Question

6．在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm．
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應為0.398mm（該值接近多次測量的平均值）．
（2）用伏安法測金屬絲的電阻R_x．實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內(nèi)阻約1Ω）、電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干．某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0	0.1	0.3	0.7	1	1.5	1.7	2.3
I/A	0	0.02	0.06	0.16	0.22	0.34	0.46	0.52

由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量R_x是采用圖2中的甲圖（選填“甲”或“乙”）．

（3）圖3是測量R_x的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(jù)（2）所選的電路圖，補充完成下圖中實物間的連線．
（4）這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖4所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點．請在圖中標出第3、5、7次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出UI圖線．由圖線得到金屬絲的阻值R_x=4.4Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為C（填選項前的符號）．
A．1×10^-2Ω•m　   B．1×10^-3Ω•m
C．1×10^-6Ω•m     D．1×10^-8Ω•m．

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)題意確定滑動變阻器接法，然后選擇實驗電路；
（3）根據(jù)電路圖連接實物電路圖；
（4）根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象，然后根據(jù)圖象與電阻定律分析答題；
（5）由電阻定律求出電阻率，然后答題．

解答 解：（1）由圖1所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0mm+39.8×0.01mm=0.398mm（0.396～0.399均正確）；
（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，如果用限流，最小電壓為0.6V，而表中電壓都到0.10V了，所以肯定用的分壓，由此可知，滑動變阻器應用分壓式接法，因此實驗采用的是圖甲所示電路；
（3）根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（4）根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，第6組實驗數(shù)據(jù)偏離圖線太遠，改組實驗數(shù)據(jù)是錯誤的，應舍去，
由圖示圖象可知，電阻R_X=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5}{0.34}$≈4.4Ω  （4.3～4.7Ω均正確）．
（5）由電阻定律：R=ρ$\frac{L}{S}$得：ρ=$\frac{SR}{L}$=$\frac{Rπ（\fracr3g1rkz{2}）^{2}}{{L}^{2}}$=$\frac{4.4×3.14×（\frac{0.398×1{0}^{-3}}{2}）^{2}}{0.50}$≈1×10^-6Ω•m，故選C；
故答案為：（1）0.398；（2）甲；（3）如圖所示；（4）如圖所示；4.4；（5）C．

點評 要掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法；明確電學實驗中，當要求電流從零調(diào)時，滑動變阻器應用分壓式接法；當滿足待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻時，電流表應用外接法，當電流表內(nèi)阻遠小于待測電阻阻值時，電流表應用內(nèi)接法．