Question

6．在測定一根粗細(xì)均勻金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中：

（1）某同學(xué)先用多用電表粗測其電阻．用已經(jīng)調(diào)零且選擇開關(guān)指向歐姆擋“×10”檔位的多用電表測量，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，這時(shí)他應(yīng)將選擇開關(guān)換成歐姆擋的““×1””檔位（選填“×100”或“×1”），然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再次測量電阻絲的阻值，其表盤及指針?biāo)�指位置如圖1、2所示：
（2）現(xiàn)要進(jìn)一步精確測量其阻值實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材：
A．電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約1Ω）   B．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
C．電壓表V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）    D．電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約5kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為10Ω）       F．滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為500Ω）
G．電源E（電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻可忽略）      H．電鍵、導(dǎo)線若干．
①為了盡可能提高測量準(zhǔn)確度，應(yīng)選擇的器材為（只需添器材前面的字母即可）：
電流表：A；電壓表：C；滑動(dòng)變阻器：E．
②下列給出的測量電路中，最合適的電路是B．

③這位同學(xué)在一次測量時(shí)，電壓表的示數(shù)如實(shí)圖所示．電壓表的讀數(shù)為2.40 V．
（3）若本實(shí)驗(yàn)中，測得金屬絲的長度為L，直徑為D，電阻為R_x，則該金屬電阻率的計(jì)算式為ρ=$\frac{{R}_{x}π{D}^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)歐姆表指針偏角較大時(shí)，說明待測電阻較小，換用較小的倍率，換擋后需歐姆調(diào)零．
（2）根據(jù)電阻的額定電流選擇電流表，根據(jù)電阻額定電壓選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
根據(jù)待測電阻的大小確定電流表的內(nèi)外接，結(jié)合待測電阻、滑動(dòng)變阻器的阻值確定滑動(dòng)變阻器的分壓還是限流接法．
（3）根據(jù)電阻定律，求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）用已經(jīng)調(diào)零且選擇開關(guān)指向歐姆擋“×10”檔位的多用電表測量，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，知該電阻較小，換用“×1”的擋位，換擋后進(jìn)行歐姆調(diào)零．
（2）①電源電動(dòng)勢大約4V，為了測量的精確，電壓表選擇C，電阻額定電流約為：$I=\frac{U}{R}≈0.25A=250mA$，可知電流表選擇A．電阻絲的電阻值僅僅約12Ω，與500Ω的滑動(dòng)變阻器的電阻值相差比較大，所以滑動(dòng)變阻器阻值越小調(diào)節(jié)時(shí)電表變化越明顯，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E．
②待測電阻與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，電流表采用外接法．變阻器E若是限流式則阻值太小，故應(yīng)用分壓式接法，故選：B．
③電壓表的讀數(shù)為2.40V．
（3）根據(jù)R_x=$ρ\frac{L}{S}=ρ\frac{L}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$得，ρ=$\frac{{R}_{x}π{D}^{2}}{4L}$．
故答案為：（1）“×1”，歐姆調(diào)零．
（2）①A，C，E
②B．③2.40 （2.40-2.42）V．
（3）$\frac{{R}_{x}π{D}^{2}}{4L}$．

點(diǎn)評 對于多用電表歐姆擋測電阻換擋方法要熟記：“大換小，小換大”，即偏轉(zhuǎn)角度大時(shí)，換用倍率小的擋位；偏轉(zhuǎn)角度小時(shí)，換用倍率大的擋位．
在估算時(shí)滑動(dòng)變阻器是按限流式接法的，若通過計(jì)算滑動(dòng)變阻器的阻值太小，則說明用限流式限不住，應(yīng)選分壓式接法，這時(shí)應(yīng)選阻值最小的變阻器．