Question

19．在“探究決定金屬絲電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中．

（1）測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度：把金屬絲拉直，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度三次．然后求出平均值，這樣做的目的是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差．
（2）測(cè)量金屬絲的直徑：如圖1所示，將金屬絲緊密地并排制成一個(gè)線圈．線圈的圈效為34圈．那么．由圖可知．金屬絲的直徑為7.65×10^-4m（保留三位有效數(shù)字）．進(jìn)而算出它的橫切面積；此外．金屬絲的直徑也可以用螺旋測(cè)微器直接測(cè)量．
（3）測(cè)定該金屬絲的電阻，在實(shí)驗(yàn)室提供了以下實(shí)驗(yàn)器材：
A．待測(cè)金屬絲R（阻值約為20Ω）；          B．電流表A₁ （量程0～150mA，內(nèi)阻約為10Ω）
C．電流表A₂（量程0～20mA，內(nèi)阻為30Ω）   D．電壓表V（量程0～15V，內(nèi)阻約為10KΩ）
E．定值電阻R₀（阻值為100Ω）               F．滑動(dòng)變阻囂R₁（阻值為0～5Ω，額定電流為1.0A）
G．滑動(dòng)變阻囂R₂（阻值為0～100Ω，額定電流為0.1A）   H．學(xué)生電源E（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)）；
L．單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干：
①為了盡可能使電表的調(diào)節(jié)范圍較大，且準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)電表的示數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，那么．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電表是A₁和A₂，滑動(dòng)變阻器是R₁．
②根據(jù)所選實(shí)驗(yàn)器材，在圖3方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的最佳電路圖，并標(biāo)明元件符號(hào)．
③根據(jù)上面所畫電路圖，將實(shí)物圖2連接起來(lái)（沒有選用的實(shí)驗(yàn)器材不要連接，其中，圖中已有部分連接）

Answer 1

分析 （1）為了排除偶然因素，一般要測(cè)三次，求其平均值，以減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（2）由圖示刻度尺確定其分度值，讀出其示數(shù)，求出直徑，根據(jù)螺旋測(cè)微器，也可測(cè)量直徑；
（3）①根據(jù)最大電流選擇電流表，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
②根據(jù)所測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系，確定電流表的接法，然后選擇開關(guān)位置；
③根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意量程及正負(fù)極．

解答 解：（1）測(cè)量時(shí)，多測(cè)幾次，然后求其平均值，這樣可以減小誤差，使結(jié)果更準(zhǔn)確；
（2）由圖1所示刻度尺可知，其分度值為1mm，則示數(shù)為2.60cm，
那么直徑為d=$\frac{2.60cm}{34}$=0.0765cm=7.65×10^-4m；
金屬絲的直徑也可以用螺旋測(cè)微器來(lái)測(cè)量；
（3）①電源的電動(dòng)勢(shì)為4V，而電壓表量程為15V，相差太大，因此必須由電流表與電阻改裝，從而選取電流表A₂與定值電阻R₀串聯(lián)；
電路最大電流約為I=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{4}{20}$=200mA，則電流表應(yīng)選取A₁；
為了盡可能使電表的調(diào)節(jié)范圍較大，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，即選取滑動(dòng)變阻器R₁；
②根據(jù)$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$=$\frac{20}{10}$$＜\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$=$\frac{130}{20}$，因此電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；如下圖所示：

③根據(jù)電路圖，結(jié)合電表的量程，及正負(fù)極，從而連接實(shí)物圖，如下圖所示：

故答案為：（1）減小實(shí)驗(yàn)誤差；（2）7.65×10^-4，螺旋測(cè)微器；（3）①A₁，A₂，R₁；②如上圖1所示；③如上圖2所示．

點(diǎn)評(píng) （1）考查測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)，需要知道實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，即可求解；
（2）實(shí)驗(yàn)器材的選取，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選取原則．理解電流表的外接還是內(nèi)接方法，注意滑動(dòng)變阻器的分壓式與限流式的不同．