Question

1．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖1所示，金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，金屬絲的電阻大約為4Ω．先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．

（1）從圖中讀出金屬絲的直徑d為0.520mm．
（2）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的金屬絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.0V，內(nèi)阻很�。�
電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；
滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～50Ω，允許的最大電流1A）；開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是A
（3）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為R，則這種金屬絲材料的電阻率的表達(dá)式為：ρ=$\frac{{Rπ{d^2}}}{4L}$
（4）在圖2虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；并根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物圖（圖3中部分連線已畫(huà)出，）

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器示數(shù)．
（2）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)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用電阻定律求出金屬材料的電阻率．
（4）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后作出電路圖．

解答 解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度讀數(shù)：0.5mm；可動(dòng)刻度讀數(shù)0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋測(cè)微器讀數(shù)為：0.520mm；
（2）為減小讀數(shù)誤差，選小量程電流表，故選電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
（3）由電阻定律得：R=ρ$\frac{L}{S}$=$\frac{ρL}{π（\fracwcajt2e{2}）^{2}}$
所以電阻率ρ=$\frac{{Rπ{d^2}}}{4L}$．
（4）為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器分壓接法，由題意知，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；

故答案為：（1）0.520；（2）A₁；（3）ρ=$\frac{{Rπ{d^2}}}{4L}$；（4）電路圖如上圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：（1）用伏安法測(cè)電阻時(shí)安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對(duì)于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對(duì)于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測(cè)量范圍時(shí)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．