Question

14．在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬接入電路部分的長度約為50cm．

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑．為防止測微螺桿對金屬絲產(chǎn)生過大壓力，在測微螺桿靠近金屬絲時，應旋動圖甲所示中的部件C（選填“A”、“B”、“C”或“D”），直至聽到“喀喀”聲時，停止旋動．從圖中讀出金屬絲的直徑為0.406mm．
（2）用伏安法測金屬絲的電阻R_x．實驗器材為：電池組（電動勢為3V，內阻約1Ω）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干．某小組同學使用以上器材，正確連接電路進行實驗，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由以上數(shù)據(jù)可知，他們測量R_x是采用圖乙中的A（填“A”或“B”）電路．
（3）圖丙是測量R_x的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(jù)圖乙所選的電路圖，補充完成圖丙中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（4）這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖丁所示．圖中已標出了測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點，請在圖丁中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出U-I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值R_x=4.5Ω（保留兩位有效數(shù)字），進而計算出金屬絲的電阻率．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)各部件的用途可確定旋鈕；
關于螺旋測微器的讀數(shù)，要先讀出固定刻度，再讀出可動刻度，然后相加即可得出結果．
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)比較電壓表、電流表和被測電阻的阻值關系，確定可采取的電路．
（3）依據(jù)電路圖進行實物連接．
（4）根據(jù)圖上所標的點，做出U--I圖線，從而可得出電阻值．

解答 解：（1）C為微調旋鈕，故為防止測微螺桿對金屬絲產(chǎn)生過大壓力，在測微螺桿靠近金屬絲時，應旋動圖甲所示中的部件C；
固定刻度讀數(shù)為0，可動刻度讀數(shù)為40.6（40.5～40.7都可以），所測長度為0+40.6×0.01=0.406mm．
（2）由記錄數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻R_x約5Ω．則有R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，屬于小電阻，用外接法測量誤差小，由（3）知是用伏安特性曲線來測量電阻的，就要求電壓電流從接近0開始調節(jié)，所以應該采用分壓接法故選A．
（3）實物連接如圖：


（4）描繪出第2、4、6三個點后可見第6次測量數(shù)據(jù)的坐標點誤差太大舍去，然后出U-I圖線．如右圖所示；其中第4次測量數(shù)據(jù)的坐標點在描繪出的U-I圖線上，有：
R_x=$\frac{1.00}{0.220}$=4.5Ω．
故答案為：（1）C；0.406；（2）A；（3）如圖所示：（4）4.5．

點評 該題是綜合性較強的題，解答時注意一下幾方面：
1、對于長度的測量注意高中所要求的游標卡尺和螺旋測微器的使用方法，讀書時是固定刻度的值與可動刻度的值得和．
2、會根據(jù)電壓表、電流表及被測電阻的阻值關系，確定電流表是內接還是外接．
3、實物連接時，注意導線不能相交叉，并且要注意閉合電建時，分壓電路的輸出端電壓要為零．
4、會用電阻定律來求解導線的電阻率