}{0.2}$-5=10Ω，故定值電阻應(yīng)該選R₂．
（3）在直線選取離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的一點(diǎn)，讀出坐標(biāo)U=2.75V，I=180mA=0.18A，
      待測電阻R_被=$\frac{U}{I}$-R_定=5.2Ω
故答案為：（1）0.525（0.524～0.526）；（2）R₂；（3）5.2（4.9～5.5）．

點(diǎn)評 （1）決本題的關(guān)鍵是掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．
（2）本題考查理解物理圖象的能力．伏安法是測量電阻的基本原理，圖象法是處理數(shù)據(jù)的常用方法，可以減小偶然誤差．