Question

9．在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量儀器均已校準(zhǔn)．待測(cè)金屬絲接入電路部分的長度約為50cm．
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為0.398mm（該值接近多次測(cè)量的平均值）．
（2）用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R_x．實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢(shì)為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(dòng)變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由如表數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量R_x是采用圖2中的甲圖（選填“甲”或“乙”）．

（3）圖3是測(cè)量R_x的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請(qǐng)根據(jù)第（2）問所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已標(biāo)出了測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U─I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)可以估算出金屬絲的電阻率約為C（填選項(xiàng)前的符號(hào)）．
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(cè)微器固定刻度與可動(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)變阻器接法，然后作出電路圖；
（3）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖；
（4）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)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．

解答 解：（1）由圖1所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：0mm+39.8×0.01mm=0.398mm（0.395～0.399均正確）；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)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，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，
電阻阻值約為：R=$\frac{U}{I}=\frac{0.1}{0.02}$=5Ω，電流表內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖選擇甲；
（3）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：
（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：
由圖示圖象可知，待測(cè)電阻阻值：R_x=$\frac{U}{I}=\frac{2.3}{0.52}$≈4.4Ω；
（5）待測(cè)電阻阻值：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracg2qmeza{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πR5wmuxeo^{2}}{4L}$≈1.1×10^-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(diǎn)評(píng) 要掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法；明確電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)要求電流從零調(diào)時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法；當(dāng)滿足待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，當(dāng)電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法．