Question

19．在“測(cè)定金屬導(dǎo)體的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻R_x約為5Ω．實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材
A．電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約為15KΩ）
B．電壓表V₂ （量程15V，內(nèi)阻約為75KΩ）
C．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
D．電流表A₂（量程600mA．，內(nèi)阻約為1Ω）
E．變阻器R₁ （0～100Ω，0.3A）
F．變阻器R₂ （0～2000Ω，0.1A）
G．電池E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω）
H．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）為提高實(shí)驗(yàn)精確度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有ADEGH．
（2）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖1中b（填“a”或“b”）為該實(shí)驗(yàn)的電原理圖，并按所洗擇的電原理圖把實(shí)物圖2用導(dǎo)線連接起來(lái)．
（3）若用刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為L(zhǎng)，用螺旋測(cè)微器測(cè)得導(dǎo)線的直徑為d，兩電表的示數(shù)分別如圖3所示，則電壓表讀數(shù)為1.20V，電流表讀數(shù)為0.50A，電阻率表達(dá)式為ρ=$\frac{Uπ5ld5j5t^{2}}{4IL}$．（用U、I、L、d表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，由歐姆定律求出電路最大電流，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路．
（3）由圖示電表讀出其示數(shù)，應(yīng)用歐姆定律求出電阻阻值，由電阻定律求出電阻率．

解答 解：（1）伏安法測(cè)電阻，需要：G、電池E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω），H、開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干；電源電動(dòng)勢(shì)是3V，因此電壓表可選：A、電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約為15KΩ），
電路最大電流約為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A=600mA，如果選用量程是3A的電流表，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度不到電表刻度的三分之一，為提高實(shí)驗(yàn)精度，電流表可選：D．電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選：E、變阻器R₁（0～100Ω，0.3A）；
即需要的實(shí)驗(yàn)器材有：ADEGH；
（2）$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{15000}{5}$=3000，
$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{5}{1}$=5，
則有$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應(yīng)選擇外接法，因此實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選b．
根據(jù)電路圖，結(jié)合量程及正負(fù)接，實(shí)物圖如下圖所示：

（3）由圖示電壓表可知，其量程為3V，分度值為0.1V，所示為1.2V，由圖示電流表可知，其量程為0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A，電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$
再由R=ρ$\frac{L}{S}$
可知，電阻率：ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{Uπbt7vtzj^{2}}{4IL}$
故答案為：（1）A D E G H； （2）b，如上圖所示；（3）1.20，0.50，ρ=$\frac{Uπvppnjhf^{2}}{4IL}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取、實(shí)驗(yàn)電路的選擇、連接實(shí)物電路圖；要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選取原則：安全性原則、精確性原則、方便實(shí)驗(yàn)操作；確定電流表的接法是正確解題的關(guān)鍵．