Question

11．某同學(xué)在進行測定某電阻絲的電阻率實驗：

（1）實驗中，用螺旋測微器測量一種電阻值很大的電阻絲直徑，刻度位置如圖甲所示，則電阻絲的直徑是0.642mm．
（2）用多用電表的歐姆擋粗測這種電阻絲的阻值：已知此電阻絲的阻值約為幾十kΩ，下面給出的操作步驟中，合理的實驗步驟順序是：c、a、b、d（填寫相應(yīng)的字母）．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)其尖端應(yīng)對準(zhǔn)的歐姆擋位是×1k；根據(jù)圖乙中指針?biāo)�示位置，電阻絲的阻值約為3.2×10⁴Ω．
a．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度，而后斷開兩表筆
b．將兩表分別連接到被測電阻絲的兩端，讀出阻值后，斷開兩表筆
c．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)S，使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋的某一擋位
d．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)S，使其尖端對準(zhǔn)交流500V擋，并拔出兩表筆
（3）用電流表和電壓表精確測定此電阻絲的阻值，實驗室提供下列可選用的器材：
電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約50kΩ）
電流表A₁（量程200μA，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）
滑動變阻器R（最大阻值1kΩ）
電源E（電源電壓為4V）
開關(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）；
b．在虛線框圖丙中畫出測電阻的實驗電路；
（　�。┓謩e用L、d、U、I表示電阻絲的長度、直徑和電壓表、電流表的示數(shù)，則電阻率表達式為ρ=$\frac{πz64fi5a^{2}U}{4IL}$．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)由固定刻度與可動刻度讀數(shù)之和，需要估讀到0.001mm；
（2）使用歐姆表測電阻時，應(yīng)選擇合適的擋位，然后進行歐姆調(diào)零，再測電阻，歐姆表使用完畢后，要把選擇開關(guān)置于OFF擋或交流電源最高擋；
（3）a、根據(jù)歐姆定律估算電路中電流的最大值，即可選擇電流表．b、根據(jù)伏安法測電阻原理作出實驗電路圖．
（4）根據(jù)電阻定律和截面積公式結(jié)合，求得電阻率表達式．

解答 解：（1）固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01mm×14.2=0.142mm，則電阻絲的直徑 d=0.5mm+0.142mm=0.642mm
（2）使用歐姆表測電阻時，應(yīng)選擇合適的擋位，然后進行歐姆調(diào)零，再測電阻，歐姆表使用完畢后，要把選擇開關(guān)置于OFF擋或交流電源最高擋，則正確的實驗步驟為：c、a、b、d；電阻絲的阻值約為幾十千歐，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)其尖端應(yīng)對準(zhǔn)的歐姆擋位是×1k，由圖示歐姆表可知，電阻絲的阻值為32×1000=3.2×10⁴Ω．
（3）a、電=路中最大電流約為I=$\frac{E}{R}=\frac{3}{1×1{0}^{4}}$≈3×10^-4A=300μA，故電流表應(yīng)選A₁；
b、待測電阻阻值約為幾十kΩ，滑動變阻器最大阻值為1kΩ，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法．
電流表內(nèi)阻為200Ω，電壓表內(nèi)阻為50kΩ，相對來說，待測電阻阻值遠大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，實驗電路圖如圖所示．

（4）根據(jù)電阻定律得：R_x=ρ$\frac{L}{S}$=$\frac{U}{I}$，又 S=$\frac{1}{4}πrz96duf^{2}$
聯(lián)立可得：$ρ=\frac{πoekkbni^{2}U}{4IL}$
故答案為：
（1）0.642；
（2）c、a、b、d；×1k；3.2×10⁴；
（3）a、A₁
b、如圖所示；
（4）$\frac{πbfbptgv^{2}U}{4IL}$

點評 此題要掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法：固定刻度與可動刻度讀數(shù)之和，要注意螺旋測微器需要估讀．根據(jù)“大內(nèi)小外”選擇電流表的接法，根據(jù)變阻器總電阻與待測電阻的大小選擇變阻器的接法．