Question

11．某同學(xué)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，主要步驟如下：
①用多用電表粗略測量金屬絲的電阻值；
②用米尺測量金屬絲的有效長度L；
③用螺旋測微器測量金屬絲直徑d；
④用伏安法測量該金屬絲的電阻；
⑤根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式．
根據(jù)題目要求完成下列問題：

（1）步驟③中測量金屬絲直徑如圖1所示，則d=0.680mm．
（2）步驟④中為了盡可能準(zhǔn)確地測量，要使金屬絲兩端電壓從零開始變化，電壓表用0～3V量程，電流表用0～0.6A量程（內(nèi)阻約為10Ω），且采用電流表外接法，請?jiān)趫D2實(shí)物圖上用筆畫線代替導(dǎo)線把電路按要求連接好．
（3）步驟⑤中用測得的金屬絲長度L、直徑d、金屬絲兩端電壓U、流過金屬絲的電流I，計(jì)算金屬電阻率，其表達(dá)式為ρ=$\frac{πU2qy2mwc^{2}}{4IL}$．（用L、d、U、I表示）
（4）步驟④中之所以采用所述方案，是因?yàn)樵撏瑢W(xué)在步驟①中已用多用電表粗略測量其阻值，可供選擇的操作步驟如下（機(jī)械調(diào)零已經(jīng)完成）：
A．觀察指針位置，讀出電阻阻值    
B．將兩表筆直接接觸，進(jìn)行調(diào)零
C．把兩表筆與電阻兩端接觸：
D．將選擇開關(guān)扳到歐姆擋“×100”處
E．將選擇開關(guān)旋到OFF檔        
F．將選擇開關(guān)扳到歐姆擋“×1”處
請?jiān)谏鲜霾僮髦羞x擇需要的步驟并寫出合理的順序：FBCAE．

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(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求連接實(shí)物圖即可；
（3）應(yīng)用電阻定律可以推導(dǎo)出金屬的電阻率；
（4）歐姆表測電阻的步驟是先用選擇開關(guān)選擇倍率、歐姆表調(diào)零、開始測量、讀出電阻值、最后將歐姆表選擇開關(guān)旋至OFF檔或交流電壓最高檔；

解答 解：（1）螺旋測微器的固定刻度為0.5mm，可動(dòng)刻度為18.0×0.01mm=0.180mm，所以最終讀數(shù)為：0.5mm+0.180mm=0.680mm；
（2）要使金屬絲兩端電壓從零開始變化，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電壓表用0～3V量程，電流表用0～0.6A量程（內(nèi)阻約為10Ω），且采用電流表外接法，連接實(shí)物圖如圖所示；

（3）由$R=\frac{ρL}{S}$；金屬絲橫截面積$S=π（\fracs2iumow{2}）^{2}$，歐姆定律可得$R=\frac{U}{I}$，解得ρ=$\frac{πU00wuaos^{2}}{4IL}$；
（4）多用表中利用歐姆表測電阻的步驟是先用選擇開關(guān)選擇倍率、歐姆表調(diào)零、開始測量、讀出電阻值、最后將歐姆表選擇開關(guān)旋至OFF檔或交流電壓最高檔；由于步驟④采用電流表外接法，說明金屬絲電阻較小，選用歐姆表×1倍率即可；故實(shí)驗(yàn)的合理順序是：FBCAE；
故答案為：（1）0.680；（2）如上圖所示；（3）$\frac{πUwmk6ke2^{2}}{4IL}$；（4）FBCAE．

點(diǎn)評 螺旋測微器固定刻度與可動(dòng)刻度的示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)，對螺旋測微器讀數(shù)時(shí)要注意估讀；在測量金屬絲的電阻時(shí)，首先要考慮安全，其次準(zhǔn)確，最后操作方便，連接實(shí)物圖時(shí)注意正負(fù)極不要接反；熟練掌握多用表的使用，不管測量電流、電壓還是電阻都需要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，而測量電阻時(shí)多了一個(gè)步驟：歐姆調(diào)零，而且換一個(gè)倍率要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，這里特別容易忘記．