Question

3．某同學通過實驗測量一根長度為L的電阻絲的電阻率．
①由圖甲可知電阻絲的直徑D=0.379mm．
②將如下實驗操作補充完整：按圖乙連接電路，將滑動變阻器R₁的滑片P置于B端；將S₂撥向接點1，閉合S₁，調(diào)節(jié)R₁，使電流表示數(shù)為I₀；將電阻箱R₂的阻值調(diào)至最大，S₂撥向接點2，使電流表示數(shù)仍為I₀，記錄此時電阻箱的示數(shù)為R₂．

③此電阻絲的電阻率的表達式ρ=$\frac{π{D}^{2}{R}^{2}}{4L}$．（用已知量和所測物理量的字母表示）
④利用圖乙所示的電路圖測量電阻絲的電阻的物理思想是等效替代．

Answer 1

分析 ①螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
②根據(jù)等效替代法的原理完善實驗步驟．
③根據(jù)電阻定律求出電阻率的表達式；
④依據(jù)等效替代法，即可求解．

解答 解：①由圖甲所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0mm，可動刻度示數(shù)為37.9×0.01mm=0.379mm，電阻絲直徑D=0mm+0.379mm=0.379mm．
②按圖乙連接電路，將滑動變阻器R₁的滑片P置于B端；將S₂撥向接點1，閉合S₁，調(diào)節(jié)R₁，使電流表示數(shù)為I₀；將電阻箱R₂的阻值調(diào)至最大，S₂撥向接點2，保持R₁不變，調(diào)節(jié)電阻箱R₂的阻值，使電流表示數(shù)仍為I₀，記錄此時電阻箱的示數(shù)為R₂．
③由電阻定律得：R₂=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$，
則電阻率為：ρ=$\frac{π{D}^{2}{R}^{2}}{4L}$．
④由圖乙所示的電路圖，測量電阻絲的電阻的物理思想是等效替代法；
故答案為：①0.377～0.379；②（保持R₁不變）調(diào)節(jié)R₂；③$\frac{π{D}^{2}{R}^{2}}{4L}$；④等效替代．

點評 本題考查了螺旋測微器讀數(shù)、實驗步驟、求電阻率；螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)，螺旋測微器需要估讀一位．