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(guò)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，則以下可供選擇的器材：
A．電池組（3V，內(nèi)阻不計(jì)）
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（0～2 000Ω，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，若滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，請(qǐng)按設(shè)計(jì)的電路完成圖2實(shí)物圖的連線．

（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1，則讀數(shù)為2.937 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=$\frac{πRwiucegy^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理選擇實(shí)驗(yàn)器材；
（2）根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后連接實(shí)物電路圖；
（3）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；
（4）根據(jù)電阻定律求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）應(yīng)用伏安法測(cè)電阻阻值，需要：電源、導(dǎo)線與開關(guān)，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，則電壓表應(yīng)選擇D，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，則電流表應(yīng)選擇C，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇F，故需要的實(shí)驗(yàn)器材有：ACDFH；
（2）待測(cè)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：4kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：2.5mm+43.7×0.01mm=2.937mm；
（4）金屬絲電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac6tam6so{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πRckwzgn0^{2}}{4L}$；
故答案為：（1）ACDFH；（2）外；實(shí)物電路圖如圖所示；（3）2.937；（4）$\frac{πRhkbtqnz^{2}}{4L}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、連接實(shí)物電路圖、螺旋測(cè)微器讀數(shù)、求電阻率表達(dá)式；要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則；根據(jù)題意確定電流表的接法是連接實(shí)物電路圖的關(guān)鍵．