Question

19．（1）一段粗細均勻的新型導電材料棒，現(xiàn)測量該材料的電阻率．先用如圖1所示的多用電表粗測其電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T．請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：

①旋動部件S，使指針對準電流的“0”刻線．
②將K旋轉到電阻擋“×100”的位置．
③將插入“+”、“-”插孔的表筆短接，旋動部件T，使指針對準電阻的0刻線（填“0刻線”或“∞刻線”）．
④將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大，為了得到比較準確的測量結果將K旋轉到電阻擋“×10”的位置指針偏轉如圖2所示，則待測電阻阻值為R=220Ω
（2）用螺旋測微器測量金屬導線的直徑，其示數(shù)如圖3所示，該金屬導線的直徑為d=1.880 mm

（3）然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻：
A．電流表A₁：量程為30mA，內阻約為0.1Ω
B．電流表A₂：量程為3A，內阻約為0.01Ω
C．電壓表V₁：量程為5V，內阻約為3kΩ
D．電壓表V₂：量程為15V，內阻約為15kΩ
E．滑動變阻器R₁：最大阻值為10Ω，額定電流1A
F．滑動變阻器R₂：最大阻值為20kΩ，額定電流0.5A
G．低壓直流電源：電壓4.5V，內阻不計
H．電鍵K，導線若干
電流表選A電壓表選C  滑動變阻器選E （填寫器材符號，如A₁），在方框中畫出實驗電路圖，并標出所選器材符號．
（4）如果實驗中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，并測出該棒的長度為L、直徑為d，則該材料的電阻率ρ=$\frac{πU3tprygx^{2}}{4IL}$（用測出的物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 （1）①電表使用前要使指針指在0刻線位置，通過調節(jié)機械調零旋鈕實現(xiàn)；③歐姆表測量前要進行歐姆調零；④歐姆表讀數(shù)=刻度盤讀數(shù)×倍率；
（2）螺旋測微器固定刻度示數(shù)與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；
（3）根據(jù)電源電動勢確定最大電壓，根據(jù)歐姆定律確定最大電流，然后根據(jù)電流表和電壓表的量程；滑動變阻器要采用分壓式接法，選擇較小的電阻；
（4）根據(jù)歐姆定律列式求解電阻，根據(jù)電阻定律列式求解電阻率．

解答 解：（1）①旋動部件S，使指針對準電流的“0”刻線；
③將插入“+”、“-”插孔的表筆短接，旋動部件T，使指針對準電阻的0刻線；
④歐姆表讀數(shù)=刻度盤讀數(shù)×倍率=22Ω×10=220Ω；
（2）由圖所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：1.5mm+38.0×0.01m=1.880mm；
（3）電源電動勢為4.5V，故電壓表選5V量程的，選C；
最大電流：I_max=$\frac{4.5V}{220Ω}$≈0.02045A=20.45mA；故電流表選A；
滑動變阻器要采用分壓式接法，選擇較小的電阻，故選E；
電路圖如圖所示：

（4）電阻為：R=$\frac{U}{I}$；
根據(jù)電阻定律，有：R=$ρ\frac{L}{S}$；
其中：S=$\frac{1}{4}πngd9meb^{2}$；
聯(lián)立解得：
ρ=$\frac{πUi5pmnqh^{2}}{4IL}$
故答案為：（1）①S；③T，0；④220；（2）1.880；（3）A，C，E；（4）$\frac{πUq42p4tq^{2}}{4IL}$．

點評 對于電阻，采用歐姆表測量誤差較大，可以進行粗略測量；采用伏安法測量誤差小，要能夠區(qū)分安培表內接法與安培表外接法的區(qū)別，基礎題目．