Question

10．某興趣小組在做“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，通過粗測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，從實(shí)驗(yàn)室找出以下供選擇的器材：
A．電池組（3V，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表A₁（0～3A，內(nèi)阻0.012 5Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
D．電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻4kΩ）
E．電壓表V₂（0～15V，內(nèi)阻15kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，允許最大電流1A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（0～2000Ω，允許最大電流0.3A）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)從上述器材中選用ACDFH（填寫儀器前字母代號(hào)）．
②測(cè)電阻時(shí)，電流表、電壓表、待測(cè)電阻R_x在組成測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)采用安培表外接法，將設(shè)計(jì)的電路圖畫在圖1虛線框內(nèi)．

③若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖2，則讀為0.900 mm．
④若用L表示金屬絲的長(zhǎng)度，d表示直徑，測(cè)得電阻為R，請(qǐng)寫出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ=$\frac{πRzlvjxfn^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）關(guān)鍵電源的電壓選取電壓表，根據(jù)電壓表選取電流表，根據(jù)題目要求確定滑線變阻器的阻值選取變阻器．
（2）電路圖的設(shè)計(jì)注重電表的接法和滑線變阻的接法．
（3）螺旋測(cè)微器固定刻度最小分度為1mm，可動(dòng)刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度讀出整毫米數(shù)包括半毫米數(shù)，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小數(shù)部分．
（4）根據(jù)電阻定律的公式推導(dǎo)電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中必需的儀器有電源A，開關(guān)H； 由于電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，電表讀數(shù)要達(dá)到半偏，則電壓表選D；由I=$\frac{E}{R+r}$可知電路中最大電流約為0.5 A，則電流表選C；為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，故電阻不能太大，選F；故所用儀器為ACDFH；
（2）電源電壓為3v，由I=$\frac{E}{r+R}$可知電路中最大電流約為0.5 A，為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，由R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，電流表采用外接法．電路見右圖
（3）由主尺上讀出0.5mm，螺旋尺上讀數(shù)為40.0×0.01mm，兩者和為：0.900mm；
（4）由電阻定律：R=ρ$\frac{L}{S}$   S=π（$\fracbdz1dhl{2}$）²
得：ρ=$\frac{πRv1rbrnv^{2}}{4L}$
故答案為：（1）C；D；F；（2）外；（3）0.900； $\frac{πRv7hjrdf^{2}}{4L}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，電學(xué)實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)注意電表接法和滑線變阻器的連接方法，再加儀器的選擇； 同時(shí)注意實(shí)驗(yàn)原理的正確應(yīng)用．