Question

2．有一捆粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料樣品，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻約為20Ω，為測(cè)定這種材料的電阻率ρ，現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：
A．電鍵一只，導(dǎo)線若干
B．螺旋測(cè)微器
C．電流表A₁（量程為3A，內(nèi)阻r₁約為0.1Ω），電流表A₂（量程為0.6A，內(nèi)阻r₂=1Ω）
D．電壓表V（量程為9V，內(nèi)阻r_v約為6000Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0-10Ω，額定電流3A）
F．直流電源E（電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻約為2Ω）
為了盡可能精確地測(cè)量該樣品的電阻率ρ，回答下列問(wèn)題：
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的直徑如圖所示，其直徑D=3.850mm．
（2）上述器材中電流表應(yīng)該選用哪一個(gè)A₂（“A₁”或“A₂”）．
（3）電流表應(yīng)采用哪種接法外接法（“內(nèi)接法”或“外接法”）．
（4）若測(cè)得電壓表、電流表的數(shù)值分別為U、I，測(cè)得電阻的表達(dá)式為R_x=$\frac{U}{I}$（填物理量的符號(hào)）．

Answer 1

分析 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；
依據(jù)歐姆定律，求得最大電流，從而確定電流表的量程；
依據(jù)伏安法測(cè)電阻內(nèi)外接法的選擇方法是：當(dāng)滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$ 時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＜$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；
根據(jù)歐姆定律，即可確定電阻的表達(dá)式．

解答 解：（1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：D=3.5mm+35.0×0.01mm=3.850（±0.002）mm；
（2）由于通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流為R_max=$\frac{U}{{R}_{x}}$=$\frac{12}{20}$ A=0.6A，因此電流表選擇A₂（量程為0.6A，內(nèi)阻r₂=1Ω）；
（3）依據(jù)伏安法測(cè)電阻內(nèi)外接法的選擇方法，結(jié)合電阻約為20Ω，電流表A₂（量程為0.6A，內(nèi)阻r₂=1Ω），
而電壓表V（量程為9V，內(nèi)阻r_v約為6000Ω）；
則有：$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$ 時(shí)，電流表應(yīng)用外接法；
（4）根據(jù)電阻定律，則有：R_x=$\frac{U}{I}$．
故答案為：（1）3.850；（2）A₂；（3）外接法；（4）$\frac{U}{I}$．

點(diǎn)評(píng) 考查螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，注意有估計(jì)值，同時(shí)掌握電流表內(nèi)接還是外接的方法，同時(shí)理解電阻定律與歐姆定律的內(nèi)容．