Question

實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10^-8Ωm．課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器（千分尺）、導(dǎo)線和學(xué)生電源等．
（1）他們使用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻，操作過(guò)程分以下三個(gè)步驟：（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)第②步操作）
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”；
②

 

；
③把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖1（a）所示．

（2）根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)從圖1（b）的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇

 

電路來(lái)測(cè)量金屬絲電阻；
（3）他們使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖2所示，金屬絲的直徑為

 

mm；
（4）根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為

 

m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（5）他們正確連接電路，接通電源后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電流始終無(wú)示數(shù)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，利用多用電表檢查電路故障并寫(xiě)出判斷依據(jù)．（只需寫(xiě)出簡(jiǎn)要步驟）

 

．

Answer 1

分析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度，由電阻定律已知電阻率、電阻及橫截面積，則可求出金屬絲的長(zhǎng)度．同時(shí)運(yùn)用伏安法電流表外接法，變阻器分壓式來(lái)測(cè)量金屬絲的電阻．
歐姆表是測(cè)量電阻的儀表，把被測(cè)電阻串聯(lián)在紅黑表筆之間，歐姆表電流是從黑表筆流出紅表筆流入，
（1）用歐姆表測(cè)電阻，每次換擋后和測(cè)量前都要重新調(diào)零（指歐姆調(diào)零）．
（2）測(cè)電阻時(shí)待測(cè)電阻不僅要和電源斷開(kāi)，而且要和別的元件斷開(kāi)．
（3）測(cè)量時(shí)注意手不要碰表筆的金屬部分，否則將人體的電阻并聯(lián)進(jìn)去，影響測(cè)量結(jié)果．
（4）合理選擇量程，使指針盡可能在中間刻度附近，

解答：解：（1）歐姆調(diào)零是將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕使其電流達(dá)到最大，則此時(shí)刻度盤(pán)上的讀數(shù)為零．
（2）由于金屬絲的電阻較小，則選擇電流表外接法．并為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，且在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，所以變阻器要選擇分壓式接法．故選：D   
（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是由固定刻度與旋轉(zhuǎn)刻度組合，且最后加上估計(jì)值而成．0+26×0.01mm=0.26mm  最后估計(jì)值為±0.002mm，所以讀數(shù)為0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=12.5m    由于結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，所以為：13m
（5）使用多用電表的電壓檔位，接通電源，逐個(gè)測(cè)量各元件、導(dǎo)線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說(shuō)明該元件或?qū)Ь�斷路故障；
故答案為：（1）將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零
（2）D
（3）0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）13m
（5）使用多用電表的電壓檔位，接通電源，逐個(gè)測(cè)量各元件、導(dǎo)線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說(shuō)明該元件或?qū)Ь�斷路故障．

點(diǎn)評(píng)：毆姆調(diào)零與機(jī)械調(diào)零要區(qū)分，前者是調(diào)節(jié)毆姆表內(nèi)的滑動(dòng)變阻器的電阻來(lái)使電流表達(dá)到滿偏；后者是螺絲刀調(diào)節(jié)指針使其電流為零．