Question

13．利用所學(xué)物理知識解答問題：
（1）某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲長度以及直徑如圖甲所示，則金屬絲的長度為12.20mm，直徑為6.860mm．

（2）已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ，待測電阻大約幾歐．電源為干電池（不宜在長時間、大功率狀況下使用），電動勢E=4.5V，內(nèi)阻很�。畡t圖乙電路圖中A（填電路圖下方的字母代號）電路為本次實驗應(yīng)當采用的最佳電路．但用此最佳電路測量的結(jié)果仍然會比真實值偏小．（填“大”或“小”）
（3）若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值R_A是已知的，那么準確測量金屬絲電阻R_r的最佳電路應(yīng)是圖乙中的B電路（填電路圖下的字母代號）．此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻R_r=$\frac{U}{I}$-R_A（用題中字母代號表示）．

Answer 1

分析 解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；
由給出的數(shù)據(jù)選擇滑動變阻器的接法，由各儀器的內(nèi)阻選擇電流表的接法，并能通過誤差原理分析誤差；求出待測電阻的阻值．

解答 解：（1）游標卡尺的主尺讀數(shù)為12.0mm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數(shù)為4×0.05mm=0.20mm，
所以最終讀數(shù)為：12.0mm+0.20mm=12.20mm．
2、螺旋測微器的固定刻度為6.5mm，可動刻度為36.0×0.01mm=0.360mm，所以最終讀數(shù)為6.5mm+0.360mm=6.860mm．
（2）因電源不能在大功率下長時間運行，則本實驗應(yīng)采用限流接法；
同時電壓表內(nèi)阻較大，由以上讀數(shù)可知，待測電阻的內(nèi)阻約為幾歐，故采用電流表外接法誤差較小，故A正確，BCD錯誤；
在實驗中電壓表示數(shù)準確，但電流測量的是干路電流，故電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律得出的結(jié)果偏��；
（3）因已知電流表準確值，則可以利用電流表內(nèi)接法準確求出待測電阻；故應(yīng)選B電路；
待測電阻及電流表總電阻R=$\frac{U}{I}$，則待測電阻為：R_X=R-R_A=$\frac{U}{I}$-R_A
故答案為：（1）12.20，6.860（6.858～6.862）；（2）A，��；（3）B，$\frac{U}{I}$-R_A

點評 對于基本測量儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進行有關(guān)測量；
對于電學(xué)實驗一定不要單純靠記憶去解決問題，一定要在理解的基礎(chǔ)之上，靈活運用歐姆定律及串并聯(lián)的相關(guān)知識求解．