Question

8．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω．先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為0.520mm．
（2）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很�。�
電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω；
電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻約0.025Ω；
電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；
滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；
滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值50Ω；
開關(guān)、導(dǎo)線等．
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是A₁，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₁．（填代號(hào)）
（3）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為R_X=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為1.1╳${10}_{\;}^{-6}$Ω•m．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+半刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)；
（2）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)、待測(cè)電阻阻值與所選電流表選擇滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)電阻定律求出金屬絲的電阻率．

解答 解：（1）、金屬絲的直徑為d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm．
（2）、因伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)的電流不能太大，否則由于隨著溫度升高電阻會(huì)增大而測(cè)不準(zhǔn)，故應(yīng)選電流表A₁，由閉合電路歐姆定律及電流表讀數(shù)要求應(yīng)滿足：
$\frac{1}{3}$${I}_{A}^{\;}$≤$\frac{E}{R+r}$≤$\frac{2}{3}$${I}_{A}^{\;}$，
得：11.25≤${R}_{\;}^{\;}$≤22.5Ω，
所以若滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，變阻器阻值范圍是7.25Ω≤${R}_{變}^{\;}$≤18.25Ω，可見應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器${R}_{1}^{\;}$，金屬絲電阻很小，故電流表可采用外接法．
（3）、根據(jù)電阻定律有：R=$\frac{ρL}{S}$，其中：S=$\frac{1}{4}$${πd}_{\;}^{2}$，ρ=$\frac{{πd}_{\;}^{2}R}{4L}$，
代入數(shù)據(jù)求得電阻率為：ρ=1.1╳${10}_{\;}^{-6}$Ωm．
故答案為：（1）0.520；（2）A₁，R₁；（3）1.1╳${10}_{\;}^{-6}$Ωm

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：（1）用伏安法測(cè)電阻時(shí)安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對(duì)于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對(duì)于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測(cè)量范圍時(shí)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．