Question

17．在“測(cè)定某電阻絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中
①用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑，如圖所示，則電阻絲的直徑是0.641～0.643mm．
②用多用表的歐姆擋粗測(cè)電阻絲的阻值，已知電阻絲阻值很大，約為20kΩ．下面給出的操作步驟中，合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序是cabd（填寫相應(yīng)的字母）
a．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度
b．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻絲的兩端，讀出阻值后，斷開(kāi)兩表筆
c．旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋的“×1k”擋
d．旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)“OFF”擋，并拔出兩表筆
③若用電流表和電壓表精確測(cè)量此電阻絲的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供下列可供選用的器材：
電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約50kΩ）
電流表A₁（量程200 μA，內(nèi)阻約200Ω）
電流表A₂（量程5mA，內(nèi)阻約20Ω）
電流表A₃（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
滑動(dòng)變阻器R（最大值500Ω）
電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻約0.2Ω）
開(kāi)關(guān)S導(dǎo)線
a．在所提供的電流表中應(yīng)選用A₁（填字母代號(hào)）．
b．在圖2虛線框中畫(huà)出測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路．
④根據(jù)上面測(cè)得的數(shù)據(jù)，即可求出該電阻絲的電阻率，若測(cè)得電阻絲長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，在③中正確操作后得到電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲的電阻率為ρ=$\frac{πdbl1ucz^{2}U}{4LI}$．

Answer 1

分析 （1）固定刻度與可動(dòng)刻度讀數(shù)之和即為螺旋測(cè)微器的讀數(shù)．
（2）使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇合適的擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測(cè)電阻，歐姆表使用完畢后，要把選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋或交流電源最高擋．
（3）根據(jù)電路電流選擇電流表，根據(jù)伏安法測(cè)電阻原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（4）根據(jù)歐姆定律和電阻定律結(jié)合求出電阻率表達(dá)式．

解答 解：（1）由圖3所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為14.1×0.01mm=0.141mm，則電阻絲直徑d=0.5mm+0.141mm=0.641mm；因此為0.641～0.643mm．
（2）使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇合適的擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測(cè)電阻，歐姆表使用完畢后，要把選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋或交流電源最高擋，則正確的實(shí)驗(yàn)步驟為：c、a、b、d；
（3）a、由歐姆定律知電路中最大電流約為 I_max=$\frac{E}{{R}_{x}}$=$\frac{3}{2×1{0}^{4}}$≈1.5×10^-4A=150μA，故電流表應(yīng)選A₁；
b、待測(cè)電阻阻值約為20kΩ，遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大阻值50Ω，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法．
電流表內(nèi)阻為200Ω，電壓表內(nèi)阻為50kΩ，可知待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，而與電壓表內(nèi)阻接近，為減小測(cè)量誤差，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（4）電阻絲電阻R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{\frac{1}{4}πgla618g^{2}}$，又R_X=$\frac{U}{I}$
則得電阻率ρ=$\frac{πsdbx9gp^{2}U}{4LI}$；
故答案為：
①0.641～0.643；  
②cabd
③a．A₁；b．測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖：；     
④ρ=$\frac{πymatwvd^{2}U}{4LI}$．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)題要求要熟練掌握螺旋測(cè)微器讀數(shù)的方法，能根據(jù)待測(cè)電阻與兩個(gè)電表內(nèi)阻的關(guān)系，選擇電流的內(nèi)、外接法，能根據(jù)變阻器的最大電阻與待測(cè)電阻的關(guān)系，選擇變阻器的分壓式與限流式接法．