5.現(xiàn)測(cè)量一銅芯導(dǎo)線的電阻率,用米尺測(cè)出其長(zhǎng)度為L(zhǎng),用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D,用多用電表測(cè)得其電阻值約為1Ω,為提高測(cè)量的精度,需從下列器材中挑選一些元件,設(shè)計(jì)電路,重新測(cè)量這段導(dǎo)線(圖中用Rx表示)的電阻.
A.電源E(電動(dòng)勢(shì)為6.0V,內(nèi)阻不計(jì))
B.電壓表V1(量程為0~0.6V,內(nèi)阻約為2kΩ)
C.電壓表V2(量程為0~6.0V,內(nèi)阻約為6kΩ)
D.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
E.電流表A2(量程為0~3.0A,內(nèi)阻約為0.1Ω)
F.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值5Ω,額定電流1.0A)
G.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10Ω,額定電流0.2A)
H.定值電阻R0(阻值為9Ω)
I.開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)如圖甲所示是該實(shí)驗(yàn)小組用螺旋測(cè)微器對(duì)銅線直徑的測(cè)量,其讀數(shù)是0.700mm.

(2)為提高實(shí)驗(yàn)精度,要求電表的偏轉(zhuǎn)不小于其量程的$\frac{1}{3}$,某同學(xué)設(shè)計(jì)了部分電路如圖乙所示,請(qǐng)你在此基礎(chǔ)上將電路補(bǔ)充完整,使實(shí)驗(yàn)可以完成.
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選B,電流表選D,滑動(dòng)變阻器選F(只填代號(hào)).
(4)若在測(cè)量時(shí),電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,則該銅芯導(dǎo)線所用材料的電阻率的表達(dá)式為ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$.

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)微器的示數(shù),需估讀.
(2)根據(jù)電線電阻與電表內(nèi)阻關(guān)系確定電流表接法,為精確測(cè)量電阻阻值,滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法,據(jù)此作出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(3)根據(jù)電源電壓確定電壓表量程,根據(jù)電路最大電流選擇電流表量程,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;
(4)由歐姆定律求出電阻,由電阻定律求出電阻率.

解答 解:(1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)為0.5mm+20.0×0.01mm=0.700mm.
 (2)滑動(dòng)變阻器可以采用限流接法,電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值,電流表應(yīng)采用外接法,測(cè)量電阻必須用電流表外接電路,且必須有保護(hù)電阻.故原理圖如圖所示;
(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為零時(shí),待測(cè)電壓的最大值約為0.6V,所以電壓表應(yīng)選B;待測(cè)電流的最大值約為0.6A,所以電流表應(yīng)選D;若滑動(dòng)變阻器選G,將超過(guò)其額定電流,所以只能選F.
(4)由歐姆定律有:R=$\frac{U}{I}$、
根據(jù)電阻定律得:
R=ρ$\frac{L}{S}$;
導(dǎo)線的截面積:S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$聯(lián)立可求得電阻率的表達(dá)式為
ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$.
故答案為:(1)0.700mm (2)如圖所示; 。3)B D F。4)$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查導(dǎo)體電阻率的測(cè)量,要注意根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康、?shí)驗(yàn)原理、根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材選擇實(shí)驗(yàn)所需要的器材,然后確定滑動(dòng)變阻器的接法與電流表的接法,再作出實(shí)驗(yàn)電路圖.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)輸電導(dǎo)線上的電流大小;
(2)升壓變壓器B1原、副線圈的匝數(shù)之比n1:n2;
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B.${\;}_{15}^{30}$P→${\;}_{14}^{30}$Si+${\;}_{0}^{1}e$,衰變
C.${\;}_{3}^{7}$Li+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{5}^{10}$B+${\;}_{0}^{1}$n,人工轉(zhuǎn)變 
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(2)傘張開(kāi)后,經(jīng)過(guò)多少時(shí)間才能到達(dá)地面(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)?
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B.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周就被加速二次
C.P1P2=P2P3
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