Question

9．某科技創(chuàng)新小組在小制作中需要1.00Ω的定值電阻．由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有合適的電阻，他們打算用一段導(dǎo)線代替，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了兩圈長(zhǎng)度均為100.00m的粗細(xì)均勻的線圈a、b，他們用螺旋測(cè)微器測(cè)出導(dǎo)線b的直徑和用多用電表“R×100”擋粗測(cè)導(dǎo)線圈b的總電阻示數(shù)如圖甲、乙所示．

（1）導(dǎo)線b的直徑d=0.238mm；由多用電表得導(dǎo)線圈b的總電阻約為R_b=2400Ω．
（2）接著測(cè)出導(dǎo)線a、b的U-I圖象如圖丙所示，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材可選：
A．電流表A₁（600mA，1.0Ω）
B．電流表A₂（40mA，10.0Ω）
C．電壓表V₁（3V，6kΩ）
D．電壓表V₂（50V，20kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（100Ω，1.0A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（10Ω，2A）
G．直流電源E（50V，0.05Ω）
H．開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干
以上器材中，要求實(shí)驗(yàn)測(cè)導(dǎo)線b的伏安特性曲線，且在實(shí)驗(yàn)時(shí)需測(cè)出多組有關(guān)數(shù)據(jù)和盡可能高的測(cè)量精度．電流表選用A₂；電壓表選用V₂；滑動(dòng)變阻器選用R₁．（只填儀器前的字母代號(hào)），并在虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（3）最后他們決定用導(dǎo)線a的一段導(dǎo)線來(lái)替代1.00Ω的電阻，他們應(yīng)將長(zhǎng)度L=0.2m的導(dǎo)線a接入電路．

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)；歐姆表讀數(shù)=表盤(pán)讀數(shù)×倍率；
（2）根據(jù)I-U圖象得到測(cè)量時(shí)的電壓和電流值，選擇合適的電流表和電壓表；滑動(dòng)變阻器的電流不能超過(guò)額定電流；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電流表采用內(nèi)接法；
（3）先根據(jù)I-U圖象得到電阻，再結(jié)合電阻定律求解1.00Ω的導(dǎo)線的長(zhǎng)度

解答 解：（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)=0+0.01mm×23.8=0.238mm；
        歐姆表讀數(shù)=表盤(pán)讀數(shù)×倍率=24×100=2400Ω；
（2）根據(jù)I-U圖象得到測(cè)量時(shí)的最大電壓測(cè)量值為46V，電流值的最大測(cè)量值為40mA，故電壓表選擇V₂，電流表選擇A₂；
滑動(dòng)變阻器R₁電流約為：I=$\frac{50}{100}$=0.5A，小于額定電流；
滑動(dòng)變阻器R₂電流約為：I=$\frac{50}{10}$=5A，大于額定電流；
故滑動(dòng)變阻器選用R₁；
滑動(dòng)變阻器阻值小于導(dǎo)線電阻，采用分壓式接法；
導(dǎo)線電阻較大，采用安培表內(nèi)接法；
電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)I-U圖象得到線圈a的電阻為：R_a=$\frac{20}{0.04}$；
線圈的長(zhǎng)度為100m，故每米5Ω，長(zhǎng)度0.2m的電阻即為1歐姆．
故答案為：（1）0.238，2400  （2）B，D，E，分壓、內(nèi)接   （3）0.2

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理、誤差來(lái)源，會(huì)根據(jù)誤差情況設(shè)計(jì)電路圖，不難