Question

18．某同學(xué)要測(cè)定某金屬絲的電阻率，金屬絲的電阻大約重要5Ω．

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，讀數(shù)如圖1所示，則直徑d=0.880mm；
（2）為了測(cè)定金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：
A．電壓表0～3V～15V，內(nèi)阻約為10kΩ或50kΩ
B．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約為0.05Ω或0.01Ω
C．滑動(dòng)變阻器，0～10Ω
D．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω
E．兩節(jié)干電池
F．電鍵及導(dǎo)線若干．
①該同學(xué)將選定的實(shí)驗(yàn)器材連接成如圖2所示的電路，該實(shí)物連接中存在的錯(cuò)誤有：電流表采用內(nèi)接法、滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，滑動(dòng)變阻器沒有采用分壓接法．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用C（填前面的字母代號(hào)）．
（3）將錯(cuò)電路誤連接改正后，閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量多組電壓、電流的值，作出I-U圖象，如圖3所示，由圖象求得金屬絲的電阻為4.17Ω，若測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)為1m，則金屬絲的電阻率ρ=2.53×10^-6Ω•m．由于電表連接問題導(dǎo)致電阻率的測(cè)量值小于（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值．

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器固定 可得與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)．
（2）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后分析答題；為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)圖示圖象應(yīng)用歐姆定律求出金屬絲的電阻阻值；應(yīng)用電阻定律可以求出金屬絲的電阻率；根據(jù)電流表的接法判斷金屬絲電阻阻值測(cè)量值與真實(shí)值間的關(guān)系，然后答題．

解答 解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，金屬絲直徑：d=0.5mm+38.0×0.01mm=0.880mm．
（2）電源為兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，電壓表應(yīng)選擇3V量程，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，
金屬絲電阻約為5Ω，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，電流表應(yīng)選擇0.6A量程，內(nèi)阻約為0.05Ω，
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，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇C，
滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Ω，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由圖示電路圖可知，
電流表采用內(nèi)接法，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路且與待測(cè)電阻串聯(lián)，電流表與滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤；
（3）由圖3所示圖象可知，金屬絲電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.6A}$≈4.17Ω；
由R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracffotjmv{2}）^{2}}$可知，金屬絲電阻率：ρ=$\frac{πR7caxnd3^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×4.17×（0.880×1{0}^{-3}）^{2}}{4×1}$≈2.53×10^-6Ω•m；
電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，所測(cè)電流偏大，由歐姆定律可知，電阻測(cè)量值偏小，電阻率測(cè)量值偏小，測(cè)量值小于真實(shí)值；
故答案為：（1）0.880；（2）電流表采用內(nèi)接法、滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，滑動(dòng)變阻器沒有采用分壓接法；C；（3）4.17；2.53×10^-6；小于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器讀數(shù)、電路分析、實(shí)驗(yàn)器材選擇、求電阻與電阻率、實(shí)驗(yàn)誤差分析等問題；根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是分析電路錯(cuò)誤的關(guān)鍵．