Question

2．導(dǎo)電玻璃是制造LCD的主要材料之一．為測量導(dǎo)電玻璃的電阻率，某小組同學(xué)選取長度L=25.00cm的圓柱體導(dǎo)電玻璃進(jìn)行實驗，主要步驟如下，完成下列填空：

（1）首先用螺旋測微器測量導(dǎo)電玻璃的直徑，示數(shù)如圖（a）所示，則直徑d=2.500mm；
（2）然后用歐姆表粗測該導(dǎo)電玻璃的電阻R_x，發(fā)現(xiàn)其電阻約12.0Ω；
（3）為精確測量R_x的阻值，該小組設(shè)計了圖（b）的實驗電路．可供使用的主要器材有：

器材	規(guī)格
電源	電動勢4.5 V．內(nèi)阻約1Ω
定值電阻R0	阻值為20Ω
電壓表V1	量程3V，內(nèi)阻約3kΩ
電壓表V2	量程15V，內(nèi)阻約15kΩ
電流表A1	量程200mA，內(nèi)阻約1.5Ω
電流表A2	量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω
滑動變阻器R1	阻值范圍0～1kΩ
滑動變阻器R2	阻值范圍0～20Ω

①圖中電壓表應(yīng)選用V₁；電流表應(yīng)選用A₁；滑動變阻器應(yīng)選用R₂；（填器材代號）
②該小組進(jìn)行了如下操作：
a．將滑動變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置1，閉合S₂，調(diào)節(jié)變阻器使電流表和電壓表的示數(shù)盡可能大，穩(wěn)定后讀出電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.185A和2.59V；
b．將滑動變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置2，調(diào)整滑動變阻器使電流表和電壓表的示數(shù)盡可能大，穩(wěn)定后讀出電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.125A和2.65V；
c．將滑動變阻器的滑片移到最右端，斷開S₂．
可求得R_x=12.8Ω． 
（4）由以上實驗可求得，該導(dǎo)電玻璃電阻率的值ρ=2.51×10^-4Ω•m．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器精確度為0.01mm，需要估讀，讀數(shù)時注意半毫米刻度線是否露出．
（3）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)電源電壓選擇電壓表，為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．根據(jù)歐姆定律，結(jié)合數(shù)據(jù)，即可求解；
（4）根據(jù)電阻定律，即可求解．

解答 解：（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為d=2.5mm+0.0×0.01mm=2.500mm；
（3）電源電動勢為4.5V，選0～15V量程的電壓表讀數(shù)誤差較大，電壓表應(yīng)選B、量程為0～3V，；
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{12}$=0.25A，電流表只能選擇量程為200mA的電流表A₁；
為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選R₂、阻值為0～20Ω；
當(dāng)將滑動變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置2，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，求得R_A=$\frac{2.65}{0.125}-20$=1.2Ω
當(dāng)將滑動變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置1，閉合S₂，則有：R_x=$\frac{2.59}{0.185}-1.2$=12.8Ω
（4）根據(jù)電阻定律，則有：導(dǎo)電玻璃電阻率的值ρ=$\frac{{R}_{x}S}{L}$=$\frac{{R}_{x}\frac{πtvepo7f^{2}}{4}}{L}$
代入數(shù)據(jù)，解得：ρ=2.51×10^-4Ω•m，
故答案為：（1）2.500；（3）V₁，A₁，R₂，12.8；（4）2.51×10^-4．

點評 考查螺旋測微器的使用方法，掌握電表與滑動變阻器的選取規(guī)則，理解歐姆定律與電阻定律的內(nèi)容，注意求得電流表內(nèi)阻，是確定所測電阻阻值的前提．