Question

2．在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，待測電阻絲阻值約為4Ω．
①用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d．其中一次測量結果如圖1所示，圖中讀數(shù)為d=0.855 mm．
②為了測量電阻絲的電阻R，除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：
電壓表V，量程3V，內阻約3kΩ
電流表A₁，量程0.6A，內阻約0.2Ω
電流表A₂，量程100μA，內阻約2000Ω
滑動變阻器R₁，0～1750Ω，額定電流0.3A
滑動變阻器R₂，0～50Ω，額定電流1A
電源E（電動勢為3V，內阻約為1.2Ω）
為了調節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表A₁，滑動變阻器R₂．（填器材的符號）
③請在圖2虛線框內畫出電路圖，并根據(jù)電路圖在圖3所給的實物圖中連線．
④用測量量表示計算材料電阻率的公式是ρ=$\frac{π{Ud}^{2}}{4Il}$（已用刻度尺測量出接入電路中的金屬導線的有效長度為l）．

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)電壓表量程選擇電源，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，在保證電路安全的前提下，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（3）確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（4）根據(jù)電阻定律求出電阻率的表達式．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動刻度示數(shù)為35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋測微器示數(shù)為0.5mm+0.355mm=0.855mm．
（2）電壓表量程是3V，電源應選E₂（電動勢為3V，內阻約為1.2Ω），
電路最大電流約為I=$\frac{3}{4+1.2}$≈0.58A，電流表應選A₁，量程0.6A，內阻約0.2Ω，
為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₂，0～50Ω，額定電流1A．
（3）滑動變阻器最大阻值遠大于待測電阻阻值，滑動變阻器可以采用限流接法，
因為$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{4}{0.2}$=20，$\frac{{R}_{V}}{R}$=750，
則有：$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示．
根據(jù)電路圖連接實物電路圖，如圖所示．

（4）由歐姆定律得，電阻阻值R=$\frac{U}{I}$，由電阻定律得：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{{π（\fracmeteb1n{2}）}^{2}}$
解得：ρ=$\frac{π{Ud}^{2}}{4Il}$．

故答案為：①0.855   ②A₁，R₂，
③如圖
④$\frac{π{Ud}^{2}}{4Il}$

點評 螺旋測微器是利用將長度的測量轉化為對轉動角度的測量來實現(xiàn)微小量放大的，其精確度為0.01mm，本實驗中滑動變阻器既可以采用分壓接法，也可以采用限流接法．