Question

10．實驗室進了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10^-8Ωm．課外活動小組的同學設計了一個試驗來測算螺線管使用的金屬絲長度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器、鉛筆、毫米刻度尺、導線和學生電源等．
（1）他們首先使用多用電表粗測一個匝數(shù)為100匝的螺線管的電阻，操作過程分以下三個步驟：（選出②中的正確操作）
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”；
②D；
A．進行機械調(diào)零　　　　　　　　B．進行歐姆調(diào)零
C．換×10檔后進行機械調(diào)零　　　D．換×10檔后進行歐姆調(diào)零
③把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖（a）所示．

（2）根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實驗誤差，并在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應從圖（b）的A、B、C、D四個電路中選擇D電路來測量金屬螺線圈電阻；
（3）他們將該金屬螺線圈套在鉛筆上緊密壓制后，用毫米刻度尺測量其總長度為2.60cm，則金屬絲的直徑大約為0.260mm；
（4）根據(jù)多用電表測得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個螺線管所用金屬絲的長度約為13m．（結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 通過實驗來測算螺線管使用的金屬絲長度，由電阻定律已知電阻率、電阻及橫截面積，則可求出金屬絲的長度．同時運用伏安法電流表外接法，變阻器分壓式來測量金屬絲的電阻．
歐姆表是測量電阻的儀表，把被測電阻串聯(lián)在紅黑表筆之間，歐姆表電流是從黑表筆流出紅表筆流入，
（1）用歐姆表測電阻，每次換擋后和測量前都要重新調(diào)零（指歐姆調(diào)零）．
（2）測電阻時待測電阻不僅要和電源斷開，而且要和別的元件斷開．
（3）測量時注意手不要碰表筆的金屬部分，否則將人體的電阻并聯(lián)進去，影響測量結果．
（4）合理選擇量程，使指針盡可能在中間刻度附近，

解答 解：（1）因所選檔位為×1時，導致偏角過小；故應換用×10檔位；每次換檔后要進行歐姆調(diào)零；
是將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕使其電流達到最大，則此時刻度盤上的讀數(shù)為零．
（2）由于金屬絲的電阻較小，則選擇電流表外接法．并為了減少實驗誤差，且在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，所以變阻器要選擇分壓式接法．故選：D
（3）螺旋測微器的讀數(shù)是由固定刻度與旋轉(zhuǎn)刻度組合，且最后加上估計值而成．0+26×0.01mm=0.26mm 最后估計值為±0.002mm，所以讀數(shù)為0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）由$R=ρ\frac{L}{S}$得L=$\frac{RS}{ρ}$=$\frac{4×π×（0.13×1{0}^{-3}）^{2}}{1.7×1{0}^{-8}}m$=12.5m 由于結果保留兩位有效數(shù)字，所以為：13m
故答案為：（1）②D；（2）D；（3）0.260mm；（4）13

點評 歐姆調(diào)零與機械調(diào)零要區(qū)分，前者是調(diào)節(jié)毆姆表內(nèi)的滑動變阻器的電阻來使電流表達到滿偏；后者是螺絲刀調(diào)節(jié)指針使其電流為零．